含水平裂隙黏弹介质中的井孔声场传播特征

1

作者 岳崇旺 李晓春 +1 位作者 徐继山 冯波 《Applied Geophysics》 SCIE CSCD 2023年第4期469-478,670,671,共12页

岩石介质具有粘滞性,黏弹性介质模型相对于弹性介质模型更为接近岩石介质的真实情况。裂隙介质是地球物理勘探中的一种常见现象,特别是水平裂隙在沉积岩薄互层中广泛发育。以Cole-Cole黏弹性介质为背景,基于Hudson裂隙介质理论,给出了... 岩石介质具有粘滞性,黏弹性介质模型相对于弹性介质模型更为接近岩石介质的真实情况。裂隙介质是地球物理勘探中的一种常见现象,特别是水平裂隙在沉积岩薄互层中广泛发育。以Cole-Cole黏弹性介质为背景,基于Hudson裂隙介质理论,给出了纵横波速度、品质因子、各向异性与裂缝密度以及裂缝高宽比之间的关系。推导了含水平裂隙黏弹介质速度—应力方程的交错网格有限差分公式,对不同裂隙密度、不同高宽比介质条件下的井孔声场进行了数值模拟。模拟结果表明:井外地层中纵波和横波速度随裂隙密度增大而递减,振幅随裂隙密度增加而增加;井内纵波、横波的速度和振幅随裂隙密度的增加而减小。井外地层中的纵波速度随裂隙高宽比的增加而减小,纵波振幅横波速度和振幅受高宽比的影响较小;井内接收到的纵波的速度和振幅随裂隙高宽比的增加而减小,横波的速度受裂隙高宽比影响较小,横波的振幅随裂隙高宽比的增大而减小。 展开更多

关键词 水平裂隙 Hudson理论 COLE-COLE模型 井孔声场

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含有倾斜薄裂缝孔隙地层中的井孔声场 被引量：9

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作者 阎守国 谢馥励 +2 位作者 龚丹 章成广 张碧星 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期307-317,共11页

应用三维交错网格应力-速度有限差分方法,数值模拟了含有倾斜裂缝孔隙介质地层中点声源所激发的井孔声场问题.为满足薄裂缝计算需求,开发了不均匀网格有限差分算法,提高了计算精度及计算速度.利用将孔隙介质方程参数取为流体极限的办法... 应用三维交错网格应力-速度有限差分方法,数值模拟了含有倾斜裂缝孔隙介质地层中点声源所激发的井孔声场问题.为满足薄裂缝计算需求,开发了不均匀网格有限差分算法,提高了计算精度及计算速度.利用将孔隙介质方程参数取为流体极限的办法来处理裂缝中的流体,实现了流体-孔隙介质界面处的差分方程统一,使界面处的计算更加灵活方便.在验证了方法正确性的基础上,分别考察了单裂缝宽度、裂缝带宽度、裂缝倾斜角度以及孔隙介质渗透率等参数的变化对井轴上阵列波形的影响并进行了分析.结果表明,声波经过裂缝时可能产生反射横波及斯通利波,后者随裂缝宽度的减小而减小,而前者随裂缝宽度的改变,变化不大,在裂缝很小(20μm)时依然存在;裂缝带的宽度、密度越大,反射斯通利波越强;当裂缝(裂缝带)倾斜时,反射横波消失,但反射斯通利波受裂缝倾斜角度的影响较小;渗透率的改变对斯通利波的衰减影响较为明显. 展开更多

关键词 有限差分 非均匀网格 倾斜裂缝 井孔声场

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裂缝性地层中的井孔声场模拟 被引量：9

3

作者 陈德华 丛健生 +2 位作者 徐德龙 王英威 李文彬 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 2004年第3期4-6,13,共4页

采用优化高阶差分法模拟计算了裂缝性地层中的井孔声场 ,分析了低频情况下单裂缝、双裂缝、裂缝宽度以及声源主频对瞬态波场和声波全波列的影响 .结果表明 :在低频情况下 (≤ 3kHz) ,声波的反射系数会随裂缝宽度以及声源主频的增大而减... 采用优化高阶差分法模拟计算了裂缝性地层中的井孔声场 ,分析了低频情况下单裂缝、双裂缝、裂缝宽度以及声源主频对瞬态波场和声波全波列的影响 .结果表明 :在低频情况下 (≤ 3kHz) ,声波的反射系数会随裂缝宽度以及声源主频的增大而减小 ;双裂缝在声源条件相同的情况下 ,若裂缝间隔不大 ,其低频反射波幅度相对双倍宽度的单裂缝要小 ,但经过双裂缝的作用后 ,不仅透射波场波的能量会发生衰减 ,而且传播频率也会发生变化 ,特别是在裂缝附近 ;当声波以不同的角度入射到波阻抗界面上时 ,所造成的声波反射会随之变化 ,入射角越大 ,反射系数越小 . 展开更多

关键词 裂缝 井孔声场 有限差分 反射系数 波阻抗

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倾斜地层中的井孔声场研究 被引量：18

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作者 林伟军 王秀明 张海澜 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期284-294,共11页

研究声波在倾斜充液井孔中的传播对于声波测井数据处理和解释具有重要意义.应用三维交错网格有限差分方法模拟了处于倾斜各向同性分层地层中的井孔声场.首先,针对均匀地层中单极子声源在裸眼井中激发的声场,将有限差分的结果和实轴积分... 研究声波在倾斜充液井孔中的传播对于声波测井数据处理和解释具有重要意义.应用三维交错网格有限差分方法模拟了处于倾斜各向同性分层地层中的井孔声场.首先,针对均匀地层中单极子声源在裸眼井中激发的声场,将有限差分的结果和实轴积分法的结果进行对比验证.然后,采用单极子和偶极子两种声源,针对地层分界面和井轴间的不同倾角,计算了相应的声场分布和井轴上的接收波形.数值计算的结果表明,当声源处于倾斜分界面以下,即处于快速(下方)地层,接收器处于倾斜分界面以上(慢速)地层时,随着地层倾斜角度的加大,测得的慢度值从接近上方慢速地层值逐渐减小直至接近下方快速地层的值.任何源距情况下测得的首波慢度均小于上方地层实际的纵波慢度.并且,慢度与源距的关系曲线随源距的加大逐渐平缓.用偶极子声源激发得到的横波慢度与纵波结果相同,并表现得比纵波对倾角的改变更敏感.上述结论在本文中用声场快照和利用合成接收波列的慢度计算得以清楚显示,并且用射线声学理论验证. 展开更多

关键词 倾斜地层 井孔声场 有限差分 声波测井

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柱坐标系下井孔声场的有限差分模拟 被引量：6

5

作者 丛健生 陈德华 +2 位作者 宋延杰 吕金玲 杨大军 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 2004年第2期11-14,共4页

在弹性波动力学基础上 ,建立了井孔声场在柱坐标系下的速度—应力交错网格高阶差分公式 ,编制了相关计算程序 .算例结果表明 ,该模拟程序计算过程稳定 ,所采用的吸收边界条件吸收效果良好 ,消除了人为截断界面对声场模拟的影响 ;当井外... 在弹性波动力学基础上 ,建立了井孔声场在柱坐标系下的速度—应力交错网格高阶差分公式 ,编制了相关计算程序 .算例结果表明 ,该模拟程序计算过程稳定 ,所采用的吸收边界条件吸收效果良好 ,消除了人为截断界面对声场模拟的影响 ;当井外介质存在径向分层时 ,垂直地层界面对井内声场的影响随其与井壁之间距离的增大而减小 。 展开更多

关键词 井孔声场 有限差分模拟 交错网格 吸收边界条件 径向分层

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井孔声场的本征模及其在分层介质井孔声场计算中的应用 被引量：2

6

作者 王秀明 张海澜 应崇福 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1998年第2期261-271,共11页

研究无穷大介质中的井孔本征模问题．从有限半径的波导出发，分析半径无限增大的极限情况，证明无穷大介质中的井孔有离散和连续两类本征模，组成正交完备基．进而应用它们分析计算分层介质中井孔的声场，算得孔外分层介质在孔内产生的... 研究无穷大介质中的井孔本征模问题．从有限半径的波导出发，分析半径无限增大的极限情况，证明无穷大介质中的井孔有离散和连续两类本征模，组成正交完备基．进而应用它们分析计算分层介质中井孔的声场，算得孔外分层介质在孔内产生的反射波． 展开更多

关键词 分层介质 井孔声场 本征模 测井

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基于有限差分法和伪谱法的井孔声场数值模拟 被引量：2

7

作者 吴海燕 朱祖扬 张卫 《测井技术》 CAS CSCD 2018年第3期277-281,共5页

为模拟径向分层的井孔声场,对有限差分法和伪谱法混合算法的原理和特点进行研究,用混合算法重写质点速度和应力的一阶偏微分方程组。通过实例计算,验证该方法的可靠性,在对具有分层界面的地质模型进行声场模拟时具有相当的计算精度。用... 为模拟径向分层的井孔声场,对有限差分法和伪谱法混合算法的原理和特点进行研究,用混合算法重写质点速度和应力的一阶偏微分方程组。通过实例计算,验证该方法的可靠性,在对具有分层界面的地质模型进行声场模拟时具有相当的计算精度。用混合算法对轴对称井孔声场进行了模拟,讨论井径变化和井外地层岩性变化对井孔声场的影响,计算结果可为声波测井仪器研制和数据分析提供理论指导。 展开更多

关键词 数值模拟 有限差分 混合算法 井孔声场 分层介质

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测井仪器对井孔声场影响的数值研究 被引量：31

8

作者 张海澜 萧柏勋 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第5期435-439,共5页

用数值方法研究测井仪器的尺寸和激发方式对井孔声场的影响。研究表明由直径比较大的仪器产生的信号中不同的脉冲互相分离，有利于测井资料的解释。计算还表明双单元激发对改进波形有一定的效果。

关键词 测井仪器 井孔声场 数值计算

原文传递

Kelvin-Voigt黏弹性介质井孔声场有限差分数值模拟与波形特征 被引量：2

9

作者 岳崇旺 王祝文 《吉林大学学报（地球科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1268-1275,共8页

岩石介质具有黏滞性,黏弹性介质模型相对于弹性介质模型更为接近岩石介质的真实情况。根据Kelvin-Voigt黏弹性单元体模型本构关系,推导了柱坐标系下各向同性黏弹性介质时间域交错网格有限差分方程,进行了黏弹性介质井孔声场的数值模拟... 岩石介质具有黏滞性,黏弹性介质模型相对于弹性介质模型更为接近岩石介质的真实情况。根据Kelvin-Voigt黏弹性单元体模型本构关系,推导了柱坐标系下各向同性黏弹性介质时间域交错网格有限差分方程,进行了黏弹性介质井孔声场的数值模拟。模拟结果表明:品质因子和声源中心频率对黏弹性介质中的井内外声场均有影响:井外声场和井内声场的衰减均随品质因子的增大而减小,井外声波和井内反射波振幅随之增大;井外声场的衰减随声源中心频率的增大而减小,井外声波振幅随之增大,井内声场的衰减随声源中心频率的增大而增大,井内反射波振幅随之减小。 展开更多

关键词 Kelvin-Voigt模型 黏弹性介质 交错网格有限差分 井孔声场 波形特征

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利用高阶交错网格有限差分法数值模拟VTI介质井孔声场 被引量：1

10

作者 岳崇旺 王飞 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期125-131,共7页

横向各向同性(TI)介质是岩石地球物理中常见的一种现象,研究其井孔声场传播特征对声波测井理论以及为声波测井解释提供依据具有重要意义。针对具有垂直对称轴的横向各向同性(VTI)介质,根据柱坐标系条件下的弹性波波动方程,推导了速度—... 横向各向同性(TI)介质是岩石地球物理中常见的一种现象,研究其井孔声场传播特征对声波测井理论以及为声波测井解释提供依据具有重要意义。针对具有垂直对称轴的横向各向同性(VTI)介质,根据柱坐标系条件下的弹性波波动方程,推导了速度—应力交错有限差分公式,采用时间二阶、空间十阶的交错有限差分算法对VTI介质中的井孔声场进行数值模拟。给出了在均匀介质中井孔声场不同时刻的波场快照,以及不同各向异性系数的VTI介质中的波场快照,计算了井轴上声源激发出的声波全波列波形。结果表明,在其他条件不变的条件下,VTI地层的各向异性系数的增大对横波的传播影响不大,但会使得纵波在纵向上的传播速度相对变小,径向上变化不大。各向异性系数的增大会使声波测井全波列首波信号时差变大,声波幅度略变小。 展开更多

关键词 交错网格有限差分 高阶 VTI 介质 井孔声场

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2.5维有限差分算法在井孔声场研究中的应用 被引量：3

11

作者 林伟军 张海澜 《工程地球物理学报》 2004年第1期78-82,共5页

本文介绍了 2 5维有限差分法的推导和计算过程 ,将它在轴对称井孔声场中的计算结果和用其他解析方法得到的结果进行了对比 ,得到了相当一致的结果。文中讨论分析了 2 5维有限差分法应用于井孔声场计算中需注意的问题 ,并指出应用 2

关键词 2.5维 有限差分 井孔声场

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充液井孔声场的路径积分估值中的极点分布(英文)

12

作者 王秀明 张海澜 应崇福 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 2000年第1期1-8,共8页

深入研究了充液井孔中声场积分所涉及到的变极点在 4个主要黎曼面上的分布 .给出了井孔中声场的积分表示 ,在柯西定理的基础上 ,利用复波数平面上不同的路径积分方法来表示井孔中的纵波势函数 ,计算了 4个主要黎曼面的极点位置 .

关键词 充液井孔 井孔声场 极点分布 积分 超声波勘探

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充液井孔声场的路径积分估值中的极点应用(英文)

13

作者 王秀明 张海澜 应崇福 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 2000年第1期9-14,共6页

针对索末菲尔德路径积分方法和垂直路径积分方法对充液井孔中的声场进行了数值模拟 ,比较了两者利用实轴积分方法计算的结果 .结果表明 :如果计算中不包括相关黎曼面上适当的复极点的贡献 ,垂直路径积分不能精确地给出声波全波列波形 ,... 针对索末菲尔德路径积分方法和垂直路径积分方法对充液井孔中的声场进行了数值模拟 ,比较了两者利用实轴积分方法计算的结果 .结果表明 :如果计算中不包括相关黎曼面上适当的复极点的贡献 ,垂直路径积分不能精确地给出声波全波列波形 ,纵波垂直路径积分也难以给出精确的纵波首波 ;但是 ,如果计算中考虑了这些极点 ,就能得到相关的正确结果 . 展开更多

关键词 井孔声场 路径积分 充液井孔 超声波勘探

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井孔声场的Ⅱ界面特征波传播机理

14

作者 谢丹艳 张宏兵 孙树林 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第35期27-33,共7页

针对Ⅱ界面窜槽的井孔声场传播机理不清,以及缺乏有效的Ⅱ界面固井质量评价办法的问题,提出采用实轴积分法模拟Ⅱ界面窜槽井孔声场的全波列曲线、二维谱和频散曲线,提取Ⅱ界面特征波,分析窜槽流体环厚度、振源主频、套管尺寸等因素对Ⅱ... 针对Ⅱ界面窜槽的井孔声场传播机理不清,以及缺乏有效的Ⅱ界面固井质量评价办法的问题,提出采用实轴积分法模拟Ⅱ界面窜槽井孔声场的全波列曲线、二维谱和频散曲线,提取Ⅱ界面特征波,分析窜槽流体环厚度、振源主频、套管尺寸等因素对Ⅱ界面特征波的影响。结果显示:当流体环厚度比较小时,特征波首波幅度随厚度增大而减小;反之,首波幅度随厚度增大而增大;随厚度增大首波旅行时间近似线性地减小。使用特征波幅度计算Ⅱ界面水泥胶结指数,可以消除仪器主频和套管尺寸的影响。进而认为特征波主要是在钢套管和水泥环中传播,通过对比发现决定特征波幅度及旅行时间的主要是水泥环厚度,而非窜槽流体环的厚度。 展开更多

关键词 Ⅱ界面 特征波 井孔声场 窜槽厚度 固井质量

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胶结良好的套管刻度井中点声源激发的声场 被引量：6

15

作者 陈德华 王秀明 +2 位作者 丛健生 宋延杰 徐德龙 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 2001年第1期5-9,共5页

为研究套管刻度井中模拟地层有限、第一和第二界面都胶结良好时井孔声场的传播特点 ,采用实轴积分法计算了该模型井中由对称轴上的点状声源在不同中心频率、不同源距下激发的全波列 ,分析了刻度井几何尺寸、介质特性以及不同的外边界吸... 为研究套管刻度井中模拟地层有限、第一和第二界面都胶结良好时井孔声场的传播特点 ,采用实轴积分法计算了该模型井中由对称轴上的点状声源在不同中心频率、不同源距下激发的全波列 ,分析了刻度井几何尺寸、介质特性以及不同的外边界吸声材料对井孔声场的影响 .数值模拟结果表明 :源距为 1.0～ 1.5m及声源中心频率为 15～ 2 0kHz时 ,只有当模拟地层的半径大于 1.5m时 ,模拟井中的主要波列才不受最外层边界的影响 ;当最外层边界半径小于 1.0m时 ,边界的影响不容忽略 。 展开更多

关键词 套管刻度井 模拟地层 井孔声场 吸声材料 测井

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偶极横波远探测在裸眼井及套管井中接收波场的方位响应特征 被引量：2

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作者 李杨虎 唐晓明 苏远大 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期4122-4140,共19页

偶极横波远探测技术的快速发展及其在裸眼和套管井中应用的需求增加使得研究井中远探测波场的方位特征和接收响应具有重要意义.将远探测声场看作是声源在反射体一侧的镜像点的辐射声场并对其做柱面波展开,得到了充液裸眼和套管井中偶极... 偶极横波远探测技术的快速发展及其在裸眼和套管井中应用的需求增加使得研究井中远探测波场的方位特征和接收响应具有重要意义.将远探测声场看作是声源在反射体一侧的镜像点的辐射声场并对其做柱面波展开,得到了充液裸眼和套管井中偶极横波方位远探测接收声场的渐近解.据此对声场在井内流体中产生的径向位移和声压进行了模拟分析,深入研究了接收器偏心距、声源频率和地层类型对井中方位接收波场的影响,并对裸眼和套管井中的响应特征进行了对比,预示了快速和慢速地层条件下声场方位响应中的180°相位反转现象.渐近解析解与三维有限差分数值解的结果对比证实了这一现象,同时也验证了解析解的正确性和普适性.结果表明:接收器偏心距、声源频率和地层类型是井中接收声场方位响应特征的主要影响因素;SH横波入射引起的井内流体的径向位移和声压方位响应特征基本一致,而SV横波入射时二者特征却有较大差异;因此,接收信号中的SV分量有助于识别反射体方位;相对于裸眼井,套管井中接收声场的方位灵敏度更高,更有利于识别井外反射体的方位.本文的分析结果为偶极横波方位远探测技术的进一步发展和应用提供了理论支持. 展开更多

关键词 偶极横波远探测 井孔声场 方位接收响应 套管井

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科学出版社物理类新书推荐

17

《物理》 CAS 北大核心 2004年第6期466-466,共1页

关键词 书刊推介 科学出版社 《火灾风险评估方法学》 《井孔中的声场和波》 《高等渗流理论与方法》

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