本文選題：柱狀分層　切入點：孔隙地層　出處：《吉林大學》2017年碩士論文

【摘要】：在流體飽和孔隙介質中的動電效應在地球物理學界一直是熱點問題之一�；谶@種效應人們提出聲電效應測井技術。由于通過流體耦合不可能由井內聲源連續(xù)在孔隙介質中激發(fā)出SH波,所以近些年也很少考慮通過激發(fā)SH波來進行橫波測井。而SH波在水平分層介質中是與P-SV波解耦的,并且它與偏振方向平行的界面間傳播時,不產生轉換波,這樣一來如果SH波能夠得以利用將會很方便。1994年White設想過利用緊貼井壁的水平聲源激發(fā)SH波,并在井外均質地層進行了初步理論求解,表明橫波的直接探索是有可能實現(xiàn)的。本文對柱狀雙層孔隙介質包圍井孔SH-TE動電測井進行理論模擬。本文對井外為雙層柱狀的流體飽和孔隙介質的動電效應進行研究,即井內為流體,與井壁相連的是一層環(huán)狀孔隙夾層,緊接著是一層無限大的孔隙地層。此模型不僅可以模擬有侵入帶時的地層,也可以利用此模型對探測界面進行研究。對SH-TE動電測井,基于Biot理論和Pride理論,再通過引入勢函數(shù)和采用赫姆霍茲分解的方法,理論求解出井內無源情況下的電磁場通解的表達式,和井外的聲電耦合波場的表達式。本文還求解了在聲場不受其誘導電場影響的前提下,井內外各波場的表達式,并做出了分析。通過數(shù)值模擬可以得到,在聲場全波波形上能夠觀察到SH波與love波兩種波形;在電磁場全波波形上能夠觀察到兩個界面電磁場和與聲場對應的伴隨電磁場。結果表明,井半徑與孔隙夾層厚度雖然對聲場的影響比較復雜,但是對界面響應影響并不明顯。隨著井半徑的增大,love波的伴隨電場會減小。井內礦化度的改變對聲場與電場影響也并不明顯。孔隙夾層礦化度的改變對聲場的影響很小,但是對外界面響應影響比較明顯,當孔隙夾層與外層孔隙的礦化度差異越大,界面響應就越明顯。對于外層孔隙的礦化度也有類似的結果。隨著孔隙夾層的孔隙度逐漸增大,聲場的SH波與love波的速度增大,幅度減小。內界面產生的電磁波幅度也增大。對于外界面響應而言,當孔隙夾層與外層孔隙的孔隙度差異越大,界面響應就越明顯。而外層孔隙介質的孔隙度對聲場影響并不明顯,對外界面響應也是兩層介質的差異越大,界面響應就越明顯。兩層孔隙介質的彎曲度對聲場的影響并不大,但是對電場而言,隨著兩層孔隙介質的彎曲度的增大,外界面響應就越明顯。通過考察可得,對于SH-TE動電測井,可利用輻射電磁波能夠最先到達接收器這一特點,探測存在較大差異的界面。
[Abstract]:The electrokinetic effect in fluid saturated porous media has been one of the hot topics in geophysics. Based on this effect, acoustic and electric effect logging technology has been proposed. SH waves are excited in porous media, Therefore, in recent years, very little consideration has been given to shear wave logging by stimulating SH waves, which are decoupled from P-SV waves in horizontal stratified media and do not produce converted waves when they propagate between interfaces parallel to the polarization direction. In this way, if the SH wave can be used, it will be convenient. In 1994, White envisaged that the SH wave would be excited by a horizontal sound source close to the wall of the well, and the initial theoretical solution was carried out in the homogeneous formation outside the well. It is shown that the direct exploration of shear waves is possible. In this paper, the theoretical simulation of SH-TE dynamic logging in cylindrical bilayer porous media is carried out. In this paper, the dynamic and electrical effects of fluid saturated porous media outside the well are studied. That is, the fluid in the well is connected to the wellbore by a layer of annular pore intercalation, followed by an infinite pore formation. This model can not only simulate the formation with an intrusive zone, This model can also be used to study the detection interface. For SH-TE electrokinetic logging, based on Biot theory and Pride theory, the potential function is introduced and Hem Holtz decomposition method is adopted. The general solution of electromagnetic field in the case of passive well and the expression of acoustoelectric coupling wave field outside the well are obtained theoretically. The expressions of the wave fields inside and outside the well are also solved without the influence of the induced electric field on the sound field. Through numerical simulation, two kinds of waveforms, SH wave and love wave, can be observed on the full wave waveform of sound field. Two interface electromagnetic fields and associated electromagnetic fields corresponding to sound field can be observed on the full wave waveforms of electromagnetic field. The results show that the influence of well radius and pore intercalation thickness on sound field is quite complex. However, the effect on the interface response is not obvious. With the increase of the radius of the well, the accompanying electric field of love wave will decrease. The change of the mineralization degree in the well has no obvious effect on the sound field and electric field, and the change of the mineralization degree of the pore intercalation has little effect on the sound field. However, the effect on the external surface response is more obvious. The larger the difference between the pore intercalation and the outer pore mineralization, the more obvious the interface response is, and the similar result is obtained for the outer pore salinity. As the porosity of the pore intercalation increases, The velocity of SH wave and love wave of sound field increases and the amplitude decreases. The amplitude of electromagnetic wave generated by internal interface also increases. For the response of external surface, the greater the difference of porosity between pore intercalation and outer pore, The more obvious the interface response is, the less the porosity of the outer porous medium affects the sound field, the more obvious the external interface response is, the greater the difference between the two layers is, the more obvious the interface response is. The curvature of the two layers of porous media has little effect on the sound field. But for the electric field, with the increase of the curvature of the two layers of porous media, the response of the external interface becomes more obvious. From the investigation, it can be obtained that the radiative electromagnetic wave can reach the receiver first for the SH-TE electrodynamic logging. There are large differences in the detection of interfaces.
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：P631.81

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本文編號：1661391