季运佳 郭同政 李 海 何 晓†

(1 中国科学院声学研究所 声场声信息国家重点实验室 北京 100190)

(2 中国科学院大学 北京 100049)

(3 北京市海洋深部钻探研究中心 北京 100190)

(4 中石化胜利石油工程有限公司测井公司 东营 257096)

0 引言

石油钻井过程中，由于复杂的地质构造和不可预见的因素、钻井液性能与井内情况的不吻合及其滞后性，以及措施不当、检査不严、操作不慎等各种原因都有可能造成钻具陷入泥浆或泥沙中从而不能在井内自由活动，这种现象称之为卡钻［1−2]。卡钻事故发生后，需要确定卡点位置，目前工程卡点测量方式通常采用注磁式和扭矩式。但注磁方式受低温影响大，有时不能准确确定卡点位置；而扭矩式操作繁琐复杂、施工时间长，同时还极易受到井内管具长度的影响。

声波检测技术是解决卡钻定量评价难题的潜在可行手段。在固井质量评价中利用套管波响应特征评价套管与水泥环之间的粘接状况以及探测套后介质属性，已经有非常成熟的应用［3−6]。实际情况下，钻具在井孔中的模型与套管井模型非常相似，它们都是柱面径向分层的物理模型，由里到外均为泥浆、钢管、固体或液体、地层，且钻具和套管尺寸较为接近；待测的对象都是钻具或套管外介质，需要识别介质的属性；声波仪器都可放置在最内层泥浆之中。根据上述的几点共同之处，本文考虑将固井质量声波检测方法应用到钻具卡钻检测之中。

关于以上柱状分层模型的理论研究已相对较为完善，Tubman 等［7]早在1984年就研究了套管井中接收的全波信号，随后又研究了套管外固结质量较差时的井孔声场［8]；……