倾斜地层中的井孔声场研究.pdf

第 49 卷 第 1 期 地 　球 　物 　理 　学 　报 Vol . 49 , No . 1 2006 年 1 月 CHINESE 　JOURNAL 　OF 　GEOPHYSICS J an . , 2006 林伟军 ,王秀明 ,张海澜. 倾斜地层中的井孔声场研究. 地球物理学报 ,2006 ,49 ( 1) :284～294 Lin W J , Wang X M , Zhang H L . Acoustic wave propagation in a borehole penetrating an inclined layered formation . Chinese J . Geop hys . (in Chinese) , 2006 ,49 ( 1) :284～294 倾斜地层中的井孔声场研究 1 2 1 林伟军 ,王秀明 ,张海澜 1 中国科学院声学研究所 ,北京 　100080 2 澳大利亚工业科学研究院石油资源研究中心 , 珀斯 摘 　要 　研究声波在倾斜充液井孔中的传播对于声波测井数据处理和解释具有重要意义. 应用三维交错网格有限 差分方法模拟了处于倾斜各向同性分层地层中的井孔声场. 首先 ,针对均匀地层中单极子声源在裸眼井中激发的 声场 ,将有限差分的结果和实轴积分法的结果进行对比验证. 然后 ,采用单极子和偶极子两种声源 ,针对地层分界 面和井轴间的不同倾角 ,计算了相应的声场分布和井轴上的接收波形. 数值计算的结果表明 ,当声源处于倾斜分界 ( ) ( ) 面以下 ,即处于快速 下方 地层 ,接收器处于倾斜分界面以上 慢速 地层时 ,随着地层倾斜角度的加大 ,测得的慢 度值从接近上方慢速地层值逐渐减小直至接近下方快速地层的值. 任何源距情况下测得的首波慢度均小于上方地 层实际的纵波慢度. 并且 ,慢度与源距的关系曲线随源距的加大逐渐平缓. 用偶极子声源激发得到的横波慢度与纵 波结果相同 ,并表现得比纵波对倾角的改变更敏感. 上述结论在本文中用声场快照和利用合成接收波列的慢度计 算得以清楚显示 ,并且用射线声学理论验证. 关键词 　倾斜地层 , 井孔声场 , 有限差分 , 声波测井 ( ) 文章编号　0001 - 5733 2006 01 - 0284 - 11 中图分类号　P631 收稿日期 　2004 - 11 - 02 , 2005 - 09 - 15 收修定稿 Acoustic wave propagation in a borehole penetrating an inclined layered formation 1 2 1 L IN WeiJ un , WAN G XiuMing , ZHAN G HaiLan 1