孔隙地层震电测井波场分波分析

【摘要】： 由于孔道的双电层结构和流体固体耦合运动,声波在孔隙地层中传播时会引起电磁场。利用这种声电耦合效应,在井中激发声场,测量声信号和相应的电磁信号,以便获取地层参数的方法,称为震电测井。本文通过分波分析的方法,研究孔隙地层充流井孔中点声源激发的震电波场。 在简要介绍了Pride理论和轴对称声电耦合波场的形式解之后,对含有多个支点的震电波场函数的多值性进行了分析,从数学上证明了井孔流体电磁波特征波数±ke不是场函数的实质性支点,给出了场函数在积分围道上的单值定义。 论文实现了应用辐角原理求解特征函数复零点(即场函数复极点)的方法,并在典型砂岩地层参数下,计算了震电波场模式波的频散曲线,包括泄漏模式和非泄漏模式。分析了各阶模式波的截止频率、衰减特性和相速度与群速度关系。计算了模式波声场和伴随电场在不同源距下的激发强度,在此基础上考察了各阶模式波声场和电场的激发和衰减特性。 通过求取实质性支点的割线积分计算了纵波、横波和电磁首波的声场和电场激发强度。合成了各个分波声场和电场的时域波形,并叠加得到了声场和电场的全场波形,和实轴积分所得全场波形比较,一致性很好。计算了各个分波的电声激发比,在频域上分析了分波的声电转化效率。 计算了不同渗透率条件下的斯通利波声场和电场的相速度、激发强度和时域波形,考察了斯通利波声场和电场与渗透率的关系,发现了电声激发比的辐角对渗透率敏感,但敏感性随孔隙度增加而降低。