固井是石油工业完井工程中必不可少的一环,固井质量的好坏关系到油气井的寿命、安全生产以及整体效益。声波测井作为固井质量评价的重要技术之一,主要利用沿套管传播声波的幅度或衰减来评价套管与水泥之间（第一界面）以及水泥与地层之间（第二界面）的胶结程度。目前,第一界面的水泥胶结质量已经能够定量评价,而对第二界面胶结状况的判别一直是模糊的,在实际固井质量评价工作之中往往难以真实地评价其胶结状况。音频段声波信号波长大,探测深度较深,在第二界面胶结质量检测方面有天然的优势。本文从理论和实验两方面入手,着重研究了音频范围套管井中声波传播规律,探究了采用音频段声波信号评价固井质量的可行性。全文主要分以下四个方面:首先,采用经典弹性波动理论模型,分析了不同胶结状况套管井中模式波的频散和衰减特征;利用波结构分析方法,研究了各种模式波的振动形态（径向和轴向位移）。发现模式波的频散和衰减特征与其振动形态密切相关;当套管与地层之间不胶结时,套管波的衰减主要与径向位移向地层中辐射能量有关;当胶结良好时,套管波的衰减主要与轴向位移有关。其次,将套管与水泥和水泥与地层之间的非良好接触界面表征为滑移界面,建立了滑移界面表征的固井声波测井模型。新理论模型不仅很好地模拟了经典弹性理论模型的结果,而且弥补了经典弹性理论不能模拟界面胶结强度变化的局限和不足。发现了套管波频散和衰减特征随第一（第二）界面胶结状况的变化规律;并通过对实验和现场数据的分析证明了新理论的正确性,为第一（第二）界面固井质量提供了新的定量评价方法。然后,以常规阵列声波测井仪器参数建立了套管井中的声波测井模型,计算了不同胶结状况套管井中接收的声波信号。发现套管波的幅度与第一（第二）界面的胶结状况密切相关;当第二界面胶结出现问题时,相对于第一界面胶结差模型,套管波的到时会大幅度滞后,可以作为判别胶结问题出现位置的主要特征;并开展了模型井中的实验研究,验证了利用音频段套管波的幅度和到时进行固井质量评价的可行性。最后,针对业界提出的利用随钻声波测井进行固井质量评价的热点问题,建立了滑移界面理论表征的随钻固井声波测井模型,分析了利用随钻数据评价固井质量的可行性以及存在的问题;并提出了一种无须改变现有仪器结构,只需调整仪器工作频带即可消除残余钻铤波干扰的方法。