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倾斜井轴入射的平面SV波与套管井的耦合

许菁  
【摘要】: 声波测井是测井工作中的一种重要手段,而从理论上研究以不同角度入射的地震波与钻井井孔的相互作用,又是典型的地震波散射问题,它对声测井有重要理论指导意义。但受技术条件限制,早期的声测井主要研究的是裸眼井,鉴于裸眼井的不稳定性,及在探测和生产过程中使用的大部分都是套管井,因此,从理论上研究在套管井情况下各介质中的声波场,不仅对解释垂直地震剖面法和井间地震测量具有重要意义,而且还可以为我们检测固井质量,检查老井状况等提供理论依据。 本文详细讨论平面SV波以不同角度入射时与套管井耦合的问题,将涉及柱状分层的四种介质,既井内流体、井壁钢套管、固井水泥层及井外无限大流体饱和Biot介质(对于套管井,工程上把水与钢管的胶结面称为第一界面,水泥与地层的胶结面称为第二界面)。 运用全频域的Biot理论,在流体饱和孔隙介质中平面SV波倾斜井轴入射时,应用柱坐标系下波动方程的解及位移、应力、应变表达式,通过理论计算,得到井内声压一般表达式。 借助于自编的Matlab程序,对不同的地层,不同的入射角下井内声压随频率的变化及渗透率、孔隙度对井内声压的影响进行数值模拟和分析,得出软硬地层中,不同入射角的情况下井内声压的激发曲线及渗透率和孔隙度对井内声压的影响,并将结果与之前所知的裸眼井的情况进行比较。


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