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非轴对称套管井声场并行计算及声波固井质量评价理论与方法研究

宋若龙  
【摘要】: 本文针对目前声波固井质量检测中存在的若干实际问题,进行了理论、方法研究和有限差分并行数值模拟研究。 提出了一种可以计算套管井窜槽时各界面单独响应的方法,详细研究了套管井各种水泥胶结状况下各界面广义反射波对井孔声场的贡献,为CBL-VDL测井II界面评价提供了理论依据,并提出解决方法。 针对快速地层下地层波早于套管波到达对测井结果造成的多解性这一问题,通过对快速地层套管井I界面不同胶结状况井内声场的分析得出:用主频40kHz或80kHz的声源测井可以避免快速地层的影响;从常规CBL-VDL测井5ft波形的时频分布可以评价快速地层I界面固井质量。 基于信息传递接口(MPI)并行程序设计方案,在计算机集群上,用三维柱坐标系下应力-速度有限差分(SVFD)方法和非裂化完全匹配层(NPML)吸收边界条件,实现了扇区发射接收的非轴对称套管井高频(100kHz)三维瞬态声场模拟的并行计算。系统的考察了不同水泥缺失扇区大小、不同缺失方位角下SBT测井仪8对换能器的波形和首波特征,并进行了对比分析和反演方法的研究,完善了SBT解释方法。本文的并行算法也为同类其它大规模数值计算提供了高效的、经济的手段。


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