【摘 要】
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目的：近年来，日益重要的油储开采经常需要在强各向异性环境中使用大斜度井孔来降低钻井的成本，因此对于横向各向同性介质地层(TI地层)包围的倾斜井内的声场研究工作具有重要的意义.前人关于横向各向同性地层倾斜井孔中声场的研究多集中于对称的单、偶、四源激发的声场，而本文的工作则是通过数值模拟来研究单个偏心点源在井孔内部激发的声场，借以分析TI地层倾斜井井孔内的声场特性.方法：由前人的研究工作可知，倾斜井系
【机 构】
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中国科学院声学研究所声场与声信息国家重点实验室 北京 100190;中国科学院大学 北京100049
【出 处】
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2016年度全国检测声学与物理声学会议
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目的：近年来，日益重要的油储开采经常需要在强各向异性环境中使用大斜度井孔来降低钻井的成本，因此对于横向各向同性介质地层(TI地层)包围的倾斜井内的声场研究工作具有重要的意义.前人关于横向各向同性地层倾斜井孔中声场的研究多集中于对称的单、偶、四源激发的声场，而本文的工作则是通过数值模拟来研究单个偏心点源在井孔内部激发的声场，借以分析TI地层倾斜井井孔内的声场特性.方法：由前人的研究工作可知，倾斜井系统无法采用分离变量来进行解析求解，需要借助于数值模拟.数值模拟方法一般有两种方法：有限差分法和有限元法.本文则采用3维柱坐标时域有限差分(FDTD)法来进行数值模拟，并且使用非分裂完美匹配层(NPML)来模拟无限大固体地层.本文采用不同方位角的偏心点源进行激发，采用环向间隔90°的接收器组合进行接收，从而研究声源方位角对井孔中声场的影响，通过慢度时间相干法(STC)图以及波场分布快照来分析井孔内的声场.然后通过对称方位角处的偏心点源进行组合来模拟单、偶、四极声源，从而用来简单模拟研究倾斜井内单偶四极声源激发的声场特性.结果 与结论：1.单个偏心点源在井孔内能同时激发出单、偶、四极模式波.2.在TI地层倾斜井中，井内声场会随着偏心点源的激发方位角的改变发生变化，但是在声源激发方位角关于柱坐标系θ=90°对称时，激发的声场也关于柱坐标θ=90°呈对称状态.3.使用单个偏心点源来模拟单、偶、四极源时，井孔内的声场不仅有该阶模式波，还会发现有其他阶模式波被激发.而产生这种现象的原因在于各向异性地层井孔中单个偏心点源不同方位角上激发的声场有较大的差异，导致在模拟单、偶、四极源时，采用单、偶、四极接收器接收时并不能把其他阶模式波抵消掉.
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