论文摘要
随着油气勘探逐渐向复杂地层发展,研究更为有效和精确的测井方法就显得极为迫切了。鉴于多极源声波测井在软地层横波速度测量、地层各向异性评价方面的重要作用,本文研究多极声源激发的井孔声场,并寻求从全波列中提取纵波和横波速度的方法。论文详细地推导了多极源激发的井内声场表达式,并采用实轴积分方法计算模拟了单极、偶极和四极源在硬地层和软地层中井内激发的声波全波场。特别值得说明的计算结果是,声源中心频率4kHz时偶极源在慢速地层中激发的全波中,纵波幅度微小而不能被有效地检测到,横波成为首波。借鉴Kimball （ 1984 ）提出的固定时窗宽度STC（slowness-time coherence）方法对计算波形进行了分析处理。慢速地层偶极源的STC图中没有独立的横波成分,仅在低频处的极大值对应横波慢度,随着时间的增大相似系数的极大值对应的慢度值也逐渐增大,小于横波速度。这是由于横波波群是横波首波和非对称弯曲模式波的叠加,在时域波形图上二者不分离。但这并不影响软地层中横波速度提取,因为低频截止频率处的弯曲波以地层横波速度传播。在单极源和偶极源情况下,能准确地提取纵波和横波慢度。由于导波的高度频散特性,固定窗长的STC图中不能清晰明确地判断相似系数极大值所对应的慢度。本文在Kimball（1984）的基础上,用变时窗宽度的STC方法提取了高度频散或快速衰减分波的慢度值。通过不断地改变时窗宽度,求取了各个分波对应的最佳时窗宽度,将处理结果在相似系数和慢度坐标上显示,解决了相似系数极大值位置不明确的缺点,使分波的慢度提取更加精确。变时窗宽度的STC方法提取慢速地层中的横波速度与实际输入的横波速度误差控制在3.0%以内,可以很好的应用于实际声测井的现场数据处理。