实际测井中经常遇到钻井机械碰撞、地层应力释放、钻井流体侵蚀或者页岩黏土膨胀等现象,这都会造成井壁附近地层参数的变化,进而导致井壁附近的地层弹性波速度与远离井壁处的速度相比相差很多。我们称这种地层为径向变化地层。为了研究该地层中井壁附近的速度变化情况,本文介绍了一种利用偶极弯曲波反演地层径向横波速度剖面的层析成像技术,该技术能够利用层析成像重建地层径向横波速度变化,它对评价井壁稳定性、估算地应力、探测流体侵入、优化油藏生产等都有着重要的意义。针对井壁附近地层存在径向变化区域的情况,我们利用同心层状介质模型模拟了井壁附近地层的径向变化。采用等效仪器理论模型和汤姆森-哈斯克传播矩阵,对井壁附近同心层状介质模型的声场及频散特性进行了理论推导和数值模拟,研究了径向变化区域对井壁附近声场及频散的影响。通过敏感性分析揭示了偶极声波测井激发的弯曲波低频探测较深,高频探测较浅的特性。利用偶极频散特征,以两层等效模型为基础,介绍了求取地层横波速度径向变化的约束反演方法。通过拟合函数将两层等效模型拟合成更符合实际情况的连续变化模型,并利用数值模拟验证其正确性。然而在实际测井中,偶极弯曲波的频散曲线在高频时发生缺失或者不准确进而引入计算误差,针对这一问题,本文提出利用理论频散数据进行高频约束并通过数值模拟验证了改进后约束反演方法的正确性。通过大量现场资料的处理研究了地层横波速度径向剖面这一方法的实际应用效果。首先给出了一个地应力异常应用实例,发现地层径向横波速度变化与地应力异常有很好的对应关系;然后本文给出了一个由裂缝引起的径向速度变化实例,发现在裂缝发育的地层,其径向横波速度剖面在快慢波方向上都有较大变化;接着本文还给出了一个由不规则井眼引起的径向横波速度变化实例,并通过三维层析成像技术研究了不同方位的径向横波速度变化剖面;最后本文给出了一个致密气层压裂的横波速度径向剖面综合应用实例,发现地层径向横波速度变化程度与岩石的脆性有很好的对应关系,其压裂效果由压裂前后正交偶极横波各向异性的变化来验证,压裂后油气产量提高。