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圆弧片状声源向地层中辐射声场的有限差分模拟
  • ISSN号:0371-0025
  • 期刊名称:《声学学报》
  • 时间:0
  • 分类:P631.4[天文地球—地质矿产勘探;天文地球—地质学]
  • 作者机构:[1]中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室,北京102249, [2]北京市地球探测与信息技术重点实验室,北京102249, [3]美国德州大学奥斯汀分校,奥斯汀78712
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(11204380,11374371,11134011,61102102)、国家油气重大科技专项项目(2011ZX05020-009)、中国石油科技创新基金项目(2014D-5006-0307)、中国石油天然气集团公司项目(2014B-4011,2014D-4105,2014A-3912)和中国石油大学(北京)科研基金项目(2462015YQ0516)资助
中文摘要:

提出了一种可用于随钻声波测井的非对称的圆弧片状声源,旨在发展一种能够在钻井过程中精确确定反射体位置的三维反射声波远探测方法。研究了在复杂的井孔条件(钻铤偏心、各向异性和不规则井孔形状)下,该声源向地层中辐射的声场的特征,进一步分析了不同井况条件对三维随钻远探测声波测井的影响。数值模拟结果表明,在圆形井孔、钻铤居中条件下,无论快速地层还是慢速地层,圆弧片状声源均能够向地层中定向辐射声波信号,其辐射指向性图主瓣3 dB角宽窄,旁瓣级低,方位分辨率较高,适用于随钻三维反射成像测井;井壁粗糙程度、地层各向异性等因素对声场特征影响不大,说明该方法适用于粗糙井壁和各向异性地层情况;钻铤偏心和井壁一侧的破坏对辐射声场的影响较大。对本文的模型而言,在破坏深度小于3 cm或者偏心距离小于2 cm时,声场仍有较好的方位特征,该方法仍然适用。而当破坏深度大于6 cm,声场指向性图出现多个幅值较大的角瓣,可能无法利用其确定反射体的方位。本文的研究结果为三维随钻反射声波仪的设计和研发提供了必备的理论基础。

英文摘要:

We propose an acoustic logging-while-drilling (LWD) arcuate source, aiming to develop a three-dimensional acoustic reflection LWD tool, which is able to accurately locate tile reflectors outside of the fluid-filled borehole. The paper examines the acoustic field produced by the arcuate source under complex borehole conditions (collar eccentricity, anisotropic formations and irregular borehole) , and discusses the influence factors of the method. Numerical results show that, the source is able to produce compressional wave field of good azimuthal resolution for most cases. In a circular borehole, the source is able to directional radiate compressional waves regardless of that the formation is fast or slow, and the directivity pattern of the compressional wave field includes a main lobe with a narrow 3 dB angle width and side lobes of low level. It suggests that the source is suitable for acoustic reflection LWD. The factors, including the formation anisotropy and the roughness of borehole sidewall, have little influence on the azimuthal characteristic of the compressional wave field. The tool eccentricity and the wellbore sidewall damage caused by the drilling operation greatly affect the compressional wave field. The acoustic field is of good azimuthal resolution when the damage depth is lessdevelopment of the three-dimensional acoustic reflect, ion LWD tool

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期刊信息
  • 《声学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院声学研究所
  • 主编:王小民
  • 地址:北京北四环西路21号
  • 邮编:100190
  • 邮箱:
  • 电话:010-62558329
  • 国际标准刊号:ISSN:0371-0025
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2065/O4
  • 邮发代号:2-181
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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