倾斜井和水平井是目前勘探开发非常规油气储层中所采用的重要的技术手段，特别是各向异性地层中的倾斜井探测与评价逐渐成为研究热点。然而，作为储层评价的重要方法和技术之一的倾斜井声波测井面临很多尚未完全解决的问题，如声波测量数据反演不符合实际，储层评价精度不高等。其主要的相关声学问题是三维非均匀各向异性地层的倾斜井孔中的声场传播规律研究远没有轴对称结构的均匀各向同性井孔中的声场研究透彻。　　本文以横向各向同性介质中井轴与介质对称轴不平行的倾斜井为模型，首次采用频率-波数域的2.5维方法，研究了倾斜井孔中模式波的传播特征，也开展了相应的实验研究。主要包括以下内容:　　首先，在简要回顾轴对称结构井孔声场求解的基础上，引入本文所采用的频率-波数域的2.5维方法，并通过卷积完全匹配层吸收边界的数值实现过程介绍了本文数值模拟的求解过程。在此基础上实现了井孔声场的模拟，从计算得到的频率-波数域结果中可以清楚地观察到模式的分布，从中提取的模式波的频散曲线与解析解符合很好，验证了算法的准确性。数值模拟的实现过程表明:相对于时域有限差法方法，本方法可以直接观察模式，易于进行模式分析;相对于摄动方法，本方法对介质的各向异性程度没有特殊要求，可以用于计算强各向异性介质情况。在此基础上，通过坐标变换得到了井孔倾斜时以井轴为z轴的坐标系表示的地层介质的弹性常数矩阵，从而实现倾斜井孔声场的模拟。具体分析了单极子源激发的斯通利波和偶极子源激发的弯曲波在快速地层和慢速地层下的传播规律。　　由于本文采取的方法可以直接对模式波进行观察，得到的相速度频散曲线准确，使得相速度的灵敏度分析成为可能。在将非倾斜井的灵敏度结果与解析解结果进行对比以验证正确性之后，文中计算了慢速地层快、慢弯曲波对横向各向同性地层的5个弹性常数在不同倾斜角度时的灵敏度结果，指出在低频段，大倾角时，快弯曲波主要由弹性常数C66控制，其他4个弹性常数的影响很小;而慢弯曲波主要由C44控制。文中给出了时域波形和单参数反演过程以支持灵敏度分析的结果。　　在实际的钻井过程中，横截面为非圆形的井孔时有出现，前人的相关研究以井轴与地层对称轴平行的情况为主。本文计算了不同倾斜角度时单极子源激发的斯通利波和偶极子源激发的弯曲波在不同形状的椭圆井孔条件下的相速度频散曲线，并给出相应的分析。　　最后，采用缩尺模型井进行弯曲波的实验测量，在倾斜角为90°的水平井中的测量结果显示了弯曲波的分裂;当偶极子源指向角改变时，测得的时域波形的相速度也随之改变。实验测量结果所反映的物理规律与理论预测一致。