随钻测井声电耦合波传播理论与应用方法研究

孔隙地层的震(声)电效应给我们提供了通过电(磁)测量实现声学参数测量的可能性，从而解决钻铤直达声对随钻声测井地层纵横波声速测量的困难。探索随钻震(声)电测量的可能性，就要从孔隙地层随钻震电的物理问题入手，深入研究声电耦合波在随钻声测井模型下的传播问题。研究内容包括：1.研究随钻模型下声电测井响应的全波与分波计算与物理分析，渗透率与各类波传播特性的关系,分析转换电磁场相对大小和实际测量的可能性；2. 将钻头环向振动作为剪切波源,模拟随钻SH-TE测井,考察转换电磁场特点,分析拾取横波速度方法；3.利用模拟得到的阵列声、电磁场波形,采用数字信号处理方法,寻求随钻声电测量获得地层纵横波声速的方法与分析可行性。项目的完成, 将深入认识声电耦合波在随钻模型下传播特性，并有利于探索随钻测井新方法,是井孔声学与声电效应理论的新发展,具有重要的应用和学术价值。

按项目计划内容开展工作，完成主要预期目标，取得有意义的成果。针对随钻多极声电测井研究内容，我们分别采用解完整的Pride方程组和似稳场算法实现波场理论解答和数值计算模拟与分析。结果表明似稳场算法对随钻震电测井模拟是有效的，电声转换比量级也表明随钻震电效应测井是可行的。单极源激发时外斯通利波转换电场幅度最大，钻铤模式波成分虽有压制但仍不能避开其影响。偶极源激发时钻铤与地层的耦合最强，软地层转换电场中仍有较强钻铤模式波而无法获得地层横波速度。钻井中转换电场各分波随渗透率的变化特点与声场的类似。低频四极源随钻震电测井最有利于横波信息拾取。若在钻铤表面接收转换电场，测量中要记录径向电场。针对SH-TE随钻横波测井，开展了剪切源和垂直磁偶极激发波场模拟分析的工作，考虑放置在井内的垂直磁偶极子激发的井孔声电耦合波场，分别采用解完整的Pride方程组和非耦合的方法对井孔波场进行求解，并利用求得的理论公式进行数值模拟和分析，与偶极横波测井需要对弯曲波进行频散校正获取地层横波速度不同，TE-SH测井可以直接获得地层横波速度。钻铤的存在会使转换电磁首波幅度增大，但后续波仍是视速度为地层横波速度的波群，表明在随钻下SH-TE测井仍然有利于地层横波信息的直接获取。研究表明利用SH-TE、TE-SH震电效应测井地层横波信息的直接获取方面有着应用前景。在基金的支持下浸液流体饱和孔隙柱腔中的震电耦合波、饱和孔隙介质中非均匀震电平面波、平面界面折反射、跨孔震电模拟做出了有意义的研究工作。期间，发表期刊论文10篇（SCI 4篇，EI 2篇）；国际、国内年会9篇（EI 2篇），毕业硕士5名。