目前,国内外对固井质量检测的研究,主要评价的是单层套管井的水泥胶结质量,也就是主要关注套管-水泥界面和水泥地层界面这两个界面。近年来双层套管井固井技术的应用增多,这种技术是在同一口井内下两个同轴而不同径的套管,其目的主要体现在两个方面:(1)修复和加固原有的单层套管井;(2)满足深井开采对固井质量的更高要求。这样固井质量检测就需要对两层水泥-四个界面的水泥胶结质量做出评价,显然双层套管井的固井质量检测要比单层套管井更加困难。国内已经有关于在双层套管井中应用声幅-变密度测井方法的研究,可以通过内、外层套管波和地层纵、横波判断四个界面是否出现流体层。但是这种方法只能以定性的、无方位性的方式评价固井质量,不能提供径向信息和方位信息,不能分辨仪器偏心,无法在方位上进行准确的数据解释。本文针对斜入射超声波测井技术,对其在双层套管井内的测井过程进行数值模拟,研究套管中弯曲型Lamb波的传播特性,分析其应用于双层套管井固井质量检测的可行性,提出检测的依据和方法。本文主要内容包括:首先,简要地阐述了对于平面分层模型,在直角坐标系下时域有限差分法的具体实现过程(包括非分裂场完全匹配层条件的应用和用点源模拟线源的方法)及并行计算的实现方式。其次,编写了模拟双层套管井的固井质量检测过程的Fortran90程序。先将程序退化并模拟单层套管井的固井质量检测,验证了理论推导和程序编写的正确性。然后模拟了低、中、高三种声阻抗水泥的双层套管井的固井质量检测,发现只有中声阻抗水泥的双层套管井可以通过斜入射超声波测井技术接收的弯曲型Lamb波分别判断四个界面的水泥胶结质量。再次,对于中声阻抗水泥的双层套管井,模拟了各界面分别出现不同厚度窜槽的情况,分析和讨论了这种测井方法分别对四个界面窜槽厚度的定量检测效果,并提出了检测的依据和方法。最后,对于内、外层水泥使用不同声阻抗的水泥的情况进行了模拟,通过对接收全波的分析,讨论了在这种情况下应用斜入射超声波测井技术于固井质量检测的依据和方法。本文模拟和分析了不同水泥、不同界面、不同窜槽厚度的各种情况,对双层套管井的测井方法和测井解释有积极的理论指导价值。