隨鉆聲波測井技術(shù)近年來發(fā)展很快,并在深海及陸地鉆探中開始大量使用。針對地層縱、橫波速度的隨鉆測量這一重大課題,本文從理論、實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場數(shù)據(jù)處理方面開展了深入、細(xì)致的研究,明確了測量原理及影響測量的主控因素,發(fā)展了測量方法和技術(shù),特別地是一套創(chuàng)新型的變徑隔聲聲系及其最優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法。全文共分以下三部分:第一部分研究了隨鉆聲波測井鉆鋌模式波的傳播規(guī)律及隔聲理論。首先研究了隨鉆多極子聲波測井的理論基礎(chǔ)和數(shù)值模擬方法,考察分析了鉆鋌拉伸波的傳播規(guī)律及固有阻帶特征。接下來,用有限差分?jǐn)?shù)值模擬方法研究了刻槽鉆鋌拓寬阻帶的隔聲原理,在此基礎(chǔ)上,研究了一種長度大于一個(gè)波長的變徑組合鉆鋌的新的隔聲理論,并通過實(shí)際尺寸的物理模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了變徑組合鉆鋌可以有效地拓寬阻帶這一隔聲思想。第二部分提出了一種隨鉆聲系的最優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)出了一種創(chuàng)新型不刻槽的隨鉆多極子測井聲系。首先設(shè)計(jì)了一種在鉆鋌上周期性刻槽的隨鉆聲波隔聲體,將此設(shè)計(jì)用于現(xiàn)場測試,試驗(yàn)的成功真正實(shí)現(xiàn)了隨鉆環(huán)境下的聲波測井技術(shù),并獲得了良好的地層縱波測量數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步設(shè)計(jì)變徑隔聲體,根據(jù)單極子變徑隔聲理論和厚壁鉆鋌低頻四極子橫波測井理論,構(gòu)造... 

【文章來源】：中國石油大學(xué)(華東)山東省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：132 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
創(chuàng)新點(diǎn)摘要
第一章 引言
    1.1 研究目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 隨鉆聲波測井理論研究現(xiàn)狀
        1.2.2 隨鉆聲波測井儀器研究現(xiàn)狀
        1.2.3 隨鉆聲波測井隔聲技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.4 聲波測井徑向?qū)游龀上裉幚矸椒ㄑ芯楷F(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容
第二章 隨鉆聲波測井理論基礎(chǔ)與多模式耦合理論
    2.1 隨鉆聲波井孔聲場理論基礎(chǔ)
        2.1.1 鉆鋌及內(nèi)、外流體聲場的解
        2.1.2 徑向分層地層中聲場的解
        2.1.3 井孔內(nèi)、外邊界條件
        2.1.4 理論波形和頻散計(jì)算方法
    2.2 鉆鋌波的數(shù)值模擬及固有阻帶分析
        2.2.1 鉆鋌波固有阻帶特征
        2.2.2 不同壁厚鉆鋌的固有阻帶對比
    2.3 變徑鉆鋌的多模式波耦合理論
        2.3.1 模式波正交關(guān)系
        2.3.2 變徑位置的邊界方程
        2.3.3 多模式耦合方程
        2.3.4 廣義透射、反射系數(shù)矩陣
    2.4 本章小結(jié)
第三章 刻槽鉆鋌的隔聲理論和方法
    3.1 三維有限差分方法
        3.1.1 波動方程差分格式和吸收邊界
        3.1.2 數(shù)值頻散和穩(wěn)定性條件
        3.1.3 三維有限差分程序計(jì)算結(jié)果對比驗(yàn)證
    3.2 鉆鋌刻槽式隔聲體的理論設(shè)計(jì)與數(shù)值模擬
    3.3 隔聲阻帶和聲衰減的實(shí)驗(yàn)室測量
    3.4 現(xiàn)場隨鉆聲波測井實(shí)驗(yàn)結(jié)果及驗(yàn)證
    3.5 本章小結(jié)
第四章 變徑組合鉆鋌的隔聲理論和方法
    4.1 鉆鋌波固有阻帶的分布規(guī)律
    4.2 長度大于波長的變徑組合隔聲原理
    4.3 變徑組合隔聲理論的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    4.4 本章小結(jié)
第五章 隨鉆單極縱波測井聲系最優(yōu)化設(shè)計(jì)
    5.1 變徑參數(shù)對有效阻帶的影響
    5.2 聲系最優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
    5.3 一種最優(yōu)化的聲系結(jié)構(gòu)及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        5.3.1 聲系結(jié)構(gòu)
        5.3.2 數(shù)值模擬的最優(yōu)化隔聲阻帶
        5.3.3 最優(yōu)化隔聲阻帶的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    5.4 本章小結(jié)
第六章 隨鉆四極子橫波測井聲系優(yōu)化設(shè)計(jì)
    6.1 隨鉆橫波測井的理論基礎(chǔ)
    6.2 軟地層四極子鉆鋌波干擾及其解決方法
        6.2.1 現(xiàn)有儀器軟地層四極子鉆鋌波干擾
        6.2.2 薄壁鉆鋌的四極子波頻散及波形特征
        6.2.3 厚壁鉆鋌的鉆鋌模式四極子波截止頻率向高頻移
    6.3 硬地層四極子地層波頻散嚴(yán)重及其解決方法
        6.3.1 薄壁鉆鋌的地層四極子波頻散及波形特征
        6.3.2 厚壁鉆鋌降低地層模式四極子波的頻散
    6.4 一種隨鉆多極子聲系的優(yōu)化設(shè)計(jì)
        6.4.1 聲系結(jié)構(gòu)
        6.4.2 單極子縱波測井的理論隔聲阻帶及波形
        6.4.3 四極子橫波測井的理論波形
    6.5 本章小結(jié)
第七章 隨鉆聲波測井時(shí)差處理方法
    7.1 鉆鋌波相干性的干擾
    7.2 能量閾值相關(guān)方法
        7.2.1 基本原理
        7.2.2 現(xiàn)場隨鉆聲波處理實(shí)例及方法驗(yàn)證
    7.3 井下時(shí)差處理算法實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)驗(yàn)證
        7.3.1 時(shí)差快速算法實(shí)現(xiàn)
        7.3.2 井下實(shí)時(shí)和地面后續(xù)處理時(shí)差結(jié)果對比及驗(yàn)證
    7.4 本章小結(jié)
第八章 隨鉆四極子波反演地層橫波速度徑向剖面的方法
    8.1 隨鉆四極子波的頻散特征
        8.1.1 徑向分層介質(zhì)隨鉆聲波測井理論
        8.1.2 隨鉆四極子波頻散特征及靈敏度分析
    8.2 頻散數(shù)據(jù)的約束反演方法及驗(yàn)證
        8.2.1 頻散數(shù)據(jù)約束反演方法
        8.2.2 用單層變化模型反演連續(xù)徑向變化剖面的驗(yàn)證
    8.3 現(xiàn)場隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)處理實(shí)例
    8.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄A 系數(shù)矩陣表達(dá)式
附錄B 模式波正交關(guān)系積分表達(dá)式
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]多孔介質(zhì)聲學(xué)模型與多極源聲電效應(yīng)測井和多極隨鉆聲測井的理論與數(shù)值研究[D]. 崔志文.吉林大學(xué) 2004



本文編號：3349132