本文選題：有限元法 + 復(fù)雜井孔��； 參考：《中國石油大學(xué)(華東)》2015年碩士論文

【摘要】：隨著隨鉆測井技術(shù)的廣泛應(yīng)用,國內(nèi)外對于隨鉆多極子波場的傳播特性研究越來越多。目前,主要的研究方向是復(fù)雜井孔和各向異性介質(zhì)條件下隨鉆多極子波場的傳播特性的研究。隨鉆儀器偏心、井孔的不規(guī)則形狀和地層差異等多方面的原因造成了隨鉆多極子波場的變化。本文在各向同性介質(zhì)條件下,基于COMSOL有限元軟件的聲固耦合模塊針對聲源偏心、井孔幾何結(jié)構(gòu)變化和聲源振動方向變化對隨鉆多極子聲場的影響進(jìn)行數(shù)值模擬研究,分析復(fù)雜井孔條件下隨鉆多極子波場的傳播特性,這對于隨鉆聲波測井?dāng)?shù)據(jù)解釋有重要意義。本文首先通過將有限元法的模擬計算結(jié)果與實(shí)軸積分法模擬計算結(jié)果進(jìn)行對比,驗證了使用COMSOL有限元軟件進(jìn)行模擬計算的準(zhǔn)確性。然后采用偶極子和四極子兩種聲源,對聲源偏心、橢圓井孔和聲源振動方向變化條件下的隨鉆多極子波場進(jìn)行模擬,數(shù)據(jù)計算處理結(jié)果表明:圓形井孔中的隨鉆偶極子聲波測井波列中存在著鉆鋌模式波和地層模式波兩種波動模式且地層模式波沒有清晰的到時起點(diǎn),隨著偶極子聲源偏心距離的增加,鉆鋌模式波和地層模式波的幅度出現(xiàn)了近似線性增大的趨勢,但當(dāng)聲源偏心距離較大時,鉆鋌模式波和地層模式波幅度迅速下降。橢圓形井孔中的隨鉆偶極子聲波測井波列中也存在著鉆鋌模式波和地層模式波兩種波動模式且地層模式波沒有清晰的到時起點(diǎn),隨著偶極子聲源偏心距離的增加,鉆鋌模式波和地層模式波的幅度也逐漸變大;隨著橢圓偏心率的增大,鉆鋌模式波的到時前移,鉆鋌模式波和地層模式波的幅度都逐漸增大;隨著聲源振動方向與橢圓長軸夾角的增加,鉆鋌模式波的到時后移,鉆鋌模式波和地層模式波的幅度都逐漸減小。對于四極子聲源激發(fā)的聲場而言,當(dāng)聲源居中時,圓形井孔中的隨鉆四極子聲波測井波列中僅存在一種地層模式波,具有清晰的到時起點(diǎn);而橢圓形井孔中的隨鉆四極子聲波測井波列中存在著鉆鋌模式波和地層模式波共兩種波動模式;隨著四極子聲源偏心距離的增加,無論是圓形井孔還是橢圓形井孔,在隨鉆四極子聲波測井波列中,除原有的地層模式波外,在地層模式波前面都出現(xiàn)了一種新的波動模式(W波動模式),導(dǎo)致地層模式波也沒有清晰的到時起點(diǎn),并且W模式波和地層模式波的幅度都呈現(xiàn)隨聲源偏心距離增加而增大的趨勢。對于對橢圓井孔中四極子激發(fā)的聲場模擬結(jié)果表明,隨著橢圓偏心率的增大,地層模式波的到時提前,地層模式波的幅度近似指數(shù)規(guī)律增加。
[Abstract]:With the wide application of logging while drilling technology, there are more and more researches on the propagation characteristics of multipole wavelet field while drilling at home and abroad. At present, the main research direction is to study the propagation characteristics of multipole wavelet field under the condition of complex borehole and anisotropic medium. The variation of multipole wavelet field is caused by the eccentricity of instruments while drilling, the irregular shape of borehole and the difference of formation. In this paper, the acoustic coupling module based on COMSOL finite element software is used to simulate the effects of sound source eccentricity, wellbore geometric structure change and sound source vibration direction change on the sound field under isotropic medium. It is important to analyze the propagation characteristics of multipole wavelet field while drilling under the condition of complex borehole, which is of great significance for the interpretation of acoustic logging data while drilling. In this paper, the simulation results of the finite element method are compared with the results of the real axis integration method, and the accuracy of the simulation calculation using the COMSOL finite element software is verified. Then two kinds of sound sources, dipole and quadrupole, are used to simulate the multipole wave field while drilling under the condition of the eccentricity of sound source, the variation of vibration direction of elliptical hole and sound source. The data processing results show that there are two wave modes, drill collar mode wave and formation mode wave, in the drilling dipole acoustic logging wave train in the circular well hole, and the formation mode wave does not have a clear arrival starting point. With the increase of eccentric distance of dipole source, the amplitude of collar mode wave and formation mode wave increases linearly, but when the eccentric distance of sound source is large, the amplitude of drill collar mode wave and formation mode wave decreases rapidly. There are two kinds of wave patterns, collar mode wave and formation mode wave, in the drilling dipole acoustic logging wave train in the elliptical hole, and the formation mode wave does not have a clear arrival starting point, as the eccentric distance of the dipole sound source increases, The amplitude of drill collar mode wave and formation mode wave also increases gradually, with the increase of elliptical eccentricity, the drill collar mode wave moves forward, and the drill collar mode wave and formation mode wave increase gradually. With the increase of the angle between the direction of sound source vibration and the long axis of the ellipse, the drill collar mode wave moves back and back, and the amplitude of drill collar mode wave and formation mode wave decreases gradually. For the sound field excited by the quadrupole sound source, when the sound source is in the center, there is only one formation mode wave in the drilling quadrupole acoustic logging wave train in the circular well hole, which has a clear arrival starting point. However, there are two modes of drill collar mode wave and formation mode wave in the four-pole acoustic logging while drilling in the elliptical hole, and with the increase of eccentric distance of the quadrupole sound source, no matter the circular well hole or the elliptical hole, In the quadrupole acoustic logging while drilling, in addition to the original formation mode waves, a new wave mode / W wave pattern appears in front of the formation mode wave, which results in the formation model wave also having no clear arrival starting point. The amplitude of the W mode wave and the formation mode wave increase with the increase of the eccentric distance of the sound source. The simulation results of sound field excited by quadrupole in elliptical borehole show that with the increase of elliptical eccentricity, the arrival of formation mode wave is early, and the amplitude of formation mode wave increases approximately exponentially.
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P631.81

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 H.Willelm ,汪鵬程;井孔溫度漸近法的一種新方法[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;1991年02期

2 王秀明,張海瀾,應(yīng)崇福;充液井孔聲場的路徑積分估值中的極點(diǎn)分布(英文)[J];大慶石油學(xué)院學(xué)報;2000年01期

3 胡秀章,王肖鈞,李永池;層狀巖石中井孔穩(wěn)定性的數(shù)值分析[J];石油勘探與開發(fā);2004年04期

4 邸元;袁子峰;;傾斜地層中斜井井孔的應(yīng)力分析[J];地下空間與工程學(xué)報;2012年05期

5 鐘耀斌;李永芳;;機(jī)井施工中井孔彎曲傾斜和坍塌事故的成因及預(yù)防[J];地下水;2012年05期

6 車用太;;井孔水位的微動態(tài)特征綜述[J];水文地質(zhì)工程地質(zhì);1984年04期

7 車用太,楊會年;井孔水位微動態(tài)形成機(jī)理的探討[J];地震地質(zhì);1985年03期

8 賀天培;;淺談西昌太和井孔的氡和流量測值異常與祿勸6.3級地震[J];四川地震;1985年02期

9 車用太,朱清鐘;湯坑水壓致裂試驗的井孔水位動態(tài)觀測與研究[J];地震;1986年06期

10 糜克仁;井孔變徑對水位觀測精度的影響[J];地震;1991年02期

相關(guān)會議論文 前10條

1 王秀明;張海瀾;;井孔聲場的幾種積分表示[A];1993年中國地球物理學(xué)會第九屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];1993年

2 王秀明;張海瀾;應(yīng)崇福;;水平分層井孔聲場的理論與實(shí)驗研究[A];1995年中國地球物理學(xué)會第十一屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];1995年

3 林偉軍;張海瀾;;2.5維有限差分算法在井孔聲場研究中的應(yīng)用[A];中國聲學(xué)學(xué)會2001年青年學(xué)術(shù)會議[CYCA'01]論文集[C];2001年

4 何曉;胡恒山;;各向異性地層井孔偶極聲場的三維有限差分?jǐn)?shù)值模擬[A];中國地球物理·2009[C];2009年

5 岳承祺;邱國塔;魏嘉;;井孔資料綜合解釋系統(tǒng)[A];1993年中國地球物理學(xué)會第九屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];1993年

6 劉繼生;馬俊;王克協(xié);謝榮華;曾桂紅;;非軸對稱井孔聲場三維應(yīng)力—速度有限差分?jǐn)?shù)值模擬[A];2001年中國地球物理學(xué)會年刊——中國地球物理學(xué)會第十七屆年會論文集[C];2001年

7 邸元;袁子峰;;傾斜地層中斜井井孔的應(yīng)力分析[A];第十二次全國巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會會議論文摘要集[C];2012年

8 陳祖安;R.C.K.Wong;;無窮介質(zhì)中含井孔的熱固結(jié)問題[A];中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所2001學(xué)術(shù)論文匯編（第二卷）[C];2001年

9 王晶;陳德華;王秀明;;不同泥漿侵入模型對井孔聲場的影響[A];泛在信息社會中的聲學(xué)——中國聲學(xué)學(xué)會2010年全國會員代表大會暨學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

10 張海瀾;;井孔中低頻聲源的輻射聲場[A];1993年中國地球物理學(xué)會第九屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];1993年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 張碧星;各向異性介質(zhì)地層流體井孔中多極源聲測井理論和數(shù)值研究[D];吉林大學(xué);1994年

2 劉耀煒;動力加載作用與地下水物理動態(tài)過程研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 楊德堅;大功率超聲波聲場在多層井孔中的徑向分布及數(shù)值模擬[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 姚珊娜;超聲波作用下井孔能量傳輸理論研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

3 楊闖;孔隙性地層井孔聲場的有限差分?jǐn)?shù)值模擬方法研究[D];吉林大學(xué);2016年

4 朱琳;復(fù)雜井孔條件下隨鉆多極子波場的數(shù)值模擬研究[D];中國石油大學(xué)(華東);2015年

5 何曉;孔隙地層中流體井孔內(nèi)的模式波[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

6 許楠;孔隙地層井孔聲場模擬與斯通利波衰減拾取滲透率[D];吉林大學(xué);2011年

7 李劍輝;孔隙地層包圍的井孔聲場有限差分模擬及吸收邊界[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

8 蘇洋;傾斜井軸入射的平面SV波與井孔耦合的理論研究與數(shù)值分析[D];吉林大學(xué);2007年

9 呂加;直角坐標(biāo)系下井孔聲波場的有限差分模擬方法研究[D];吉林大學(xué);2005年

10 閆惠欣;Biot介質(zhì)中傾斜入射平面P波與井孔耦合的理論研究和數(shù)值模擬[D];吉林大學(xué);2007年

，

本文編號：1844968