井孔附近垂直裂缝对纵波的反射

利用有限元素法计算了井孔附近存在垂直裂缝时井孔中的声波全波波列。数值计算结果表明 ,在接收的声波全波列波形中 ,即存在折射的纵波 ,又存在来自井孔附近垂直裂缝的反射纵波。数值计算结果与实验结果具有很好的一致性。结果表明 ,有限元素法是研究复杂地层充液井孔中声场的有效工具。

用有限元法计算井中水平裂缝的反射斯通利波

用有限元法研究了当井中存在水平裂缝时的声波全波列 ,并对裂缝宽度对低频斯通利波的影响进行了数值分析。当井中存在水平裂缝时 ,在接收的声波全波列波形中 ,既有直达的斯通利波 ,也存在来自裂缝的反射斯通利波。数值计算结果与实验测量结果具有很好的一致性。计算结果表明 ,裂缝宽度越大 ,反射斯通利波的幅度也越大 。

多孔介质-弹性固体复合管中轴对称导波

多孔介质－弹性固体复合管中轴对称导波杜光升王耀俊袁忆丰乔文孝②（南京大学声学研究所近代声学国家重点实验室南京·２１００９３）１引言在管道输运工程中，随着使用时间的增长，管道内部经常结垢，其厚度不断变大，最后有可能导致管道阻塞，而结垢层通常为具有不同孔...

柱状多孔媒质结构中声导波

根据Ｂｉｏｔ多孔媒质声学理论及多孔媒质界面边界条件，导出了腔内为流体的柱状多孔媒质结构中任意周向波数声导波的广义色散方程。数值计算了其中轴对称和非轴对称声导波的色散特性，考察了流体多孔媒质界面特性及多孔媒质中慢纵波对声导波色散特性的影响。结果表明，利用Ｂｉｏｔ多孔媒质声传播模型和多孔媒质界面边界条件。

流体饱和多孔介质中的声强

根据Biot多孔介质声学理论中的应力-应变关系、能量关系、声波方程,采用与在均匀固体介质中平行的方法,推导了流体饱和多孔介质中的声强表达式,进一步完善了多孔介质声学理论。运用该公式导出了多孔介质界面声学边界条件,并可作为研究多孔介质中声波能量的一个基本方程。

隔声体性能评价的方法研究

提出了在实验室内评价声波测井仪器的隔声体性能的评价方法。在实验室评价隔声体的性能时 ,应在隔声体的两端各连接一定长度的补偿管用于模拟隔声体上下两端的部件和消除边缘效应 ;应采用激震源和接收信号的三轴加速度计均放置在隔声体外侧两端的测量方案 ,用以消除不同加速度计的物理性能不一致对测量结果的影响。三轴加速度计作为接收探头可以评价隔声体的相互正交的 3个振动方向上的隔声量和时延量。

相控线阵声波辐射器在声波测井中应用的可行性分析

In this paper, both characteristics and feasibility of linear phased array in acoustic well-logging are investigated by using FEM simulation. Numerical results show that if appropriate delay times of sources are exerted on elements of phased array, direction of acoustic beam radiated from the phased array can be steered so that the refracted compressional wave and the refracted shear wave can be excited effectively. Moreover, if lower frequency or weighted phased linear array is employed, main lobe of the phased array can be widened so that the refracted compressional wave can be estimulated sufficiently both in hard formation and in soft formation. Therefore, linear phased array can be used to improve quality of well-logging data and enhance both signal-to-noise ratio and exploring capacity of acoustic well-logging radically.

井下套管厚度评价的方法研究

利用理论分析和实验模拟的方法研究了超声脉冲反射技术测量井下套管厚度的方法。研究结果表明 ,垂直入射固体板并被反射的超声脉冲波的频谱在该板的共振频率取得极小值时出现谱陷 ,利用谱陷频率可以比较准确地评价固体板的厚度。对于厚度范围为 4～ 10 mm的套管 ,所用换能器的工作频率范围应为 2 70～ 710 k Hz。

声波测井对微环探测能力的研究

微环厚度的评价对于石油工程具有重要意义。本文采用有限元计算方法研究了微环厚度对套管井声波测井初至波幅度的影响。数值计算结果表明 ,厚度小于 1mm的微环对声波初至波测量结果无明显影响 ,但随着微环厚度的增加 ,套管与水泥环的声波耦合能力下降 ,声能量难以进入地层 ,导致套管波能量增加。本文认为 ,可以把 1mm厚度微环作为微环对固井质量测井产生影响的临界值。

利用反射纵波评价裂缝倾角的模拟实验研究

声波全波列测井中的反射纵波可以用来评价高角度裂缝和对井周附近地质结构进行成像。目前的研究主要侧重于直接从波形资料处理出发计算裂缝的位置和倾角 ,其可靠性和准确性无从评价和校验。文中采用模拟实验的方法记录了倾角为 6 0°～80°范围内的 8种倾角裂缝的反射脉冲纵波波形 ,自行推导了反演裂缝倾角的公式 ,结合波场分离技术对实验测量波形数据进行了处理 ,计算出的裂缝倾角与实际值具有良好的一致性。本文结果表明 ,利用至少

模块外径对套管刻度井声波测井的影响

从几何声学理论和波动声学理论的不同角度分析了套管刻度井的模块外径对源距为1.5 m的声波测井的影响,根据实际工程的需要提出了应用于不同刻度井目的的3个模块径向厚度临界值。对于以刻度声幅测井仪器为目的的刻度井,其模块半径不得小于50 cm。对于以刻度变密度声波测井仪器为目的的刻度井,若不介意反射纵波对地层滑行横波的影响,其模块半径不得小于100 cm;若要避免反射纵波对地层滑行横波的影响但不介意反射纵波对斯通利波的影响,则其模块半径不得小于150 cm。

超声脉冲反射法评价第Ⅱ界面的模拟实验

乔文孝等：超声脉冲反射法评价第Ⅱ界面的模拟实验，测井技术，１９９６（３）２０，１９２～１９６。针对超声脉冲反射法能否对第Ⅱ界面进行胶结评价的问题，在实验室内进行了模拟实验和理论计算。实验结果表明，无论在时域还是在频域，与第Ⅱ界面所对应的特征信息均不明显。对于模拟各种胶结状况的情形，反射系数的理论计算与实验测量结果均有很好的一致性。本文认为，在实际工作中仅靠超声脉冲反射法难以评价第Ⅱ界面的水泥胶结质量。

孔隙度、泥质含量、饱和度对岩石声波的影响

乔文孝等．孔隙度、泥质含量、饱和度对岩石声波的影响．测井技术，１９９５，１９（３）：１９４～１９９早期的Ｂｉｏｔ多孔介质声学理论只适用于骨架固体和孔隙内流体分别为一种固体和一种流体，这限制了该理论在实际工程中的应用。本文把Ｂｉｏｔ理论和Ｂｅｒｒｙｍａｎ理论结合起来，研究了多孔介质的声学性质（纵、横波波速等）与孔隙度、饱和度、泥质含量及频率之间的关系，并将计算结果与实验测量结果进行了对比，二者的趋势有较好的一致性。本文的工作表明，Ｂｏｉｔ理论和Ｂｅｒｒｙｍａｎ理论可方便地应用于声全波测井和地震勘探。

声波在液浸多层多孔介质中的反射和透射

根据Biot多孔介质声学理论和多孔介质界面条件,从理论和实验上研究了声波在液浸层状多孔介质中的反射和透射.从导出的计算公式可知,声波的反射、透射系数与声波的频率、入射角及各层多孔介质参数(厚度、孔隙度、弹性参数等)有关.对水浸单层多孔介质板的参数进行的计算表明,当介质板厚与声波波长呈一定比例时,反射系数、透射系数能取得极值.用实验测量方法对这一结论进行了验证,实验结果与理论预测结果相吻合.

对静力称衡法的扩展

讨论了基本的静力称衡法的适用范围，提出了扩展的静力称衡法．

包含多孔媒质的柱状复合结构中轴对称声导波

利用Ｂｉｏｔ多孔媒质声学理论及多孔媒质界面边界条件，导出了包含多孔媒质的柱状复合结构中轴对称声导波的广义色散方程，考察了流体和多孔媒质界面状况及多孔媒质中慢纵波对轴对称声导波色散特性的影响．

射孔孔眼中散射超声脉冲波的FEM模拟

采用有限元素法 ,分别数值计算了平底孔道、台阶式孔道和尖劈状孔道等 3种孔眼模型中不同中心频率 (10 0 k Hz、5 0 0 k Hz、1MHz)的散射超声脉冲波。计算结果表明 ,无论选用哪一种孔底模型 ,均可以得到较为明显的对应于孔底的声波信号。但是 ,孔道越不规则 ,使用的超声信号的主频越高 ,则孔底信号越差。为了兼顾孔底信号质量和信号采集、传输的代价 ,在未来的检测仪器中应采用尽可能低的测量频率 (低于 5 0 0 k Hz)

具有弱界面的柱状复合结构中轴对称声导波

利用柱状分层结构中轴对称声导波的波动方程和界面“弹簧”模型，导出了具有弱界面的双层柱状复合结构中轴对称声导波的广义色散方程，计算了刚性联接和滑移联接界面时双层复合管（腔壁为自由界面或腔内充水）和双层复合棒中轴对称声导波的色散特性，分析了弱界面的轴向劲度系数对低阶轴对称声导波的影响．

套管井体胶结状态对井孔中声传播的影响

从波动方程出发，利用匹配边界条件，木文推导出套管井中由单极子和多极子声源激发的井内声场定解表达式及相应的导波色散方程．利用实轴积分法和快速傅里叶交换数值方法，具体计算了套管井中不同胶结情况时由单极子声源和偶极子声源激发的井轴上不同源距处的全波列波形。结合套管井中的轴对称导波模式，分析了胶结状况对套管井中单极子和偶极子声源激发的声场的影响．研究结果表明：仅利用普通单极子声源或偶极子声源进行套管井测井，难以区分出套管胶结良好、套管与水泥为滑移胶结和自由套管情况三种不同的胶结情况；只有把普通单极子声源测井与偶极子声源测井结合起来，才有可能准确评价套管的胶结情况。