非对称圆弧片状声源在井旁地层中产生的声场-论文.pdf

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1、第57卷第8期地球物理学报VoI．57。No．82014年8月CHINESEJOURNALOFGE0PHYSICSAug．，2Ol4王瑞甲，乔文孝．2014．非对称圆弧片状声源在井旁地层中产生的声场．地球物理学报，57(8)：2732—2742，doi：10．6038／cjg20140831．WangRJ，QiaoWX．2014．Studyofacousticfieldinthenear—boreholeformationgeneratedbyanasymmetricarcuateacousticsource．ChineseJ．Geophys．(inChinese)，57(8)：2732—27

2、42，doi：10．6O38／cjg2O14O831．非对称圆弧片状声源在井旁地层中产生的声场王瑞甲，乔文孝1中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室，北京1022492北京市地球探测与信息技术重点实验室，北京102249摘要提出了一种可用于随钻三维反射声波成像测井的圆弧片状声源，推导了该声源声学性质在波数频率域内的数学描述，并利用实轴积分的方法对该声源在井旁地层中产生的声场进行求解，考察了声源的线度、频率等因素对该声源向地层中辐射的声场的影响．研究结果表明，特定尺寸和特定频率下的圆弧片状声源产生的纵波场的水平和垂直指向性图中仅具有一个明显的主瓣，且主瓣三分贝角宽较窄，方位分辨率较高，指向性良

3、好，适用于随钻三维反射成像测井；sV波场和SH波场的指向性图中存在两个或者多个角瓣，sV波场在垂直于井轴方向上辐射的能量为0，另外在井中发射和接收的反射SH波场和sV波场会相互干扰，所以难以利用SV波场和SH波场进行三维反射声波成像；声源的线度和频率等因素对其辐射声场影响较大，考虑到激励效率和方位分辨率等因素，对于本文描述的井孔模型，选择圆周角在75。和9O。之间，主频为12kHz左右的声源是合适的．关键词随钻声波测井；声波反射成像；非对称声源；圆弧片状声源d0i：1O．6038／cjg2O14O831中图分类号P631收稿日期2013—10-09，2014—0513收修定稿Studyofac

4、ousticfieldinthenear-boreholeformationgeneratedbyanasymmetricarcuateacousticsourceWANGRui—Jia。QIAOWen—Xiao’1StateKeyLaboratoryofPetroleumResourcesandProspecting，ChinaUniversityofPetroleum，Beijing102249，China2KeyLaboratoryofEarthProspectingandInSormationTechnology，Beijing102249，ChinaAbstractWepropose

5、anasymmetricarcuateacousticsourcetodevelopathree—dimensionacousticreflectionLWDmethod．anddeducethemathematicaldescriptionofthesourceinwavenumber—frequencydomain．Theacousticfieldintheformationproducedbythesourceisobtainedbytherealaxisintegrationmethod，andtheinfluencesofthedimensionandfrequencyoftheso

6、urceonthecompressionalwavefield．SHwavefieldandSVwavefieldareinvestigated．TheresultsindicatethatonlyonemainlobeiSobservedinthehorizonta1andverticaldirectivityofthecompressionalwavefieldproducedbythearcuatesourcewithspecificsizeandfrequency。The3dBangularwidthofthemainlopeisnarrow．Hencecompressionalwav

7、efieldexcitedbythesourceiSofhighazimuthalresolutionandsuitableforthethree—dimensionacousticreflectionLWD．TwoormorelobesexistinthedirectivityOfSVfieldandSHfield，andtheradiantenergyoftheSVfieldatthedire