井旁裂缝几何特性模拟实验研究

用实验模拟法研究了井旁地带多个平面裂缝和单个一般形状裂缝对纵波的反射 ,应用二维地震勘探中的绕射扫描偏移叠加技术对实验测量的反射波波形剖面进行了处理 ,获得了井旁介质结构的平面图像 ,确定了井旁裂缝的倾角、尺度和位置等几何特性。结果表明 ,运用绕射扫描偏移叠加技术对裂缝反射波的处理结果与实际实验中裂缝的布置结构一致。     

井旁裂缝几何特性模拟实验研究

用实验模拟法研究了井旁地带多个平面裂缝和单个一般形状裂缝对纵波的反射，应用二维地震勘探中的绕射扫描偏移更加技术对实验测量的反射波波形剖面进行了处理，获得了井旁介质结构的平面图像，确定了井旁裂缝的倾角、尺度和位置等几何特性。结果表明，运用绕射扫描偏移更加技术对裂缝反射波的处理结果与实际实验中裂缝的布置结构一致。     

基于线性滑动模型的裂缝性地层声波测井响应数值模拟

为了研究水平裂缝对声波波形的影响规律,把裂缝当作线性滑动界面,模拟在含有裂缝的地层中全波列声波测井响应。建立柱坐标系下穿过井孔的水平单条裂缝和多条裂缝计算模型,采用有限差分法模拟声波的传播,记录声波波形。通过分析不同源距、不同宽度裂缝和不同裂缝条数条件下透射波和反射波的波形变化,研究裂缝对纵波、横波和斯通利波波形的影响规律。结果表明:采用线性滑动模型描述的裂缝对纵波的影响很小,只有靠近裂缝的透射纵波幅度会发生改变;裂缝不仅引起横波很强的衰减和反射,而且使横波的相位发生了改变;接收器距离裂缝越远,横波的衰减越大;当裂缝延伸距离很短时,透射横波的幅度和相位随着裂缝延伸距离的改变会发生变化;裂缝也会引起斯通利波的衰减和反射,透射斯通利波对线性滑动裂缝的宽度变化不敏感,而对裂缝条数变化敏感。     

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,百直达波幅度小。     

井旁地质界面的反射波模拟及f-k偏移成像研究

本文针对现有阵列声波测井仪器,对井旁不同角度和不同位置井旁地质界面的全波波列进行了物理和数值模拟。结果表明,在现有仪器源距范围内,可以从全波波形中观测到清晰的反射纵波。在此基础之上,针对阵列声波全波数据特点,对Stolt的f-k偏移方法进行了改进,使其更适应于阵列声波测井需要,该方法不受地质界面倾角的限制,而且一次可以有效地处理大量现场数据,可以分别得到上倾和下倾井旁地质界面图像。最后,应用该方法对一个倾斜井的阵列声波数据进行了处理,有效的得到了井旁地层界面成像图,验证了该方法的可靠性。     

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 ,而直达波幅度变小     

超长源距声反射波测井数值模拟与远井界面成像

采用超长源距多接收点声源模型, 通过井孔声全波数值模拟计算, 考察了利用反射波作为探测柱状多层介质径向界面的可行性和方法. 计算了流体-固体-固体柱状三层井孔体系最远至30 m的阵列全波曲线, 远井界面反射波有明显显示, 与用理论推导的反射波到时-源距公式计算的时距曲线符合很好. 绘制了校正后（消除管波影响）的界面时间（深度）记录剖面图, 给出远井界面（同相轴）信息.     

关于声速测量中几个问题的研究

声速测量是根据入射波和反射波叠加后的状态随反射界面到声源的距离的不同而呈现出周期性变化这一特点进行测量的，由于实际的情况比理想的情况复杂得多，且两波叠加后的物理图像较抽象，使得波在界面上的反射理论常常容易出现错误的观点。为此，本文在忽略媒质对声波吸收的情况下，推出两波叠加后的方程，得到简单清晰的物理图象，并在此基础上阐述测量原理。     

多波检测技术在超声厚度检测中的应用

目的确定超声反射测厚中反射波初至时间,提高反射法测量精度。方法运用多波分析技术,通过分析超声厚度检测中横波、直达纵波、反射纵波的不同传输特性,提出了斜率法判别反射波的起跳时间。结果根据斜率不同,在波场图中可以容易地得到反射曲线。结论解决了反射法测厚中反射初至时间确定难的问题,提高了测试精度。     

裸眼时差与变密度测井地层波能量相结合改进固井Ⅱ界面评价

固井Ⅱ界面胶结情况直接影响生产井中油、水层的窜通,是固井质量检测的重要环节.利用裸眼井声波时差资料计算出变密度波列中的地层波波至,结合现场变密度资料在频域内对地层波能量进行了准确求取,并对固井Ⅱ界面进行了评价.结果表明,固井Ⅰ、Ⅱ界面水泥完全胶结时,地层波能量和声波时差存在一定的指数关系.在此基础上考虑地层声速参数对地层波能量的影响,特别是快、慢地层对Ⅱ界面评价的影响,给出了一种新的主要反映水泥胶结质量的Ⅱ界面胶结指数的定义.评价结果表明,新的胶结指数曲线在固井Ⅱ界面胶结良好井段相对较平滑且数值接近于1,基本能够消除地层声速对Ⅱ界面胶结质量的影响,进而改进了固井Ⅱ界面的评价质量.     

大斜度井多簇水力压裂裂缝扩展数值模拟

大斜度井多簇水力压裂技术是开发低渗透油气田的有效手段,但压裂过程中出现的裂缝转向、应力干扰问题使得裂缝扩展形态十分复杂。本文基于全局粘聚区模型建立大斜度井3条裂缝同时扩展的有限元数值模拟,对不同井斜角、原位应力差条件下的裂缝注入点压力、裂缝形态进行研究。研究表明：当井斜角由20°增大至80°时,裂缝起裂逐渐变难,起裂压力增幅达47.38%,且中缝受边缝的干扰程度降低;裂缝形态由初始沿射孔方向延伸逐渐转向至沿垂向应力方向,且当井斜角等于60°时3条裂缝合并成一条主裂缝。当地应力差由0 MPa增大至5 MPa时,3簇裂缝的起裂压力逐渐降低,且中缝受边缝应力干扰程度增加;裂缝形态由沿着3条初始射孔方向延伸不发生明显裂缝转向,到起裂于初始损伤区之后迅速发生裂缝转向。该有限元计算模型可对现场大斜度井多簇水力压裂施工提供一定参考。     

裸眼时差与变密度测井地层波能量相结合改进固井Ⅱ界面评价

固井Ⅱ界面胶结情况直接影响生产井中油、水层的窜通，是固井质量检测的重要环节。利用裸眼井声波时差资料计算出变密度波列中的地层波波至，结合现场变密度资料在频域内对地层波能量进行了准确求取，并对固井Ⅱ界面进行了评价。结果表明，固井Ⅰ、Ⅱ界面水泥完全胶结时，地层波能量和声波时差存在一定的指数关系。在此基础上考虑地层声速参数对地层波能量的影响，特别是快、慢地层对Ⅱ界面评价的影响，给出了一种新的主要反映水泥胶结质量的Ⅱ界面胶结指数的定义。评价结果表明，新的胶结指数曲线在固井Ⅱ界面胶结良好井段相对较平滑且数值接近于1，基本能够消除地层声速对Ⅱ界面胶结质量的影响，进而改进了固井Ⅱ界面的评价质量。     

黄土地基不良地质界面瞬态地质雷达波形FDTD正演分析

黄土地层容易受到侵蚀形成缺陷,基于地质雷达方法,可有效探测出黄土地层中不良地质体的形态及分布。本文以解析方法研究并推导了地质雷达波在黄土界面的反射波幅、折射波幅及电磁场强度;通过时域有限差分方法对几种特殊地电模型进行数值模拟,研究地质雷达波在不良地质体界面的入射波、反射波的波幅及其分布形态。结果表明:黄土地层中不良地质体的相对介电常数直接影响地质雷达反射波幅,当地层中含水量增加时,地质雷达反射波幅增大、折射波幅减小;特殊地层中,地质雷达波在黄土-空气界面的反射强度为0,透射强度为1,在黄土-金属界面的反射强度为1,透射强度为0。     

参数估计法声波远探测反射波提取效果影响因素研究

在声波远探测反射波提取方法中,参数估计法应用效果常受多因素影响。对此,分析提炼出了影响参数估计法应用效果的主控因素,并在不同条件下利用该方法对模拟合成的阵列波形进行反射波提取处理,分别研究了波的衰减规律、波的传播速度、接收器的一致性和阵列波形道数对参数估计法反射波提取效果的影响。结果表明,这4种主控因素对参数估计法反射波提取效果均有一定的影响,其中:衰减规律和波速的准确性对处理效果影响尤为明显,衰减规律与实际的衰减规律差别越大,波形反演法处理效果越差甚至失效,波速存在5%的误差时即会导致大量的干扰模式波的残留;接收器的一致性越差处理效果越差;阵列波形道数越多,提取的反射波信噪比越高。     

激光声表面波检测黏弹性平板裂痕有限元模拟

基于平面应变理论和频域动力学平衡方程,在频域中建立黏弹性平板表面激光激发声表面波的有限元数值模型.在分析材料的黏性特征对Rayleigh波传播特征影响的基础上,模拟了Ray-leigh波在黏弹性平板表面裂痕处发生的声波反射及模态转换的过程,进而计算了表面裂痕的位置及深度.模拟结果表明,激光Rayleigh波通过表面裂痕发生了明显的反射,并相继产生了两个反射Rayleigh波RR及RS,通过研究反射Rayleigh波RR及RS产生的物理机理,可以判定其表面裂痕的位置及深度,从而为定量检测黏弹性材料表面的缺陷提供理论依据.     

超声界面波在充液双金属复合管道中的传播特性分析

随着管道运输行业的发展,复合管道越来越多地应用于机械、能源、化工等领域.利用超声界面波对复合管道的界面位置进行损伤探测成为机械装备超声无损检测研究的新方向.以充液金属复合管道为研究对象,采用多物理场有限元分析软件建立了充液复合管道的有限元模型,利用电信号激励超声界面波,分析了超声界面波在管道中的传播特性,并分析了不同液体对超声界面波的影响.结果表明:与空的复合管道相比,超声界面波在充液复合管道中的传播特性差别明显.在充液双金属复合管道中,超声界面波一部分来自初始激励,另一部分来自液体中激励的超声导波;随着传播的进行,初始激励的超声界面波迁移至固液界面处,形成固-液界面波,并逐渐泄漏至液体中;液体中的超声导波每经过一次管道壁面反射,在固液界面处形成一股新的固-液界面波,从而形成等间隔传播的固-液界面波群组.液体密度影响界面波的能量分布:液体密度越大,界面波能量越分散;液体的纵波波速影响固-液界面波的形成速度:纵波波速越快,固-液界面波形成越快.研究工作和分析结果可为管道损伤检测提供理论依据.     

井中偶极声源激励下的反射声场影响因素分析及仪器关键参数优选

根据远探测测井的实际背景,利用三维有限差分数值模拟方法精确考察井中偶极声源条件下声源激发频率、反射界面水平位置、地层界面倾角及偶极声源偏振方向对反射横波幅度的影响。结果表明:偶极横波远探测测井仪的最佳工作频率应选择在井孔挠曲波的截止频率以下,可解决来自地层深部的反射信号相对于沿井传播的直达波信号过于微弱的问题。按照现有的仪器范围设置(源距小于4m),可有效地探测地层倾角为40°～90°的井旁反射体。     

VPS高阶有限差分正演模型

采用有限差分法求解声波方程．较好地应用吸收边界、自由边界及震源，成功地模拟了地下半无限非均匀介质中声波传播的物理过程；获得了能清楚分辨反射波、多次波、绕射波等各种波型的声波ＶＰＳ剖面．该方法可用于计算构造任意复杂的地震模型．用精度较高的四阶差分格式代替传统的二阶差分格式求解声波方程，得到高精度的差分解．各种构造模型的计算实例表明，此方法已达到实用水平．     

基于声波变密度测井的固井质量综合评价方法

声波变密度测井作为评价固井质量的主要方法,可以提供第一和第二界面的水泥胶结质量状况.通过从变密度波形中提取套管波和地层波幅度(或能量)值,计算第一和第二界面的水泥胶结指数,用于评价第一和第二界面固井质量.由于地层波在传播过程中受影响因素较多,在使用地层波评价第二界面时需要进行衰减校正、干扰校正等常规处理.在此基础上,提出对地层波幅度进行声阻抗差校正,使最终获得的地层波幅度变化主要反映第二界面水泥胶结状况.同时,分析了微间隙在声幅曲线上的特征.实际资料分析取得了良好的效果.     

广角反射研究及高斯射线正演模拟分析

对广角反射的基本原理作了较为深入的研究 ,同时通过典型模型实例 ,采用高斯射线正演的分析方法 ,得到了一些重要的结论 :采用广角反射可以得到信噪比比常规方法高的地震信息 ,这对地震数据的处理十分有用 ;广角反射波信息出现在直达波以外 ,炮检距很大 ,但能量比非广角反射波能量高。对于深层高陡构造的地质体来说 ,采用常规方法一般不能得到深层高陡地质界面的反射信息 ,这时采用广角反射来采集数据特别实用