[发明专利]一种用于模拟声波测井的TI介质缩尺模型井及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油地球物理勘探领域，尤其涉及一种用于模拟声波测井的TI介质缩尺模型井及其制作方法。

背景技术

当前，地球岩石往往是不均匀、各向异性、多相和非完全弹性的介质。研究岩石的各向异性情况，分析岩石各向异性产生的原因，有助于解决很多地质问题和工程问题。目前，声波测井技术就是评价地层各向异性性质的有效手段。

在声波测井技术领域中，横向各向同性(Transverse Isotropy，简称TI)介质为岩石中最普遍的各向异性介质。研究TI介质地层井孔声场非常具有实际意义。对于TI介质，即使是TI介质的对称轴与井轴平行这一最为简单的情况，相比于各向同性介质，各向异性地层井孔声场也要复杂许多。当前，一般通过理论模拟中的解析方法对TI介质的对称轴与井轴平行时的井孔声场进行研究。尽管大多数的实际井孔情况不能够满足介质对称轴与井轴平行的条件，但是对解析解的分析可以帮助人们更深入地理解地层的各向异性对于井孔声场的影响。当井轴与TI介质对称轴斜交时没有解析解，通常采用数值解法或半数值的方法来解决此类问题，常用的方法有摄动积分法、有限差分法等。

相对于理论模拟，各向异性地层充液井孔内声场的物理模拟研究较少，当前还没有通过物理模型对TI介质地层斜井内不同声源产生的不同模式波的特征进行物理模拟研究。

发明内容

本发明的实施例提供一种用于模拟声波测井的TI介质缩尺模型井及其制作方法，以解决当前还没有通过物理模型对TI介质地层斜井内不同声源产生的不同模式波的特征进行物理模拟研究的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于模拟声波测井的TI介质缩尺模型井的制作方法，包括：

将酚醛树脂与平面纤维布料交替分层压制为缩尺模型井材料，并确定垂直于布面方向为压制方向，所述压制方向为TI介质的对称轴方向；

将所述缩尺模型井材料切割为正二十四棱柱；其中所述正二十四棱柱的一对棱柱面的法线与所述对称轴方向平行，所述棱柱面为第一棱柱面；

在所述正二十四棱柱的7个相邻的棱柱面的不同高度上依次钻模拟井孔；所述模拟井孔贯穿多对相对的棱柱面，所述模拟井孔的轴线方向沿所钻棱柱面的法线方向且所述模拟井孔的轴线与所述正二十四棱柱的中轴线垂直相交。

进一步的，所述第一棱柱面的法线方向沿着TI介质的对称轴方向S；所述模拟井孔的轴线与所钻棱柱面的法线方向平行、与所述TI介质的对称轴方向S的夹角为α；所述夹角α分别为0°、15°、30°、45°、60°、75°和90°；当α＝0°时，模拟井孔的轴线与所述对称轴方向S平行；当α＝90°时，模拟井孔的轴线与所述对称轴方向S垂直；

在所述正二十四棱柱的7个相邻的棱柱面的不同高度上依次钻模拟井孔，包括：

根据所述模拟井孔的轴线方向，在所述正二十四棱柱的7个相邻的棱柱面的不同高度上依次钻模拟井孔。

具体的，所述将所述缩尺模型井材料切割为正二十四棱柱，包括：

将所述缩尺模型井材料切割为高度大于等于50cm，外直径大于等于30cm，外侧棱边宽度为4cm的正二十四棱柱。

具体的，所述模拟井孔的直径大于等于1.0cm，且小于等于2.0cm。

一种用于模拟声波测井的TI介质缩尺模型井，包括：

由酚醛树脂与平面纤维布料交替分层组成的正二十四棱柱；其中所述正二十四棱柱的一对第一棱柱面的法线与酚醛树脂和平面纤维布料的分层面垂直；

在所述正二十四棱柱的7个相邻的棱柱面的不同高度上依次设置有模拟井孔；所述模拟井孔贯穿多对相对的棱柱面，所述模拟井孔的轴线方向沿所钻棱柱面的法线方向且所述模拟井孔的轴线与所述正二十四棱柱的中轴线垂直相交。

另外，所述第一棱柱面的法线方向沿着TI介质的对称轴方向S；

所述模拟井孔的轴线与所钻棱柱面的法线方向平行、与所述TI介质的对称轴方向S的夹角为α；所述夹角α分别为0°、15°、30°、45°、60°、75°和90°；当α＝0°时，模拟井孔的轴线与所述对称轴方向S平行；当α＝90°时，模拟井孔的轴线与所述对称轴方向S垂直。

所述正二十四棱柱的高度大于等于50cm，外直径大于等于30cm，外侧棱边宽度为4cm。

另外，所述模拟井孔的直径大于等于1.0cm，且小于等于2.0cm。