上的相速度，，为入射角钢管纵波折射角钢管横波折射角斯奈尔定律是描述波在弹性分界面上发生反射折射后波的传播方向的定律，可解释为入射波反射波和折射波沿分界面视速度相等。滑行波作为首波接受的条件在井中离反射源定距离的接收点可接收到的波有直达波反射波和滑行波等。在井中放置居中发射器和接收器，发射器与接收探头距离源距为，井眼半径为，油气层和钢管速度分别为油气和钢，见图。图井内声波传播示意图依照几何声学理论，首先，比较直接波和反射传播时间，由于直达波和反射波在油气中的传播速度都样，而直达波的传播路径比反射波传播路径都短，因此对于直达波和反射波而言，直达波先到达接收器。但是我们可以在发射器和接收器之间加上和种材料，使得直达波不能通过。其次，比较直达波与滑行纵波达到接收器的时间，只要选择合适的源距就能使反射波比滑行纵波先到达接收器。直达波达到接收器所需要的时间为油气设第临界角为，滑行纵波经过井眼，沿井壁滑行后折回井内，最后到达接收器所需要的时间为钢油气要使反射波先于滑行纵波到达接收器，应使，即钢油气油气由于钢油气，因此发射器和接收器之间最大源距为油气钢油气钢求解液固界面的反射系数般情况下，固体中有纵波和横波两种形式，当声波投射到液体固体分界面上时引起反射和折射，在固体中同时产生折射的纵波和横波，而流体中只可能有反射纵波。设液体中单频入射声波的位移电势写作，其中，入射声波的振幅入射角，液体中波数和波速。见图。图液固界面的声波的反射和折射在液固界面处，为油层的入射波，为油层的反射波，为钢管的折射纵波，为钢管折射横波，则其中，反射波的反射系数，折射波的折射系数。由界面应力平衡条件和界面垂直位移连续条件得对于油层侧的液体而言，根据介质的本构方程推导应力表达式，由本构方程，得在平面上，在液体中，代入液体的对于入射波，可得对于反射波，可得固体侧可探用薄圆环压电换能器的瞬态特性分析，地球物理学报，年，第卷增刊牟轩沁，法林，贾育华，张士勇，薄球壳换能器的机电网络分析石油仪器年，第卷法林，，孙鹏，李卫东，声波测井网络理论Ⅰ声源信号的产生方法和数值模拟，测井技术，年，第卷第期叶其孝，沈永欢，实用数学手册第版，科学出版社，年月尹慧，李冬梅，李永平，声波在界面上的反射和投射系数，曲阜师范大学学报，年月，第卷第期马大猷，声学手册修订版，科学出版社，年月王冠贵，声波测井及其应用，石油工业出版社，年楚泽涵，声波测井原理，石油工业出版社，年由声波在液固界面应力平衡得联立式和解得反射系数为第六章利用反射系数求油井的含油率通过查声学手册得到以下数据石油的密度油水的密度水钢的密度声波在钢中的速度钢声波在水中的速度水声波在石油中的速度油纵波在不锈钢中的速度纵波在不锈钢中的速度表求解当接收器首先接收到反射波的临界角由公式得油气钢油气钢所以，在油钢界面的最大入射角，，则由折射定律水油得，，同理，在水钢界面的最大入射角，，则由折射定律水油得，。由于要找个的值，使得对应于水钢界面和油钢界面的反射系数的差值最大，这样利于获得更大的取值范围。所以的值必须介于两个角度范围之内，最后，求解液固界面的反射系数假设垂直入射的情况时，即，利用公式分别求得油钢界面和水钢界面的反射系数。依次再求得当时的。用做图如图和图图油钢的反射系数与折射纵波角度的关系图水钢的反射系数与折射纵波角度的关系通过编程求得油钢界面和水钢界面的反射系数在，内的值，并通过程序编程使得有个的时候，油钢界面和水钢界面的反射系数的差值最大，由编程图像得，程序如下，做图如图图接收器获得反射波能量差与折射纵波角度的关系当时，利用公式求得油钢水钢个平均半径为高度为的薄圆环压电换能器，由查表得，所以计算得它的横截面积。假设起始声波的能量为，则接收到的反射波的能量为，对于油层来说，它对应的能量油钢油油，当换能器完全处于油层时，此时接收器获得的反射波的能量应该是最大的油，当换能器完全水层时，换能器的接收器获得的能量应该是最小的水，可以求得最大能量和最小能量之间的差值，单位刻度值最大能量，即。所以在编程的时候的变化刻度则是。假设换能器的接收器获得的反射波能量是，则利用十字交叉法所以油和水在薄圆环换能器的横截面积上所占的比例则是油井的含油率油用做图得图图油井含油率与接收器获得反射波能量的关系结论对于油井的研究是通过对薄圆环压电换能器模型的分析，利用声波在油井中的传播特性，明白薄圆环换能器的工作原理，声场的发射与反射波的接收。并且完成了下工作建立起薄圆环压电换能器的柱面坐标系，并且进行模型分析，实现了力电网络模块的转化，完成机电等效电路图。推导出了声源电声冲击响应和电声的传输函数，接收器的声电冲击响应和声电传输函数。建立了声波在薄圆环压电换能器中反射系数的模型，完成了油钢和水钢界面反射系数的求解。并且根据两者数值的比值，计算出油井的含油率。致谢在大学最后的时光里完成毕业设计，最要感谢的人就属法老师，尊敬的法老师，从我毕业设计的开始到结束，您直给我了莫大的指导，使得我的毕业论文得以顺利完成。在整个过程中，法老师不仅教会了我许多的专业知识，使我明白了许多的石油开采方面的常识，更重要的是，他那种严谨认真对待科研的态度是我受益匪浅，这正是我们即将进入社会工作所需要的特质。法老师对我的要求也颇为严格，同时对我的指导也花费了大量的心血。再次，向法老师及给我建议的同学致上我由衷的谢意,参考文献法林，林峰，陈文辉，石油加准确的测量油水的含油率，声波幅度测井作为种较为常用的测量数据的方法，也得到了很广的运用。早期测量油井含水率主要方法目前生产井主要通过测量井内持水率及流体密度来识别流体。测量混合流体持水率的仪器主要有电容式含水仪微波含水仪开关电导式含水仪以及压差密度计等。这类测量所得的数据可以识别井内流体的类型，从而确定油井的含油率。电容法含水率测井是利用油气同水的的介电特性差异测定水的含量。由于油气等碳氢化合物与水具有不同的介电常数。水的介电常数为，油气的介电常数，因而具有较高的分辨率，仪器是对所处位置的流体进行采样，然后在仪器的取样室内油水靠重力分离，该室内置电容电极，电极与取样室外壳构成圆柱状电容，通过测量圆柱状电容器电容量的变化就可以得到持水率，确定含油率。微波含水率测井是利用高频电磁波的谐振状态来测量原油中的水分。高频电磁波在含水原油中传播时，其波长随含水率的不同而不同，并引起谐振回路频率的变化，致使改变谐振回路和晶振回路之间的谐振状态，根据这种变化可以测定原油中的含水率。开关电导法测井是以电导为基础，由于油的电导趋于零，水的电导较大，当油水以各种不同的百分含量流过探头的电极时，探头都会有相应的输出电压，这样得出各种百分比的对应值，从而确定油水的含油率。压差密度计又称密度梯压计，利用两个的压敏元件，测量井筒内流体柱两点间的压力差值，而测出的压力梯度正比于流体密度，这样就可以测得流体的密度，确定含油率。声波测井技术在油井测量中遇到的问题在油田勘探开发中，测井技术是确定和评价油层的重要手段，也是解决系列地质问题的有效途径，但是油井计量主要存在以下问题油井产液量普遍波动较大，且没有规律可循，低产油井还存在产液间歇现象，间歇时间长短不，短时计量很难得出真实的产量，采用两相计量分离器配玻璃管量油的方法已难以适应。油井产量差别大波动大导致不同油井伴生气的产量差别和波动也较大，孔板配双波纹管差压计等测气方法已不能适用。由于采用高液量生产和油层压裂等措施，增加了油井产液中的砂和杂质，含水率高又使仪表易结垢，齿轮流量计腰轮流量计已不适用。由于油井产液含水率高，有大量游离水存在，因此，人工取样随机性很强，很难取准，无法得到真实稳定准确的含水率值。在声波测井发展到目前这种状态，无论是研究新的测井方法，还是结合其他学科，对现有的技术进行应用拓展和改进，都是极为艰难的。现在声波测井面临以下难题如何摆脱信息量小的制约是个关键的问题，再个就是如何在复杂的介质条件下加大对测井问题的解决，使得地质情况对测量的影响降低到最小，以及如何使得采集的测井信息更加真实的反映油井的原始状态。提高测井的效率也是需要解决的个问题。未来测井的发展方向未来测井的方向是要提高测井技术