發(fā)布時(shí)間：2017-12-10 17:04

  本文關(guān)鍵詞：水平應(yīng)力作用下之水平井孔多極聲場(chǎng)研究

  更多相關(guān)文章： 水平應(yīng)力 水平井 等效彈性模量 多極源 聲場(chǎng)

【摘要】：地下應(yīng)力場(chǎng)分布情況是油氣田開(kāi)發(fā)非常關(guān)注和重視的問(wèn)題之一。聲波測(cè)井為在井下無(wú)損檢測(cè)地應(yīng)力提供了可行的技術(shù)手段。水平井普遍適用于薄的油氣層或裂縫性油氣藏,實(shí)際地下儲(chǔ)層中,地下往往存在水平應(yīng)力。而人們對(duì)于水平應(yīng)力作用的水平井孔聲場(chǎng)的研究尚缺少認(rèn)識(shí)。本文針對(duì)存在水平應(yīng)力的水平井情況,研究井孔多極聲場(chǎng)的基本特征,對(duì)用聲波測(cè)井技術(shù)定量評(píng)價(jià)油氣藏區(qū)域應(yīng)力分布,對(duì)致密砂巖儲(chǔ)層壓裂改造提供井周地應(yīng)力分布特征信息都有實(shí)際意義。本文基于聲彈理論,從中間狀態(tài)描述的運(yùn)動(dòng)方程出發(fā),導(dǎo)出各向同性介質(zhì)受應(yīng)力作用下介質(zhì)(應(yīng)力誘導(dǎo)的各向異性介質(zhì))等效的彈性模量,即其近似等效為橫向各向同性介質(zhì)的五個(gè)彈性模量。當(dāng)水平應(yīng)力作用于各向同性地層時(shí),地層即為應(yīng)力誘導(dǎo)的橫向各向同性介質(zhì),其對(duì)稱軸與水平井軸平行,能夠進(jìn)行解析求解。在沿井軸的柱坐標(biāo)系下引入聲場(chǎng)勢(shì)函數(shù),對(duì)井孔內(nèi)外多極聲場(chǎng)滿足的波動(dòng)方程進(jìn)行理論求解,得到多極點(diǎn)聲源激發(fā)時(shí)井孔內(nèi)外聲場(chǎng)勢(shì)函數(shù)的表達(dá)式。利用井壁聲場(chǎng)的邊界條件進(jìn)一步確定聲場(chǎng)勢(shì)函數(shù)系數(shù),求出井內(nèi)聲場(chǎng)廣義反射系數(shù),進(jìn)而確定井內(nèi)聲場(chǎng)。通過(guò)復(fù)分析手段,數(shù)值計(jì)算求出井內(nèi)聲壓場(chǎng)的極點(diǎn)和留數(shù),進(jìn)而得出井孔導(dǎo)波的頻散曲線與激發(fā)強(qiáng)度曲線。并通過(guò)快速雙重傅里葉變換計(jì)算出水平井內(nèi)聲場(chǎng)全波波形。詳細(xì)考察了典型各向同性地層在水平應(yīng)力作用后的聲場(chǎng)特征。研究表明,水平井孔內(nèi)的偽瑞利波、彎曲波、螺旋波的速度和到時(shí)隨水平應(yīng)力增加分別增大和減小;而在某些地層,斯通利波的速度和到時(shí)在低頻區(qū)域隨水平應(yīng)力的增加分別減小和增大。波的速度、到時(shí)及幅度都在水平應(yīng)力作用下發(fā)生變化,說(shuō)明井孔內(nèi)接收到的聲波場(chǎng)傳播特性里攜帶著水平應(yīng)力的信息。本文的研究結(jié)果為存在水平應(yīng)力作用下的水平井測(cè)井解釋和利用聲波判斷水平應(yīng)力提供理論參考。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TE243;P631.81

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本文編號(hào)：1275208