水平应力作用下之水平井孔多极声场研究
本文关键词:水平应力作用下之水平井孔多极声场研究
更多相关文章: 水平应力 水平井 等效弹性模量 多极源 声场
【摘要】:地下应力场分布情况是油气田开发非常关注和重视的问题之一。声波测井为在井下无损检测地应力提供了可行的技术手段。水平井普遍适用于薄的油气层或裂缝性油气藏,实际地下储层中,地下往往存在水平应力。而人们对于水平应力作用的水平井孔声场的研究尚缺少认识。本文针对存在水平应力的水平井情况,研究井孔多极声场的基本特征,对用声波测井技术定量评价油气藏区域应力分布,对致密砂岩储层压裂改造提供井周地应力分布特征信息都有实际意义。本文基于声弹理论,从中间状态描述的运动方程出发,导出各向同性介质受应力作用下介质(应力诱导的各向异性介质)等效的弹性模量,即其近似等效为横向各向同性介质的五个弹性模量。当水平应力作用于各向同性地层时,地层即为应力诱导的横向各向同性介质,其对称轴与水平井轴平行,能够进行解析求解。在沿井轴的柱坐标系下引入声场势函数,对井孔内外多极声场满足的波动方程进行理论求解,得到多极点声源激发时井孔内外声场势函数的表达式。利用井壁声场的边界条件进一步确定声场势函数系数,求出井内声场广义反射系数,进而确定井内声场。通过复分析手段,数值计算求出井内声压场的极点和留数,进而得出井孔导波的频散曲线与激发强度曲线。并通过快速双重傅里叶变换计算出水平井内声场全波波形。详细考察了典型各向同性地层在水平应力作用后的声场特征。研究表明,水平井孔内的伪瑞利波、弯曲波、螺旋波的速度和到时随水平应力增加分别增大和减小;而在某些地层,斯通利波的速度和到时在低频区域随水平应力的增加分别减小和增大。波的速度、到时及幅度都在水平应力作用下发生变化,说明井孔内接收到的声波场传播特性里携带着水平应力的信息。本文的研究结果为存在水平应力作用下的水平井测井解释和利用声波判断水平应力提供理论参考。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TE243;P631.81
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,本文编号:1275208
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