声幅测井PPT课件
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《第六章声波测井》PPT课件
第六章 声波测井 （Acoustic log）
声波测井 ➢研究的对象：井孔周围地层或其它介质的 声学性质(速度、能量、频率变化等)
➢物理及地质基础：不同岩石的弹性力学性质 不同,使其声波传播速度、衰减规律不同
➢研究方法：在井内发射声波，使声波在地层
或井内其它介质中传播，测量声波在传播时的 速度或幅度变化
DT T L P3TP4(TP 3TP 1)
2l
T1
T2
2、横波时差 DTs
横波时差的计算方法与纵波相同，关键 是确定横波首波。
(1)确定横波首波初始点出现的时间范围
VP /Vs
2(1) 12
vp vs 1.5~1.8
纵波初始点到达时间为tp，则横波初始点
出现时间的范围是1.5tp ～ 1.8t。p
提取，对横波而言是噪声，波速与横波 相近 (2)幅度不大
(3)有频散，相速度 > 群速度
（4）有截止频率
3、斯通利波(管波) 是沿井轴方向传播的流体纵波与井壁地层 滑行横波相互作用产生的。质点运动的轨 迹也是椭圆，长轴在井轴方向。
1
Vt Vf[1( f b)V (f VS)]2
Vt Vf[12(1)K ( E) ]1 2
令 T'(x)0 则v2clo2sxv1lcsion2xsx
sin x v1 v2
xarcsivn1 *
v2
(2)使滑行波先于直达波到达R —— 加大源距L（第一条件）
A T
B
*
滑行波：
AB BC CD
t1
v1
v2
v1
L
C
*
v2 v1 D R
v1c2ols*
L2ltg*
v2
声波测井 ➢研究的对象：井孔周围地层或其它介质的 声学性质(速度、能量、频率变化等)
➢物理及地质基础：不同岩石的弹性力学性质 不同,使其声波传播速度、衰减规律不同
➢研究方法：在井内发射声波，使声波在地层
或井内其它介质中传播，测量声波在传播时的 速度或幅度变化
DT T L P3TP4(TP 3TP 1)
2l
T1
T2
2、横波时差 DTs
横波时差的计算方法与纵波相同，关键 是确定横波首波。
(1)确定横波首波初始点出现的时间范围
VP /Vs
2(1) 12
vp vs 1.5~1.8
纵波初始点到达时间为tp，则横波初始点
出现时间的范围是1.5tp ～ 1.8t。p
提取，对横波而言是噪声，波速与横波 相近 (2)幅度不大
(3)有频散，相速度 > 群速度
（4）有截止频率
3、斯通利波(管波) 是沿井轴方向传播的流体纵波与井壁地层 滑行横波相互作用产生的。质点运动的轨 迹也是椭圆，长轴在井轴方向。
1
Vt Vf[1( f b)V (f VS)]2
Vt Vf[12(1)K ( E) ]1 2
令 T'(x)0 则v2clo2sxv1lcsion2xsx
sin x v1 v2
xarcsivn1 *
v2
(2)使滑行波先于直达波到达R —— 加大源距L（第一条件）
A T
B
*
滑行波：
AB BC CD
t1
v1
v2
v1
L
C
*
v2 v1 D R
v1c2ols*
L2ltg*
v2
第五章--声波测井课件..
在外力作用下，若弹性体内的任意体积元发生体 积变化，而边角关系不变，则称此形变为体形变。 体积元的各边边长的变化率称为线应变。在外力作 用下，若仅体积元形状发生变化，而体积不变，则 称为剪切形变。体积元的边角关系的变化称为角应 变（或切应变）。
对于完全线弹性体，正应力只与线应变有关，切 应力只与切应变有关。
测井时,井内存在以下几种波：（1）、反映地层滑行
图5--2、井下声系示意图 图5--3、井内声波传播示意图
纵波的泥浆折射波；（2）、反映地层滑行横波的泥浆折射 波；（3）、井内泥浆直达波；（4）、井内一次及多次反 射波；（5）井内流体制导波（管波或斯通利波）。图5-3 给出了井内声波传播的示意图。
满足以上基本假设条件的物体称为理想的完全线弹 性体，描述介质弹性性质的参数为常数。当外力取消 后不能恢复到其原来状态的物体称为塑性体。 物体是 否是这类介质,取决于作用力的大小及作用时间。
声波测井中声源发射的声波能量较小，作用在 地层上的时间也很短，所以可以把岩石看作弹性体。 因此，可以用弹性波在介质中的传播规律研究声波在 岩石中的传播特性。
2）、单发双收声速侧井仪的测量原理 如果发射器在某一时刻t0发射声波，根据几何声学理论， 声波经过泥浆、地层、泥浆传播到接收器，其传播路径如
图5-4所示，到达Rl和R2的时刻分别为t1和t2，则时间差 T
为：
v v v Tt2t1CD (DF C)E
p
f
f
如果在两个接收器之间的对着l 的井段井径没有明显变化且
这种下井仪器包括三个部分：声系、电子线路和隔 声体。声系由一个发射换能器T和两个接收换能器R1、 R2组成，其中，发射器和接收器之间的距离称为源距，
相邻接收器之间的距离称为间距。声波测井声系的最小源 距为1米，间距为0.5米。如图5-2所示。
课件：声波幅度测井
(3)地层波：在地层中传播的波
GaoJ-2-2
(4)泥浆波：沿泥浆传播直接到 达接收探头的波
接收器依次得到：套管波、地层波、水泥环波、泥浆波
3
套管井中的声波模式 套管波
T
钻井液
套水 管泥
环
套管波的幅度主要 地 决定于套管与水泥 层 环胶结的质量。
R
GaoJ-2-2
4
水泥环波
T
水
钻井液
套 管
泥 环
判断岩性：声阻抗大，反射强，否则，反射弱； 确定地层面或裂缝面、划分裂缝带； 确定地层面或裂缝面的产状：倾斜方位和倾角； 检查射孔质量及套管的损坏情况； 检查压裂情况。
GaoJ-2-2
22
CAST
(1990)
CAST-V CAST-F (FASTCAST)
Circumferential Acoustic Scanning Tool
垂直裂缝：铅垂线
裂缝面：明显的暗色
GaoJ-2-2
21
井下声波电视
（BHTV：BoreHole TeleViewer )
（1）20世纪60年代由Mobile公司最早研制，以Amoco公司的仪器为代表； （2）声学探头主频为1MHz； （3）探头每秒绕井轴旋转3周，每旋转一周向井壁发射480~512次声脉冲； （4）测井速度90m/h； （5）井下传送模拟信号，处理后可得到二维黑白图像； （6）主要应用：
GaoJ-2-2
19
8. 主要应用
(1)判断岩性
泥岩：Z小，图像暗 致密岩石：Z大，图像亮
孔隙岩石：介于明暗之间
(2)检查射孔质量
射孔的孔眼呈明显的暗色点，面积为孔眼大小
(3)检查套管破损情况
GaoJ-2-2
(4)泥浆波：沿泥浆传播直接到 达接收探头的波
接收器依次得到：套管波、地层波、水泥环波、泥浆波
3
套管井中的声波模式 套管波
T
钻井液
套水 管泥
环
套管波的幅度主要 地 决定于套管与水泥 层 环胶结的质量。
R
GaoJ-2-2
4
水泥环波
T
水
钻井液
套 管
泥 环
判断岩性：声阻抗大，反射强，否则，反射弱； 确定地层面或裂缝面、划分裂缝带； 确定地层面或裂缝面的产状：倾斜方位和倾角； 检查射孔质量及套管的损坏情况； 检查压裂情况。
GaoJ-2-2
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CAST
(1990)
CAST-V CAST-F (FASTCAST)
Circumferential Acoustic Scanning Tool
垂直裂缝：铅垂线
裂缝面：明显的暗色
GaoJ-2-2
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井下声波电视
（BHTV：BoreHole TeleViewer )
（1）20世纪60年代由Mobile公司最早研制，以Amoco公司的仪器为代表； （2）声学探头主频为1MHz； （3）探头每秒绕井轴旋转3周，每旋转一周向井壁发射480~512次声脉冲； （4）测井速度90m/h； （5）井下传送模拟信号，处理后可得到二维黑白图像； （6）主要应用：
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8. 主要应用
(1)判断岩性
泥岩：Z小，图像暗 致密岩石：Z大，图像亮
孔隙岩石：介于明暗之间
(2)检查射孔质量
射孔的孔眼呈明显的暗色点，面积为孔眼大小
(3)检查套管破损情况
声波测井-声速测井幻灯片PPT
(5)输出的测井曲线 (一条声波时差曲线)
时差 s/m
二 影响时差的因素
1 井径的影响
① R1(处在D增加)，R2(位于正常或缩小)井段时，滑行 波到达R1的时间增加，而到达R2的时间不变，因此时 差下降。
② R1位于正常(或缩小井段)，R2位于井径扩大，滑行波 到达R1的时间不变，而到达R2的时间增加，因此时差 增加。
R2
V 2 V 1
EC E1 R C2R
t2 t1 t2
V 2 V 1
T2
从图中所知:CR2<BR1,t1<t，ER1>CR2，
t(t1t2) 2
平均后的补偿声速时差值不变。 同理：在井径扩大的顶界面也如此,对仪器的倾斜也有
补偿作用.
四 长源距声波测井
发射器到接收器的距离为8ft、10ft、12ft
对膏岩剖面有很强的分辩力,由于岩盐和无水石膏在时差 曲线上区别很大,很容易识别.
3 计算孔隙度
(1) 体积物理模型 根据测井方法的探测特性和岩石的各种物理性质上的 差异,把岩石体积分成几个部分,然后研究每一部分对 岩石宏观物理量的贡献,并视宏观物理量为各部分贡献 之和。即：
测井参数×总体积=∑测井参数×相应体积
费尔马原理：声波在一般介质中传播时，所经过的 任意两点的传播路径满足所用时间最小的传播条件， 这就是费尔马时间最小原理，这一原理是从光波动 学中借鉴而来的。在介质的声学性质已知的情况下， 可以根据费尔马原理来确定声波在经过介质的任意 两点时所走的路径，还可以确定声波的走时，即声 波经过这两点时所用的时间。
(4)时差的表达式 时差：在介质中声波传播单位距离所用的时间
t t2 t1 (A v 1 B v B 2 D v D 1 ) (A v F 1 B v B 2 C v C 1 ) E
《声波测井》PPT课件
1.76
易吸收，穿透能力小
γ：光子 ，不带电，
质量小，穿透能力强。
放射性测井
3. 射线与物质的相互作用 能在衰变时发射光子的元素称为伽马辐射体。
地层中能发射伽马光子的核素主要是U、Th及其衰变 产物和钾的放射性同位素K-40。伽马光子与物质发
生相互作用的过程中，能量逐渐降低。如果射线的能 量<30Mev, 伽马光子与接触物质间将可能逐级产生
lectron effect occurs, which is first explicitl y explained by Albert Einstein
eγ
放射性测井
3.3 光电效应 : photoelectric effect if energy of γ ray less than 0.51Mev,photoe
Mev
e+
放射性测井
3.1 Electron Pair Effect
e-
Eγ≥1.022Mev
e+
放射性测井
3.2 康普顿效应:Compton effect
With the attenuation of γ energy, the impac tion capability of γ is decayed, when its energy is between 0.51Mev to 1.022Mev, the Computon effec t occurs.
1. 波的传播
入射波
声波测井新技术
入
反
射
射
角
角
反射波
折射角
介质1
介质2 折射波
声波测井新技术
2. 产生滑行波的条件
折射定律: Sin VP1 Sin1 VP2
声波测井PPT课件
裸眼井声波测井
第三节 声波测井仪 一、SLT-N系列声波测井仪的组成
声系（SLS） 电子线路短节（SLC） 一、常见的声系结构 二、SLT-N系列声波测井仪的探头结构 三、SLT-N工作原理及过程
SLT-N系列声波测井仪的探头结构
二元阵探头的特点：？？？
SLT-N工作原 理及过程：
T1
R4
测量原理
声系结构
T
套管波幅度 与水泥胶结 质量的关系
R
影响因素
测井时间的影响 水泥环厚度的影响 井的影响
CBL资料的应用
检查固井质量 确定水泥面位置 判断气层 确定套管断裂位置
声波变密度测井(VDL) (Variable Density Log)
绪论 可能到达接收探头的波 记录方式
Z1 越接近1，声耦合越好，声波易从介质1到
介质2中Z2 去。
§2 声波速度测井
测量及记录的参数 时差的定义 换能器(探头) 声系的设计 单发双收声系测量 原理
问题解答
影响时差曲线的主 要因素
井眼补偿声波测井
声波测井资料的应 用
时差即速度的倒数：t 1 v
时差亦称慢度(Slowness), 其单位是:微秒/米或微秒/英尺.
增益脉冲鉴别和计数电路 作用:对从地面输送下来的增益脉冲进行整
形、鉴别和计数。 电路组成：见P194和P195，主要由滤波、
可变增益放大器、峰值保持器 和电压比较器等组成。
接收放大器电路 作用： 组成：
接收放大器电路
SLT-N地面接口电路
作用 组成： 声波测井模块（SLM） 通用电子线路单元（GEU）
选通门电路 作用：1.7ms（第2相）
4.4ms（第3相）信号门 4.5ms（第3相）GR禁止 构成：见P192，由单稳态、门电路等组成
《固井声波测井》PPT课件
应该指出的是声幅测井测量的是套管波的幅度对仪器源距的选择应尽量保证套管波是接收波形中的首波也就是说声幅测井仪器的源距不宜太长通常选择的距为1m或3ft513声幅测井地面仪器框图为了对声幅测量的电路原理有更详细的了1212这里具体介绍一种国产声幅测井地面仪器的电路结构及主要电路的工作原理
第五章 固井声波测井
（4）校准信号发生器
在声幅测井地面仪中，校准信号用于模拟井 下声波信号。校准信号发生器由延迟单稳、开关 级和可控振荡器构成，见下页图。
地面同步经延迟单稳延迟200μs后触发开关级 形成宽800μs负方波，可控振荡器在负方波期间 工作产生20KHz正弦波信号，即声波模
24
拟信号。可控振荡器的输出端设置了由波段开关 控制的多级衰减器，通过选择波段开关档位可获 得幅度分别为50、100、150、……900mV的声波 模拟信号，即校准信号。
25
第二节 声波密度测井仪
声波变密度测井又称全波变密度。在工程测 井中声波变密度测井用于检查水泥固结后的套管 井中第一胶结面和第二胶结面的胶结质量。同声 幅测井一样，声波变密度测井仪也是采用位于井 轴上的一个声发射器和一个声接收器测量套管井 中沿井轴方向传播的声波信号。为了对水泥环的 两个胶结面进行评价，套管波和地层波都是测量 中的有用信息。在作声波变密度测井时，仪器的 源距通常比声幅测井时的源距取得大，一般选为 5英尺或1.5米，目的是使地层波变的易于识别。
在声幅测井中，把无水泥固结的套管端称为 自由套管，自由套管中的套管波声幅最大，在有
6
水泥固结的套管端，套管波的声幅明显下降。因 此，对套管波的幅度或衰减测量可以显示水泥与 套管的胶结情况，以及指示水泥的返高。
研究结果表明，套管波幅度除了受水泥环胶 结状况的影响外，它还会受泥浆性能、仪器源距、 套管直径、套管厚度、水泥配比、水泥环厚度以 及水泥固结时间等因素的影响。因此，在声幅测 井资料的应用中，都是采用相对幅度或相对衰减 的方法来评价水泥胶结质量。
第五章 固井声波测井
（4）校准信号发生器
在声幅测井地面仪中，校准信号用于模拟井 下声波信号。校准信号发生器由延迟单稳、开关 级和可控振荡器构成，见下页图。
地面同步经延迟单稳延迟200μs后触发开关级 形成宽800μs负方波，可控振荡器在负方波期间 工作产生20KHz正弦波信号，即声波模
24
拟信号。可控振荡器的输出端设置了由波段开关 控制的多级衰减器，通过选择波段开关档位可获 得幅度分别为50、100、150、……900mV的声波 模拟信号，即校准信号。
25
第二节 声波密度测井仪
声波变密度测井又称全波变密度。在工程测 井中声波变密度测井用于检查水泥固结后的套管 井中第一胶结面和第二胶结面的胶结质量。同声 幅测井一样，声波变密度测井仪也是采用位于井 轴上的一个声发射器和一个声接收器测量套管井 中沿井轴方向传播的声波信号。为了对水泥环的 两个胶结面进行评价，套管波和地层波都是测量 中的有用信息。在作声波变密度测井时，仪器的 源距通常比声幅测井时的源距取得大，一般选为 5英尺或1.5米，目的是使地层波变的易于识别。
在声幅测井中，把无水泥固结的套管端称为 自由套管，自由套管中的套管波声幅最大，在有
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水泥固结的套管端，套管波的声幅明显下降。因 此，对套管波的幅度或衰减测量可以显示水泥与 套管的胶结情况，以及指示水泥的返高。
研究结果表明，套管波幅度除了受水泥环胶 结状况的影响外，它还会受泥浆性能、仪器源距、 套管直径、套管厚度、水泥配比、水泥环厚度以 及水泥固结时间等因素的影响。因此，在声幅测 井资料的应用中，都是采用相对幅度或相对衰减 的方法来评价水泥胶结质量。
声幅-变密度测井(比较好)PPT课件
2021
15
套管外径与自由套管声幅理论值
套管外径
(mm)
(in.)
101.6
4
127
5
139.7
51/2
177.8
7
193.7
75/8
244.5
95/8
273.1
103/4
自由套管声幅值 （mV） 89 76 69-72 62 59 51 48
2021
16
第三部分 固井声幅测井资料定性评价
将套管波声幅曲线标准化，转化为相对声幅。
检查套管接箍 及套管断裂位置
声幅测井曲线在水泥面以上显示的 负尖峰为套管接箍位置；在套管断 裂处，由于套管波严重的衰减，出 现负尖峰，以此来判断套管的断裂 位置。但这方法不能用来判别垂直 裂缝。
2021
19
固井声幅测井曲线的作用
检查补挤水泥的效果
第一次固井声幅曲线异常的对应井段处应补挤水泥，用实线表示。 补挤水泥后，再测一次固井声幅曲线用虚线表示，两次测量结果 重叠可以检查补挤水泥的效果。
29
检查固井质量
快速地层井段的 2800 CBL/VDL响应
TT比自由套管略高 一些；CBL曲线幅度 比胶结好的高； VDL曲线缺少套管 波，有明显的黑白 相间的波纹起伏条 带状的地层波（与 岩性剖面相关）。
2021
30
检查固井质量
套管和水泥之间存在微环
水泥和地层胶结好， 套管和水泥之间存在微 环，一般只有气体才能 通过，加压后微环消失。 曲线的特征与胶结良好 相似。(1)TT和自由套管 的相同（２）CBL幅度一 般为２０－４０MV； （３）VDL显示出较强的 套管波和地层波。
地层
到套管壁，再经过套管壁入射到第一
声波测井原理allPPT课件
曲线最高点C的应力值称为抗压 强 度 P( 或 压 缩 强 度 ) ， 其 值 大 约 为弹性限度的1.5~2倍。
IV段：在C点以后外力逐渐下降，则应力－应变关系沿着CD方向下 滑，即岩石呈明显的塑性变形。外力完全卸除后将有较大剩余变形 R。 过C点以后岩石发生稳态破裂，即岩石固相骨架发生微破裂；破裂 进一步发展时将发生非稳态破裂，即岩石破碎成为若干块，此时应 力约为最大应力(抗压强度)的85%左右。
III表示应力较大时，由于发生塑性形变或孔隙、裂缝的扩大或延 伸，或骨架部分的稳态破损，应力与应变之间不再保持线性关系；
IV段表示当应力逐渐减小时，由于已发生塑性变形，应力与 应变不再保持单值关系；在应力减小到零时仍有剩余应变。
2. 岩石受力变形的几种模式 地下岩石特点： ①靠近地表的岩石近于弹性体，即应力与应变之间的关系近似于虎 克定律； ②地表以下10～20公里深处的岩石，由于温度和压力增加，岩石具 有较明显的塑性和粘滞性，应力与应变之间时间滞后明显，且剩余 变形明显； ③岩石的变形和应力状态都与时间有关。
一 物体分类
弹性体：当物体受力发生形变，一旦外力取消又能恢复原状的物体，称 为弹性体。
塑性体：反之，当物体受力发生形变，一旦外力取消而不能恢复原状的 物体，称为塑性体。
弹性体
可变成
塑性体
在声波测井中，声源的能量很小，声波作用在岩石上的时间 很短，因而岩石可以当成弹性体，在岩石中传播的声波可以 被认为是弹性波。
➢1927年9月5日，Schlumberger 兄弟及Doll在法国的皮切尔布郎测 得第一条电阻率曲线，开创了测井技术。
➢测 井 仪 器 ： 进 行 测 井 所 用 的 专 门 设 备 ， 即 用 以 测 量 地 下 岩层地球物理参数的仪器。 ➢测井曲线：测井作业所得到的反映地下岩层某种物理量 随深度变化的曲线。
IV段：在C点以后外力逐渐下降，则应力－应变关系沿着CD方向下 滑，即岩石呈明显的塑性变形。外力完全卸除后将有较大剩余变形 R。 过C点以后岩石发生稳态破裂，即岩石固相骨架发生微破裂；破裂 进一步发展时将发生非稳态破裂，即岩石破碎成为若干块，此时应 力约为最大应力(抗压强度)的85%左右。
III表示应力较大时，由于发生塑性形变或孔隙、裂缝的扩大或延 伸，或骨架部分的稳态破损，应力与应变之间不再保持线性关系；
IV段表示当应力逐渐减小时，由于已发生塑性变形，应力与 应变不再保持单值关系；在应力减小到零时仍有剩余应变。
2. 岩石受力变形的几种模式 地下岩石特点： ①靠近地表的岩石近于弹性体，即应力与应变之间的关系近似于虎 克定律； ②地表以下10～20公里深处的岩石，由于温度和压力增加，岩石具 有较明显的塑性和粘滞性，应力与应变之间时间滞后明显，且剩余 变形明显； ③岩石的变形和应力状态都与时间有关。
一 物体分类
弹性体：当物体受力发生形变，一旦外力取消又能恢复原状的物体，称 为弹性体。
塑性体：反之，当物体受力发生形变，一旦外力取消而不能恢复原状的 物体，称为塑性体。
弹性体
可变成
塑性体
在声波测井中，声源的能量很小，声波作用在岩石上的时间 很短，因而岩石可以当成弹性体，在岩石中传播的声波可以 被认为是弹性波。
➢1927年9月5日，Schlumberger 兄弟及Doll在法国的皮切尔布郎测 得第一条电阻率曲线，开创了测井技术。
➢测 井 仪 器 ： 进 行 测 井 所 用 的 专 门 设 备 ， 即 用 以 测 量 地 下 岩层地球物理参数的仪器。 ➢测井曲线：测井作业所得到的反映地下岩层某种物理量 随深度变化的曲线。
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320us
945us
2、仅套管与水泥胶结（仅一界面胶结好）
此时大部分能量进入水泥环（水泥环波衰减大），套管波幅度很小，其 特点： (1)320us(L=5ft),由于一界面胶结好,套管波幅度大大减小; (2)套管波后为水泥环波,衰减无规则,幅度小,有时无显示; (3)无地层波,仅少量能量环形流体层(泥浆),进入地层更少; (4)最后出现为泥浆波. 水泥环参数对套管波幅度的影响: (1)水泥抗压强度的影响:水泥环抗压强度大,进入水泥环的能量就多,套管 波就变小,衰减变大;
内容：
第一节 套管井中波成分 第二节 声波波型与固井质量关系 第三节 固井声幅测井主要方法及其应用 第四节 其它声幅测井方法
Hale Waihona Puke 一节 套管井中波成分井眼直径
8.5 英寸
套管外径
7 英寸
套管内径d 6.4 英寸
水泥环厚
0.75 英寸
套管壁厚b 0.3 英寸
仪器外径c 3.63 英寸
泥浆环厚
1.38 英寸
L
T1 V2
2Va1 cosC
57L15(d
c)
L5f,T t15 7 5 1(6 5 .4 3 .6) 33.2 5s 6 5
第一节 套管井中波成分
1、套管波(纵波横波复合波)
套管波的声强（或幅度）大小与 水泥胶结好坏有关，设12为折射系 数, 23为反射系数,入射声强为J0, 则反射声强为:
声波测井方法和应用
第三章 声波幅度测井
声波在介质中传播，其幅度会逐渐衰减，声波幅度 的衰减在声波频率一定的情况下，是和介质的密度、 弹性等因素有关的。声波幅度测井就是通过测量声波 幅度的衰减变化来认识地层特点以及水泥胶结情况的 一种测井方法。
第三章 声波幅度测井
本章主要讲解套管井中用于评价固井质量的声幅测 井,可称为固井声幅(水泥胶结)测井。
J=J01223 21= J0 21223
说明反射声强与套管水泥界面反 射系数23有关.胶结不好23就大,声 强幅度增大;管外是水泥还是泥浆或 空气,接收套管波相差4~5倍。
因此套管波幅度的大小可确定第 一界面水泥胶结质量。
V1 V2 V3 V4
L
J0 12 23
a bc
2
2 3
Z3 Z3
Z2 Z2
源距 L
3,5 英寸
钢 速度 V2
17544 英尺/秒
钢时差
57 微妙/英尺
泥浆速度V1 5250 英尺/秒
泥浆时差
189 微妙/英尺
水泥声速V2 9000~16000 英尺/秒
水泥时差
111~63 微妙/英尺
砂岩骨架声速 18000 英尺/秒
砂岩骨架时差 55.5 微妙/英尺
V1 V2 V3 V4
V2
,sinC
V1 V2
T2
2a
cos1
1 V1
2b
cos2
1 V2
,
sin1 sin2
V1 V2
2atg1 2btg2 L
对于套管波到达接收器时间在全井段是不变的，只与源距、 套管、仪器尺寸有关
sinC
V1 V2
0.299,9cosC
0.9542L3f,T t15 7 3 1(6 5 .4 3 .6) 32.1 5s 2 5
第二节 声波波型与固井质量的关系
1、自由套管
第二节 声波波型与固井质量的关系
1、自由套管 (1)L=5ft，T=320us出现套管波，幅度大，固井声幅测井往 往以自由套管波幅度作刻度的； (2)套管波有规则，其周期可以计算套管波的频率(18kHz); (3)整个波型的包络线有高的振幅和能量,延续时间长; (4)无地层波,在945us左右出现泥浆波。 套管幅度受套管特性影响： (1)未胶结套管的衰减系数: a=(10/L)LN(J0/J)(分贝/米) a=2.4分贝/米,J=0.575JO(L=1米),源声强的57.5% (2)套管直径的影响: 套管直径本身对套管波衰减无关,反映 了泥浆对套管波的衰减影响,直径大衰减大,套管波幅度减小. (3)套管厚度的影响:自由套管时,厚度影响不明显,当外有水 泥时,套管波衰减与厚度有关,厚度大反射回井中套管幅度大, 衰减系数变小.(这与声场能量分布有关,套管厚度一般<)
L
J0 12 23
a bc
接收器依次得到波有：套管波、地层波 水泥环波、泥浆波
第一节 套管井中波成分
1、套管波(纵波横波复合波):滑行波、一次反射波 及多次反射波（能量很弱），滑行波与一次反射波 到达接收器时间只差0.2us，可看作同时到达。
滑行纵波 一次反射纵波
T1
2a
cosC
1 V1
L2atgC
计算抗压强度值与出厂值比较(标定值),两者相等为胶结好,小于出厂值 可能为套管与水泥胶结不好有裂隙或窜槽、水泥不纯、水泥凝固时间不 够（一般48小时）。 （2）水泥环密度或声速影响：波阻抗Z大，进入水泥环的能量多，套管
波幅度就低，衰减大； (3)水泥环厚度影响：厚度小(<1.905cm)套管波幅度变化明显,
套管直径的影响
1、自由套管
1—套管外为水 2—套管外为固结水泥 以d=14cm测得的声幅为100%
套管厚度的影响
1、自由套管
3000
套管外有水泥
1、自由套管
由于泥浆、仪器测量条件影响，套管波不规则， 要求记录本井自由套管幅度，用于刻度。
2、仅套管与水泥胶结（仅一界面胶结好）
V1V2 V3 V1 V4
第一节 套管井中波成分
2、水泥环波:在第一界面上不会出现滑行波，只有一次或 多次反射波（sin2/sin3=V2/V3,V2>V3),
由于水泥环中存在微裂隙水泥胶结不致密,一般水泥 环的能量很弱,常被其它波列所掩盖,忽略不计.
3、地层波：水泥—地层(第二界面)胶结好时（V4>V3), 一般出现地层波(滑行纵横波),地层波到达时间约在 T=Lt(裸眼井地层时差)左右,在砂岩中(V4<V2)在套管波 后到达;碳酸盐岩(V4>V2)在套管波前到达,所以对套管波 和地层的识别存在困难。
4、泥浆波列：接收器接收到的泥浆波时间不变， T=189*5=945us，（变密度、全波列）
第二节 声波波型与固井质量的关系
从全波列上来分析，为声幅测井、变密度测 井提供方法原理。分几种水泥胶结类型来讨论。 1. 管外无水泥胶结，为自由套管 2. 仅套管与水泥胶结，水泥与地层无胶结 3. 套管与水泥、水泥与地层部分胶结 4. 套管与水泥、水泥与地层胶结良好(低速地层) 5. 套管与水泥、水泥与地层胶结良好(高速地层)