不規(guī)則井孔中隨鉆多極子波場數(shù)值模擬研究.pdf

1、目前,國外對隨鉆多極子波傳播特性的研究比較多,但都局限在圓形井眼的簡單井眼條件下,對橢圓井、裂縫井等復(fù)雜井眼條件研究很少。國內(nèi)對隨鉆多極子波傳播特性的研究處于起步階段,相關(guān)方面的研究非常少。由于井孔中鉆鋌的存在、地層的差異、井孑L的不規(guī)則等因素都會對隨鉆多極子波場產(chǎn)生影響,在暫不考慮鉆鋌、地層的影響因素條件下,本文基于2.5維方法利用Comsol大型數(shù)值仿真軟件的PDE模塊對不同偏心率的橢圓井孔以及不同裂縫深度、裂縫張角的不規(guī)則井孔的隨

2、鉆多極子波場開展了初步研究,研究分析這些井眼條件下隨鉆多極子波的傳播特性對隨鉆聲波測井?dāng)?shù)據(jù)解釋和測井資料處理具有重要意義。
　　 首先,利用Comsol軟件數(shù)值模擬多極子聲源在圓形井孔中激發(fā)的聲場,將Comsol有限元的模擬結(jié)果和實(shí)軸積分法的結(jié)果進(jìn)行對比驗(yàn)證。然后,采用單極子和偶極子、四極子三種聲源,針對不同偏心率的橢圓型井孔及含不同張角、不同深度裂縫等井孔條件,計(jì)算相應(yīng)的聲場特性和井孔中的接收波形。數(shù)值計(jì)算的結(jié)果表明:

3、　　 (1)偶極子聲源在橢圓井中激發(fā)聲場傳播特性的模擬結(jié)果表明,橢圓形井孔中偶極子聲源激發(fā)6種模式波而圓形井孔中偶極子聲源激發(fā)3種模式波,隨著橢圓偏心率的增大,測得的波的到時提前,波的幅度增加。隨著聲源振動方向與橢圓長軸夾角的變大,測的波的到時提前,波的幅度增加。
　　 (2)對單極子聲源在橢圓井孔中激發(fā)的聲場模擬結(jié)果表明,橢圓形井孔中單極子激發(fā)6種模式波而圓形井孔中單極子聲源激發(fā)2種模式波,聲源振動方向與橢圓長軸夾角和偏心率

4、對波的到時沒有影響,波的幅度變化隨著聲源振動方向和橢圓長軸夾角和偏心率的增加而增加。
　　 (3)對四極子聲源激發(fā)的聲場的模擬結(jié)果表明,橢圓形井孔中四極子聲源激發(fā)6種模式波而圓形井孔中激發(fā)3種模式波,隨著橢圓偏心率的增大,測得的波的到時提前,波的幅度增加。隨著聲源振動方向與橢圓長軸夾角的變大,測的波的到時提前,波的幅度增加。
　　 (4)裂縫井孔條件下偶極子、四極子、單極子激發(fā)的模式波數(shù)要比圓形井孔中激發(fā)的要多,對偶極子

5、在裂縫井孔中激發(fā)的聲場的模擬結(jié)果表明,裂縫深度一定,隨著裂縫張角的變大波的到時提前,幅度隨著裂縫張角的變大而減小,裂縫井孔中偶極子激發(fā)4種模式波而圓形井孔中偶極子聲源激發(fā)的聲場有3種模式波;對單極子而言,裂縫深度一定,隨著裂縫張角的變大波的到時提前,幅度隨著裂縫張角的變大而減小,裂縫井孔中單極子激發(fā)4種模式波而圓形井孔中單極子聲源激發(fā)的聲場2種模式波;裂縫張角一定,隨著裂縫深度的變大波的到時延遲,幅度隨著裂縫深度的變大而減小。四極子在裂