井孔声场中的弹性波散射效应及其应用

Elastic wave scattering and application in the borehole environment(in Chinese)

地下岩石普遍存在着非均匀性,当井孔周围岩石的非均匀体的尺度(如压裂产生的裂缝系统)与声波波长相当时,会产生很强的散射波,因此可以通过声波测井的散射效应评价地层的非均匀性.文章基于弹性介质散射体在统计意义上的分布规律,建立了三维井孔非均匀介质模型,数值模拟了非均匀地层偶极声波测井的散射效应,并分析了散射波的衰减特性.模拟结果表明:与均匀介质相比,井孔周围非均匀体产生了明显的散射,一个显著的特征是在直达波之后出现了较强的尾波,且尾波的频率随着时间逐渐降低.在此基础之上,根据尾波的衰减特性提出了一种利用散射效应评价地层非均匀性的方法,并将该方法应用于致密储层的压裂效果评价.应用结果表明压裂后偶极声波测井散射效应产生的尾波预示着井孔周围岩石的体积改造,可以用来评价致密储层压裂效果,这为今后利用声波测井资料评价非常规储层(如页岩储层)的压裂效果提供了一条新的思路.