随钻声波测井是一种集钻井、测井于一体的新型综合性声波测井方法，相比于传统的电缆声波测井其具有节约时间、泥浆侵入对测量结果影响小、适用于大角度倾斜井和水平井等优点，近年来受到愈来愈多的关注与研究。在随钻声波测井资料中，由于用于声波测量的发射和接收换能器安放在钻铤上，而钻铤占据了井孔内绝大部分空间占据了井孔内绝大部分空间，它对地层模式波产生较大影响，增加了提取地层信息的难度。因此，如何使用随钻声波测井反演地层声学特征，进而配合其他测井资料进行地层评价或地质导向测量，已经成为当前测井方向研究的热点之一，也是井中声学测量中迄今尚未完全解决的科技难题。　　本文研究不同随钻测井模型中的声传播规律，探索地层纵、横波速度测量以及各向异性评价的方法。从理论分析、数值模拟以及模拟井实验三个方面开展了以下的研究:　　首先从理论分析出发，根据波动方程解析方式分析了各向同性慢速地层井孔中随钻多极子声源激发的各个模式波的频散、激发强度和灵敏度特征，为数值模拟分析奠定了理论基础，然后通过模型井实验分析了钻铤波的传播特性。研究发现:随钻测井偶极子声源激发的最低阶弯曲波在大于2kHz频率时主要受地层横波的影响，可以考虑使用频散曲线拟合的方式间接反演地层横波波速。通过1∶3缩尺随钻模型井(钻铤内、外直径2cm和6cm)声学实验研究了单极子声源激发的钻铤波特性。在消声水池中的实验结果表明，钻铤波是高频散模式波，在45kHz附近其群速度很小，会严重干扰其他模式波的测量，此现象对应于实际尺寸测井模型中15kHz附近钻铤波的特性。在充液有机玻璃管中的实验表明，管中的模式波会和钻铤模式波发生耦合，并且加强了钻铤波的频散特性，所以使用有机玻璃管模拟慢速地层时需要考虑到此影响。　　各向异性的测量是声波测并重点考察对象之一，本文随后使用三维时域有限差分法数值模拟了各向异性地层随钻井孔中的声场，并且使用四极子声源激发，单、偶、四极子采集的方式共同记录波形，用于地层各向异性的反演。研究发现，四极子采集方式记录的快、慢螺旋波在低频处分别趋近于地层快、慢横波波速，所以理论上可用于地层各向异性值的反演。而单、偶极子采集方式记录的波形能量随声源方向角产生规律性的变化，可用于地层方位各向异性测量。　　本文进一步研究使用随钻偏心点源反演各向异性的方法，弥补了上述随钻四极子只能测量强各向异性的局限。在横向各向同性地层水平井中使用偏心点源能够同时激发出快、慢弯曲波，其相速度在大于3kHz的频率时分别对地层水平和垂直剪切模量(c66和c44)最为敏感。根据这一特征，本文提出了基于最小二乘拟合的反演方式，可快速评价地层快、慢横波波速，误差小且容错率高。地层各向异性值由此反演所得快、慢横波波速求取，而地层快横波偏振方向则可以通过偶极子采集方式获得。并且经验证此反演方法在任意强度的各向异性地层均适用。　　本文最后研究了各向同性和各向异性地层井孔中钻铤偏心时偏心点源激发的声场特性。数值模拟结果表明，在各向同性地层中，偏心点源激发的声场在同向接收点中记录的波形随着钻铤偏心距离的变化而发生幅度和到时的变化，但与声源方向相反方向的接收点记录的波形速度几乎不受钻铤偏心影响，用其反演所得地层横波波速误差小。同样，在各向异性地层中，偏心点源激发、反方向接收的快、慢波波速也不受钻铤偏心的影响，以此反演所得的地层横波速度和各向异性具有较高的准确度和可靠度。　　上述的研究进一步完善了随钻声波测井理论，丰富了地层横波以及各向异性反演等资料解释的方法，并且为新型随钻声波测井仪器的设计和研发提供必要的理论基础。