Rayleigh波环形传播测井方案

目前的声波测井方法主要是声速测井,声幅测井和全波列声波测井(变密度声波测井)。这三种方法所利用的是地层滑行纵波、套管波(可能有Lamb波)和沿井壁传播的地层Rayleigh波。这些声波的传播方向都平行并轴。利用平行井轴的声波进行测井,是目前声波测井的传统方式。本文试图突破这一传统,设法利用垂直井轴的声波进行测井,使Rayleigh波沿井壁作环形传播,其路径近似正园,园心在井轴上。Rayleigh波是面波,具有沿曲面传播的性能。这种利用Rayleigh波沿井壁作环形传播的测井方法,在国内外资料中尚未见到,本文哲称之为Rayleigh波环形传播测井。     

岩溶地基灌浆质量评价的声波全波列测井技术

在理论分析和数值模拟研究的基础上,将声波全波列测井技术应用到湖南吉首—茶洞高速某悬索桥塔基岩体灌浆质量检查中,利用声波图像,对钻孔附近发育的节理裂隙、破碎带和水泥砂浆充填情况进行分析。研究结果表明:结合地质条件,利用全波列测井信号属性参数的特征可以较好地表征裂隙岩体的充填效果;灌浆时水泥浆液在外压下主要沿连通性较好、延伸较远的裂隙向孔外岩体渗透;没有连通的裂隙则被忽略,或在灌浆压力下作用下劈裂而部分充填,形成不同的充填效果,呈现出不同的声波波场特征;声波全波列测井可以检查钻孔的孔壁及其附近岩体灌浆情况,不仅分辨率高,而且探测深度远远超过常规滑行波的探测深度,声波全波列测井技术应用于岩体灌浆质量评价是可行的。     

声波测井中的面波

声波测井方法主要有声速测井,声幅测井和全波列声波测井等方法。其他声波测井方法仍在继续研究和探索之中。目前声波测井的发展,面波的发现和受到重视是值得注意的。今试就声波测井中的面波问题给以阐述。 在裸眼井中,当入射声波对井壁的入射角达到第一临界角时,井壁地层中产生滑行纵波。此时,有无面波产生?这样的滑行纵波是否纯是纵波?这是个值得分析的问题。     

用长源距声波全波列测井资料估算岩石力学参数

Schlumberger公司目前所用的由长源距声波全波列测井资料估算岩石力学参数的方法和程序中,将接收到的瑞利波当作横波处理,由于瑞利波速度V_R低于横波速度V_s,因此算出的泊松比σ及杨氏弹性模量均存在较大的系统误差。本文以中原油田Wen-33-26井的长源距声波全波列资料为例,将所测得的井下“横波”速度当作瑞利波速度处理,求得的泊松比和杨氏弹性模量值更为合理。     

声波测井中横波拾取研究

研究了偏轴柱状声系激发的非对称声波场．在各向同性可渗性孔隙介质地层下,研究了时域全波列信号,指出对称和非对称声波场可通过简单的相加减办法来得到加强和削弱．理论和数值研究表明,将某些方位上接收的波形进行相加或相减等处理能较好地得到地层横波速度,为直接横波测井提供了可行方案     

长源距声波测井仪井下程序控制器的设计

根据声波分量的传播速度不同,只要在井下设置的声波发射器与接收器之间保持足够长的距离,就可在时域上得到将纵波、横波、表面波分开来的全波列信号,从而为地质岩性的研究提供丰富的信息.本文将讨论长源距声波测井仪的井下程序控制器的原理电路设计与分析.据文献[1]可知,该仪器有两种工作方式:井眼补偿测井(简称BHC方式)与水泥胶结测井(简称CBL方式).BHC方式测量时序如图1所示.它的每个测量周期分W_1,W_2,     

关于声波测井中声波的滑行和波型转化问题

声波测井是测井的主要方法之一。声速测井可以判断气层的位置,确定油气接触面和油水接触面,划分地层,和估计岩石孔隙度。声幅测井主要用于检查固井质量,所以有时称为水泥胶结测井;但是声幅测井并不只限于水泥胶结测井,例如用于在裸眼井中划分裂缝带。变密度测井(全波列测井——下同)可以同时测量套管信号和地层信号的幅度,并且把全波列都记录下来,因此可以比较详细地判断套管胶结情况和地层耦合情况以及串槽情况。     

塔里木盆地轮南地区奥陶系岩溶体系的测井分析

利用测井信息探测方法，对塔里木盆轮南地区奥陶系上部岩溶体系进行了研究，研究表明，奥陶系上部岩溶体系在纵向上可分为上下两带。其中上带为垂直渗滤岩溶带，以溶孔、溶缝、落水洞和角砾岩为特征；下带为水平潜流岩溶带，以地下洞和暗河，再沉积砂岩和泥岩以及垮塌角砾岩为特征，运用双侧向测井、自然伽玛测井、高分辨率地层倾角测井，声波全波测井、井径测井，补偿密度测井、补偿中子测井下声波电视测井等方法，对研究区内岩溶体     

塔里木盆地轮南地区奥陶系岩溶体系的测井分析

利用测井信息探测方法，对塔里木盆地轮南地区奥陶系上部岩溶体系进行了研究。研究表明，奥陶系上部岩溶体系在纵向上可分为上下两带；其中上带为垂直渗滤岩溶带，以溶孔、溶缝、落水洞和角砾岩为特征；下带为水平潜流岩溶带，以地下溶洞和暗河、再沉积砂岩和泥岩以及垮塌角砾岩为特征。运用双侧向测井、自然伽玛测井、高分辨率地层倾角测井、声波全波测井、井径测井、补偿密度测井、补偿中子测井以及井下声波电视测井等方法。对研究区内岩溶体系进行了探测，得到了该地区岩溶体系的测井响应特征资料。     

致密油水平井声波时差测井影响因素分析及测井响应特征研究——以鄂尔多斯盆地陇东地区长7储层为例

声波时差是进行测井解释和储层评价的重要手段之一,但水平井测井环境有别于直井,原有的直井解释模型已不再适用于水平测井,导致水平井测井解释存在一定问题。研究认为,层状泥质、岩石各向异性、井眼轨迹与地层几何位置关系及仪器探测深度等是水平井声波时差测井的主要影响因素;受砂体内层状泥质或井眼附近泥质围岩的影响,含泥质纹层或泥质条带砂岩声波时差测井出现高异常;岩石各向异性特征是造成水平井块状砂岩及泥岩声波时差测井值低于直井的主要控制因素,且泥岩的声波时差各向异性的特征强于砂岩。同时,该研究应用数理统计法建立了水平井和直井对应岩层声波时差的相关关系,可将水平井环境下的声波时差校正为直井环境下的声波时差,对测井解释和储层评价具有较好的指导意义。     

激光干涉法探测水下声信号

为实现在空中利用激光技术对水下目标进行探测的目的,提出一种从水面散射激光中获取水下声源信息的方法.利用携带声波信息的散射光和参考光的干涉现象来获取水表面声波的频率和幅度信息.采用该方法建立的实验装置可准确探测水下声信号,验证了理论和仿真程序的正确性以及该方法的可行性,为航空遥感水下目标提供一种技术途径.     

基于声全息的超透镜成像改进方法研究

针对空间Fourier变换的倏逝波近场声全息研究方法存在的缺陷,提出了在近场用声学超透镜代替离散分布在全息面上的声传感器的改进方法。先将声源信息汇聚于一点,再用声压传感器在聚焦点采集声源信息,实现声源识别、定位以及重建,从而有效地避免因离散采集而带来的"窗效应"和"卷绕误差"。建立物理模型,运用COMSOL软件模拟仿真,得到入射波与透镜汇聚声波的能量值比值接近1,成像效果良好,应用前景广阔。     

基于增强倏逝波的声透镜光声成像系统设计

光声成像是一种新近迅速发展起来、基于生物组织内部光学吸收差异、以超声作媒介的无损生物光子成像方法。在分析当前光声成像系统中传统声学透镜的倏逝波衰减导致包含图像细节的高频信息丢失的基础上,提出使用负折射透镜,让倏逝波参与成像,突破传统声学透镜的衍射极限,从而大幅提高成像分辨率。同时依据光声效应产生的超声波具有波的特性,在研究中还发展、完善了声学信息系统的相关理论以及三维声成像技术。通过实验对比得到了超越普通声学透镜的生物组织的光声成像效果。     

超声波多普勒流速测量方法的信息窗区域控制研究

通过对超声波多普勒信息窗区域的控制，实现了管流内部流速的分区测量，研制出的发射传感器和接收传感器，能够分别产生细小的发射声束和接收声束，使信息窗区域面积能够控制在很小的范围内，位置也被控制在设计值处，满足了分区测量的要求，设计的模拟管道流动装置，能够提供管道流动截面上某一小区域上的流速，为分区测量提供了信号源，成功地进行了信息窗区域面积的控制和位置的实验测量，测量值与设计值吻合得很好。     

激光探测水下声信息的计算与分析

接收端接收到的光线是随时间变化的,所以通过运算就可以得到水表面微波的频率特性,又由水表面微波理论知道,水表面微波的振动频率等于水下声信号的频率,而水表面微波的频率又跟水表面微波的振动频率存在一定关系,因此,通过统计接收到的光线的变化规律,并根据水表面微波与它的振动频率的关系,就可以得到水下声信号的信息.在此理论的基础上,本文从光学的角度提出了光线分析理论模型,并对这一理论模型进行了分析、计算,为激光探测水下声信息理论的更进一步分析奠定了一定基础.     

声学各向异性介质中的S波

声学VTI介质是人为定义横波在对称轴方向的速度V_S0的一种模型。传统理论认为当V_S0=0时可以消除横波能量。论证声学VTI介质的存在,并讨论其特殊的性质,可以看到在声学VTI介质中SV波的相速度和群速度并不是恒为零。用高阶交错网格有限差分方法对不同的声学VTI介质模型进行全波场模拟,同时计算V_s0取不同值时的群速度和相速度x、z分量。通过对比分析得出波现象：SV波在垂直方向传播时其极化方向是平行于P波传播方向的;由于邻近方向能量的聚集,在对称轴附近SV波的振幅会有较大的值;P波和SV波的群速度的值在某些方向上可以很接近甚至相等。     

声学各向异性介质中的S波

声学VTI介质是人为定义横波在对称轴方向的速度V_S0的一种模型。传统理论认为当V_S0=0时可以消除横波能量。论证声学VTI介质的存在,并讨论其特殊的性质,可以看到在声学VTI介质中SV波的相速度和群速度并不是恒为零。用高阶交错网格有限差分方法对不同的声学VTI介质模型进行全波场模拟,同时计算V_s0取不同值时的群速度和相速度x、z分量。通过对比分析得出波现象：SV波在垂直方向传播时其极化方向是平行于P波传播方向的;由于邻近方向能量的聚集,在对称轴附近SV波的振幅会有较大的值;P波和SV波的群速度的值在某些方向上可以很接近甚至相等。     

激光超声测量金属材料弹性常数实验与有限元分析

利用激光诱导产生的多种模态超声波的波速反演金属铝板的弹性常数.实验中将脉冲激光聚焦成线源在铝板表面诱导超声波,采用双通道非接触接收表面波的时域信息并测算其速度.在有限元分析中,将激光等效为时间和空间上均满足高斯分布的脉冲载荷,建立热力耦合分析模型对激光诱导超声波的过程进行模拟,提取超声信号的时域信息并计算表面波和纵波速度,利用声弹性方程得到铝的弹性常数.数值结果与理论值相吻合,表明建立的激光超声力学模型能够有效模拟激光诱导超声波的物理过程,为进一步利用激光超声技术研究材料力学性能提供了依据.     

WB法分析结构与声耦合问题

讨论了分析结构与声耦合的WB法.与基于单元的方法相比,结构和声域都不需要划分成小的单元以及在每个单元内采用简单、近似的形函数来求解动力学方程,而是整个域内的场变量(结构的位移或者声压)由精确满足动力学方程齐次部分的波函数和非齐次动力学方程的特解函数组成.波函数的常数系数根据边界条件通过加权余量法得到.讨论了这种方法的数值条件和收敛特性.结果表明WB法比基于单元的方法计算效率更高以及收敛特性更好.     

光声信号亚波长成像分辨率的分析与实现

为提高光声成像的亚波长分辨率,探究了光声信号产生的机理,并对其亚波长分辨率进行了傅里叶分析,发现普通正折射率透镜难以对携带诸多物质细节信息的倏逝波进行成像,通过COMSOL Multiphysics有限元模拟软件对声学超透镜进行建模和仿真,结果发现在该声学透镜对声波的调控作用下,倏逝波在近场区域能够实现较好的成像效果,在对样品进行制备与测试后,实验与仿真效果基本吻合,证实了该声学透镜的实用性。