裂隙并存地层中的声波测井理论及多极子声场特征

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1、第５５卷第６期地球物理学报Ｖｏｌ．５５，Ｎｏ．６２０１２年６月ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＧＥＯＰＨＹＳＩＣＳＪｕｎ．，２０１２陈雪莲，唐晓明．孔、裂隙并存地层中的声波测井理论及多极子声场特征．地球物理学报，２０１２，５５（６）：２１２９－２１４０，ｄｏｉ：１０．６０３８／ｊ．ｉｓｓｎ．０００１－５７３３．２０１２．０６．０３５．ＣｈｅｎＸＬ，ＴａｎｇＸＭ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｃｏｕｓｔｉｃｌｏｇｇｉｎｇｒｅｓｐｏｎｓｅｉｎｔｈｅｆｌｕｉｄ－ｆｉｌｌｅｄｂｏｒｅｈｏｌｅｅｍｂｅｄｄｅｄｉｎｃｒａｃｋ－ｐｏｒｏｕｓｍｅｄｉｕｍ

2、．ＣｈｉｎｅｓｅＪ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ），２０１２，５５（６）：２１２９－２１４０，ｄｏｉ：１０．６０３８／ｊ．ｉｓｓｎ．０００１－５７３３．２０１２．０６．０３５．孔、裂隙并存地层中的声波测井理论及多极子声场特征陈雪莲，唐晓明中国石油大学（华东）地球科学与技术学院，青岛２６６５５５摘要在油、气储层的勘探和开发中观察到的一个现象是储层岩石中普遍存在孔隙和裂隙．随着近年来孔、裂隙介质弹性波动理论的进展，我们可以将此理论应用于测井技术，以此来指导从声波测井中测量孔、裂隙地层的声学参数．本文计算了孔、裂隙地层里充流体井眼中的多极子声场，分析了声场随裂隙介质的两个主要参数

3、（即裂隙密度和裂隙纵横比）的变化特征．井孔声场的数值计算表明裂隙密度可以大幅度地降低井中声波纵、横波的波速和振幅．随着裂隙密度的增加，在测井频段内也可以看到纵、横波速的频散现象（这种频散在孔隙地层中一般是观察不到的）．本文还研究了多极子模式波（即单极的Ｓｔｏｎｅｌｅｙ波、伪瑞利波以及偶极的弯曲波）随裂隙参数的变化特征．结果表明，这些模式波的振幅激发和速度频散都受裂隙密度的影响．裂隙密度越高影响越大．此外，裂隙还对模式波的传播造成较大的衰减．相对裂隙密度而言，裂隙纵横比是一个频率控制参数，它控制裂隙对声场影响的频率区间．本文的分析结果对裂缝、孔隙型地层的声波测井具有指导意义．关键词裂

4、隙，孔隙地层，声波测井，裂隙密度，频散ｄｏｉ：１０．６０３８／ｊ．ｉｓｓｎ．０００１－５７３３．２０１２．０６．０３５中图分类号Ｐ６３１收稿日期２０１１－１０－０５，２０１２－０３－２８收修定稿Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｃｏｕｓｔｉｃｌｏｇｇｉｎｇｒｅｓｐｏｎｓｅｉｎｔｈｅｆｌｕｉｄ－ｆｉｌｌｅｄｂｏｒｅｈｏｌｅｅｍｂｅｄｄｅｄｉｎｃｒａｃｋ－ｐｏｒｏｕｓｍｅｄｉｕｍＣＨＥＮＸｕｅ－Ｌｉａｎ，ＴＡＮＧＸｉａｏ－ＭｉｎｇＳｃｈｏｏｌｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ，Ｑ

5、ｉｎｇｄａｏ２６６５５５，ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｔｈｅｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ，ａｃｏｍｍｏｎｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｉｓｔｈｅｕｎｉｖｅｒｓａｌｐｒｅｓｅｎｃｅｏｆｃｒａｃｋｓａｎｄｐｏｒｅｓｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｒｏｃｋｓ．Ｗｉｔｈｔｈｅｒｅｃｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｅｌａｓｔｉｃｗａｖｅｔｈｅｏｒｙｆｏｒｔｈｅｃｒａｃｋｅｄｐｏｒｏｕｓｒｏｃｋ，ｉｔｉｓｎｏｗｐｏｓｓｉｂｌｅｔｏｕｔｉｌｉｚｅｔｈｅｔｈｅｏｒｙａｓａｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｍｅａｓｕｒｉｎｇｅｌａｓｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅ

6、ｓｏｆｓｕｃｈｒｏｃｋｓｕｓｉｎｇａｃｏｕｓｔｉｃｌｏｇｇｉｎｇ．Ｗｅｈａｖｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｔｈｅｔｈｅｏｒｙｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｍｕｌｔｉｐｏｌｅａｃｏｕｓｔｉｃｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｆｌｕｉｄ－ｆｉｌｌｅｄｂｏｒｅｈｏｌｅ．Ｔｈｅａｃｏｕｓｔｉｃｗａｖｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｒｅｓｔｕｄｉｅｄｆｏｒｔｗｏｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｃｒａｃｋｅｄｒｏｃｋ，ｎａｍｅｌｙｃｒａｃｋｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｃｒａｃｋａｓｐｅｃｔｒａｔｉｏ．Ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｆｕｌｌｗａｖｅｆｏｒｍｓｓｈｏｗｔｈａｔｃｒａｃｋｓｓｉｇｎｉ

7、ｆｉｃａｎｔｌｙｒｅｄｕｃｅｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｄａｍｐｌｉｔｕｄｅｏｆｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎａｌａｎｄｓｈｅａｒｗａｖｅｓ．基金项目国家自然科学基金（４１１７４０８８）和国家青年自然科学基金（４０８０４０２０）项目，中央高校基本科研业务费专项资金（１０ＣＸ０４００７Ａ）资助．作者简介陈雪莲，女，１９７６生，副教授，２００６年获中国石油大学（华东）地质资源与地质工程专业博士学位，主要从事声波测井方法及岩石物理的教学和科研工作．Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈｅｎｘｌ＠ｕｐｃ．