多极子声波在充液井孔中的传播

摘要

充液井孔中的多极子声源能在周围岩层和土层中激发弯曲模式声波，它们在截止频率附近，沿井轴传播的速度为井壁介质的横波速度，从而使多极子声波测井成为直接探测井壁岩土体横波声速的一种有效方法。本文从理论上计算了考虑井壁介质物理衰减情况下，多极子声波在无限介质井孔中的传播，数值上计算了弯曲波的频散曲线，截止频率与井径的关系，以及井壁介质的衰减对接收波形的影响。本文还从理论上分析了有限井壁的模型井中激励的多极子模式声波。所假设的模型井是在空气中无限长的一园柱体，其轴线上有一充液井孔，多极子声波在液与固体、固体与气体两个柱状界面上产生反射和折射。数值计算表明，存在有两种模式的弯曲波，一种模式相应于井孔的弯曲振动，另一种相应于井体的整体弯曲振动。它们的相速度频散特性有较大的不同在高频时，井孔弯曲模式的相速趋近于斯东利波的声速，井体弯曲模式的相速度趋近于井壁介质的横波速度。利用PZT压电晶片的弯曲振动模式，制作丁偶极子测井换能器。对换能器的电气性能、辐射面的振动模式及其频率响应和关。利用偶极子声波测井系统在硬软地层的现场井孔中进行了实际测试。模拟井和现场井中的实验结果与理论分析较好地一致。

目录

文摘

英文文摘

感谢

第一章绪论

§1.1全波列声波测井的发展

§1.2多极子声波测井的研究

第二章理想无限介质井孔中的声传播

§2.1基本理论

§2.2数值计算

第三章非理想的无限介质井孔中的声传播

§3.1 理论计算

§3.2数值计算

第四章有限介质井孔中的声传播

§4.1有限并壁井孔中的声传播

§4.2数值计算

第五章 多极子换能器及模拟井孔

§5.1多极子换能器及其参数测试

§5.2人工模拟井

笫六章井孔测试

§6.1偶极子声波测井系统

§6.2人工模以井中的测试

§6.3现场地层井孔中的测试

笫七章结论

致谢

参考文献

附图