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本论文针对声波测井在石油勘探开发中的应用前景，开展的工作主要集中在利用阵列声波测井数据中的模式波来反演地层参数上。论文包括两个方面的工作，分别是单极子斯通利波反演地层渗透率的方法研究和实现，以及偶极子弯曲波反演地层横波速度径向分布的方法研究。 第一、斯通利波反演地层渗透率的方法研究和实现 (1)研究了斯通利波反演地层渗透率的机理，讨论了频率、渗透率和非渗透性因素对斯通利波的影响，指出低频斯通利波相对高频斯通利波在反演渗透率方面具有优势，高渗透率的反演精度要高于低渗透率。在此基础上，为了提高反演效率，基于简化的Biot-Rosenbaum孔隙介质模型，建立了反演地层渗透率和衰减的目标函数，研究了全局优化的算法来同时反演地层渗透率和衰减。 (2)将最新提出的孔、裂隙介质弹性波动统一理论应用于井孔声场的研究中，并计算了孔、裂隙地层中斯通利波频散和衰减对渗透率的灵敏度，结果表明，裂隙的存在会影响渗透率反演的可靠性。 第二、弯曲波反演地层横波速度径向分布的方法研究 (1)研究了利用弯曲波反演地层横波速度径向分布的机理，计算结果表明，利用不同频率的弯曲波信息来反演地层横波速度的径向分布是可行的。 (2)对比了不同处理方式的微扰法计算弯曲波频散曲线的精度，并给出了参考模型选取的准则。 (3)系统研究了三种反演地层横波速度径向分布的方法，针对不同的反演方法总结了反演计算的流程。在此基础上，改进了一种反演方法的反演目标函数，使得反演计算更加高效。通过模拟计算，对比三种方法的反演结果，得到一些初步的结论。