發(fā)布時間：2017-12-10 17:04

  本文關(guān)鍵詞：水平應(yīng)力作用下之水平井孔多極聲場研究

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【摘要】：地下應(yīng)力場分布情況是油氣田開發(fā)非常關(guān)注和重視的問題之一。聲波測井為在井下無損檢測地應(yīng)力提供了可行的技術(shù)手段。水平井普遍適用于薄的油氣層或裂縫性油氣藏,實際地下儲層中,地下往往存在水平應(yīng)力。而人們對于水平應(yīng)力作用的水平井孔聲場的研究尚缺少認(rèn)識。本文針對存在水平應(yīng)力的水平井情況,研究井孔多極聲場的基本特征,對用聲波測井技術(shù)定量評價油氣藏區(qū)域應(yīng)力分布,對致密砂巖儲層壓裂改造提供井周地應(yīng)力分布特征信息都有實際意義。本文基于聲彈理論,從中間狀態(tài)描述的運動方程出發(fā),導(dǎo)出各向同性介質(zhì)受應(yīng)力作用下介質(zhì)(應(yīng)力誘導(dǎo)的各向異性介質(zhì))等效的彈性模量,即其近似等效為橫向各向同性介質(zhì)的五個彈性模量。當(dāng)水平應(yīng)力作用于各向同性地層時,地層即為應(yīng)力誘導(dǎo)的橫向各向同性介質(zhì),其對稱軸與水平井軸平行,能夠進(jìn)行解析求解。在沿井軸的柱坐標(biāo)系下引入聲場勢函數(shù),對井孔內(nèi)外多極聲場滿足的波動方程進(jìn)行理論求解,得到多極點聲源激發(fā)時井孔內(nèi)外聲場勢函數(shù)的表達(dá)式。利用井壁聲場的邊界條件進(jìn)一步確定聲場勢函數(shù)系數(shù),求出井內(nèi)聲場廣義反射系數(shù),進(jìn)而確定井內(nèi)聲場。通過復(fù)分析手段,數(shù)值計算求出井內(nèi)聲壓場的極點和留數(shù),進(jìn)而得出井孔導(dǎo)波的頻散曲線與激發(fā)強度曲線。并通過快速雙重傅里葉變換計算出水平井內(nèi)聲場全波波形。詳細(xì)考察了典型各向同性地層在水平應(yīng)力作用后的聲場特征。研究表明,水平井孔內(nèi)的偽瑞利波、彎曲波、螺旋波的速度和到時隨水平應(yīng)力增加分別增大和減小;而在某些地層,斯通利波的速度和到時在低頻區(qū)域隨水平應(yīng)力的增加分別減小和增大。波的速度、到時及幅度都在水平應(yīng)力作用下發(fā)生變化,說明井孔內(nèi)接收到的聲波場傳播特性里攜帶著水平應(yīng)力的信息。本文的研究結(jié)果為存在水平應(yīng)力作用下的水平井測井解釋和利用聲波判斷水平應(yīng)力提供理論參考。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TE243;P631.81

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本文編號：1275208