圆弧片状声源向地层中辐射声场的有限差分模拟
本文选题:辐射声场 + 声波测井 ; 参考:《声学学报》2017年01期
【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。
[Abstract]:In this paper, an asymmetrical circular arc sound source for acoustic logging while drilling is proposed, which is aimed at developing a 3-D acoustic remote detection method which can accurately determine the position of reflected body during drilling. In this paper, the characteristics of sound field radiating from this sound source to the formation under complex well hole conditions (drill collar eccentricity, anisotropy and irregular well shape) are studied, and the influence of different well conditions on the 3-D acoustic logging is further analyzed. The numerical simulation results show that, under the condition of circular well hole and the center of drill collar, the circular arc slice sound source can radiate the acoustic wave signal in the formation direction, and the main lobe of the radiation directivity diagram is 3 dB wide, regardless of the fast formation or the slow formation. Because of the low sidelobe level and high azimuth resolution, this method is suitable for 3D reflection imaging logging while drilling, and the factors such as the roughness of well wall and formation anisotropy have little influence on the acoustic field characteristics, which indicates that this method is suitable for rough wellbore and anisotropic formation. The eccentricity of drill collar and the failure of one side of the shaft wall have great influence on the radiation sound field. For the model in this paper, when the depth of failure is less than 3 cm or the distance of eccentricity is less than 2 cm, the sound field still has better azimuth characteristics, and this method is still applicable. However, when the depth of damage is greater than 6 cm, there are many angular lobes with larger amplitude in the sound field directivity diagram, which may not be used to determine the orientation of the reflector. The results of this paper provide an essential theoretical basis for the design and development of three-dimensional acoustic reflectors while drilling.
【作者单位】: 中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室;北京市地球探测与信息技术重点实验室;美国德州大学奥斯汀分校;
【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) 中国石油大学(北京)科研基金项目(2462015YQ0516)资助
【分类号】:TE24;P631.81
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 石焕文,尚志远,潘渊,杨富社,徐春龙;含穿透裂纹悬臂方薄板的振动辐射声场[J];纺织高校基础科学学报;2003年03期
2 李嵩,李孝宽,杨建道,丁辉;流动管道内噪声源辐射声场数值预估[J];清华大学学报(自然科学版);2004年02期
3 任惠娟;贺西平;扈凤;;环状活塞声源辐射声场指向性研究[J];陕西师范大学学报(自然科学版);2007年03期
4 陈明;王斌;张胜业;;多源激励水下复杂壳体结构振动与辐射声场试验研究(英文)[J];船舶力学;2008年06期
5 郑珂;;方环活塞声源辐射声场的指向性[J];陕西教育学院学报;2008年01期
6 贺西平;张频;宋旭霞;;单台阶同心圆盘辐射声场的指向性计算[J];声学技术;2009年05期
7 张雁蓉;贺西平;常嘉树;;同尺寸弯振圆盘辐射声场指向性研究[J];咸阳师范学院学报;2011年04期
8 郭們,汪鸿振;在微机上用边界元法计算结构体的辐射声场[J];声学技术;1990年04期
9 王智平,,朱之墀;具有旋涡的翼型绕流辐射声场的数值研究[J];声学学报;1995年03期
10 谢官模,骆东平;环肋圆柱壳在流场中辐射声场压力的解析解[J];应用数学和力学;1995年12期
相关会议论文 前10条
1 巩建辉;严碧歌;;方形环活塞声源辐射声场的三维指向性研究[A];2009年西安-上海声学学术会议论文集[C];2009年
2 郑珂;贺西平;张频;;简支边界的相位变换弯振板辐射声场的计算研究[A];2007’促进西部发展声学学术交流会论文集[C];2007年
3 樊志文;曾新吾;;圆形活塞声源非均匀振动辐射声场的研究[A];2012'中国西部声学学术交流会论文集(Ⅱ)[C];2012年
4 张军;王月兵;;平面环形声源的辐射声场[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
5 庄桥;王小民;李明轩;毛捷;;普氏蹄蝠鼻叶辐射声场波瓣图及其声学作用[A];泛在信息社会中的声学——中国声学学会2010年全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2010年
6 张超;王洋;李兵;姜哲;;水下壳体结构辐射声场的快速预报[A];第十一届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2007年
7 蒋伟;马远良;何正耀;;声波叠加法在基阵辐射场计算以及波束合成中的应用[A];中国声学学会2005年青年学术会议[CYCA'05]论文集[C];2005年
8 周春花;李斌;;依频谱模量重构舰船辐射声场通过特性[A];中国声学学会2003年青年学术会议[CYCA'03]论文集[C];2003年
9 张鹏利;高健;林书玉;;绝对软分界面前空化泡辐射声场的研究[A];中国声学学会功率超声分会2009年学术年会论文集[C];2009年
10 胡世猛;汤渭霖;王斌;;多源激励下的圆柱壳辐射声场分析[A];第十二届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2009年
相关博士学位论文 前1条
1 石焕文;裂纹及水介质对薄板振动和辐射声场特征的影响[D];陕西师范大学;2004年
相关硕士学位论文 前8条
1 邹欢;双层壳体结构水下辐射声场数值预报方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张鹏利;超声空化多泡及其辐射声场的研究[D];陕西师范大学;2010年
3 夏琳琳;水下壳体辐射声场特性研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
4 何正耀;水声发射换能器及基阵的辐射声场建模与计算[D];西北工业大学;2005年
5 兰正康;节圆位置偏离对阶梯圆盘辐射声场的影响[D];陕西师范大学;2013年
6 汤雅玲;浅海海域圆柱壳形换能器瞬态辐射声场[D];厦门大学;2014年
7 阿卜力孜·阿卜来提;矩形板条纹振动模式指向性研究[D];陕西师范大学;2013年
8 李娜;纵振—方形声源辐射特性研究[D];陕西师范大学;2011年
本文编号:1944422
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/diqiudizhi/1944422.html