DT_声波测井的探测深度问题Ⅱ
第八章声波测井
第八章声波测井声波测井的物理基础1．名词解释：<1>滑行波：<2>周波跳跃：<3>stoneley 波：<4>伪瑞利波：<5>声耦合率：<6>相速度：<7>声阻抗：<8>群速度：<9>频散：<10>衰减：<儿>截止频率：<12>声压：<13>模式波：<14>泊松比：<15>第一临界角：<16>第二临界角：2．说明弹性系数K 和切变弹性系数μ的意义.他们与杨氏模量E 与泊松比σ有怎样 的关系?3．介质质点弹性机械振动的过程是的外力作用下,与的互相交替作用的过程,而声波传播,则是这种过程作用于使之的过程.4．声波是介质质点的振动在介质中的传播过程.声纵波是变波,横波是变波,它们均与此物理量<介质的>有关.5．某灰岩的V p =5500m/s,密度ρb =2.73g ／cm 3,横波速度V s 按V p =1.73V .给出.试 求杨氏模量E,泊松比σ,体弹性模量K,切变弹性模量μ与拉梅常数λ.6．声纵波的质点振动方向与能量传播方向,它可在态介质中传播；声横波的质点振动方向与能量传播方向,它能在态介质中传达播,但不能在态介质中传播.7．声纵波的速度为p V =s V =,故V P /V S =.根据岩石的泊松比为0.155—0.4,于是V p /V s ；=.这表明在岩石中,V p V S ,所以在声波测井记录上,波总先于波出现.8．在相介质中,由于μ=0,即切应力,故.9．瑞利<Rayleigh>波发生在钻井的界面上,其速度v R 很接近V S ,约为,此波随离开界面距离的加大而迅速；斯通利〔Stoneley 〕波产生在中,并在泥浆中传播,它以低和低形式传传播,其速度于泥浆的声速.10．到达接收器的各声波中,全反射波因路径处在中,波速,直达波行程,但波速,滑行波行程但波速.故以波最早到达接收器.11．声波沿井壁岩石传播的条件是：声入射角临界角,此时,沿井壁传播的波将按方向泥浆中辐射声能量.12．在井壁上,入射的声波将诱导出反射纵波,折射纵波和折射横波.由于岩石的速度大于泥浆的速度,前两种诱导波的角度.又由于V s<V p,折射横波的角度折射横波的角度折射纵波的角度.13．写出均匀各向同性介质中虎克定律的表达式.14．什么是费马时间最小原理?惠更斯原理的内容是什么?15．什么是压电效应?什么是逆压电效应?制作声波发射探头时利用的是何种效应?16．声波测井中探头的振动模式有几种?它们分别激发什么样的波?17．阐明介质中声波的传播机制.18．说明声波形成过程可以用哪些物理量描述.19．讨论平面波的反射和折射有何重要意义?20．为什么固体介质中,P波折射角总大于S波折射角,而且它们都大于入射角?21．用物理概念说明侧面波的产生条件.22．分析声测井中T至冗的各种声波特性.23．要实现V s测量,应主要考虑什么问题,采取什么措施?声速测井1．井径变化对单发双收声系的影响只表现在.①井径变化地层的上界面；②井径变化地层的下界面；⑧井径变化地层的上、下界面；④井径变化地层.2．声波速度测井曲线上钙质层的声波时差比疏松地层的声波时差值.①很大；②大；③相等；④小3．地层埋藏越深,声波时差值.①越大；②越小；③不变；④变大.4．在声波时差曲线上,读数增大,表明地层孔隙度.①增大；②减小；③不变；④很大5．声波时差曲线上井径缩小的上界面出现声波时差值.①增大；②减小；③不变；④较大6．利用声波时差值计算孔隙度时会因泥含量增加孔隙度值.①很小；②减小；③不变；④增大7．只有当井内泥浆的声速岩石的声速时,才能产生沿井壁在地层中传播的滑行波.①大于；②小于；③等于；④约等于.8．地层的声速随泥质含量增加而.①趋于零；②增大；③不变；④减小9．声波时差值和孔隙度有关系.①正比；②反比；③不变；④相等10．裂缝性地层在声波时差曲线上数值.①减小；②增大；③不变；④变为零11．相同岩性的地层,老地层的时差值新地层的时差值.①小于；②大于；③等于；④相似于12．气层的声波时差值油水层的声波时差值.①小于；②大于；③等于；④相似于13．对未固结的含油砂岩层,用声波测并资料计算的孔隙度.①偏小；②偏大；③不变；④很小14．声波速度测井采用声速测井仪.①单发一双收；②单发一单收；③双发一双收；④双发一单收15．地层埋藏越浅,声速.①越大；②越小；③不变；④趋于零16．声波速度随着地层孔隙度增大而.①增大；②趋于无穷大；③不变；④减小17．以临界角入射到界面上,折射波在第二种介质传播的波叫.①直达波；②折射波；③反射波；④滑行波18．在渗透性岩层处,声波速度值减小表明.①孔隙度增大；②孔隙度减小；③孔隙度不变；④孔隙度相等19．在岩石中纵波传播的速度比横波传播速度.①快；②慢；③极大；④极小；20．气层在声波时差曲线上数值.①零；②低；③中等；④高；21．将下列岩石按声速的大小排列顺序,泥浆、石灰岩、钙质砂岩、砂岩、粉砂岩.22．声波纵波速度测井的应用主要有、和.23．纯砂岩的Δt测值为200μm/s,若求得之Ф为25.3％,则Δf=,这表明孔隙中可能是<①水②油⑧气>.24．在孔隙性灰岩上,时差测值为214μs/m.泥岩上的时差为272μs/m.已知灰岩骨架的时差为156μs/m,孔隙中流体时差为620μs/m.则纯岩的孔隙度为.若灰岩含10％泥质,则该灰岩的孔隙度为.25．欠压实的岩石,由声波测井计算出孔隙度比<①有效②总>孔隙度<①高②低>.26．没有压实的地层,Δt值<①特别低②特别高>,Ф计算值<①小②大>,因而要做校正.经验的校正.经验的校正公式为100t asht Cφφ=∆⋅.式中100ash RCtφφ=∆.这里,Rφ由算出；C值在到之间.27．孔隙性地层中,含泥一般使Δt 因而Ф值；充有油气的地层Δt.28．实验测量结果表明：对于纯岩层,声横波时差与纵波时差的对比值为.例如,纯砂岩、灰岩、白云岩比值分别为<①1.9,1.8,1.6②1.6,1.8,1.9>.据此,可利用地层的横、纵波时差比,确定.29．在砂泥岩岩剖面上,砂岩显示的时差值,泥岩显示的时差值.页岩则.30．碳酸盐剖面上,岩盐时差,含有泥质时,时差.31．膏盐剖面上,岩盐时差,无水石膏的时差显示为.32．声波时差曲线出现"周波跳跃〞,常对应于、和等地段.33．仪器处于井轴条件下,单发单收声波仪的岩层时差值受<①井径V 井,井壁行程②井壁行程,V 岩>改变的影响；单发双收仪则受<①井径,V 井②井壁行程,③V 岩,井壁行程>改变的影响.双发双收仪,即使<①仪器倾斜或井径改变②仪器偏心或贴壁>也平均地不影响时差值.34．单发双收声速测井仪所测量的声波时差曲线,在井径缩小的井段上,上界会出现 Δt 的,下界会出现Δt 的.35．声波时差曲线出现"周波跳跃〞是由于的原因造成.36．用()()/ma f ma t t t t φ=∆-∆∆-∆式计算孔隙度,实际上适用于：①泥岩地层②均匀粒间孔隙地层③有次生孔隙地层④裂缝型地层,请选择正确者.37．对未固结的含油气砂岩,用上题公式计算出的孔隙度是<①偏高②偏低⑧正确>.38．在界面处,产生滑行波的条件是什么?39．声波速度理论值的影响因素有哪些?40．井径扩大的界面处,声波时差值有什么变化?41．声波时差值随泥质含量增加会有什么变化?42．声速测井中的误差有几种?如何消除?43．某储层的声波时差值Δt=310μs/m,骨架声波时差值Δt ma = 190μs/m,流体声波时 差值Δt f =590μs/m,求该储层的孔隙度是多少?44．试述声波速度测井的原理?45．用声波时差测井曲线求孔隙度时,为什么要对泥质含量,未固结砂岩含气砂岩进 行校正?46．声速测井时,先后到达接收器的有几种波?如何保证滑行波最先到达接收器?47．画出单发双收声系在渗透性孔隙性很好的砂岩层<围岩为页岩>的时差曲线异常示意图.48．如何考虑声速测井源距和间距的选择?49．比较各种声测井方法的特性.50．声速测井与密度测井均与岩石密度有关.试比较两者的不同点和优缺点.51．声波压实校正系数可有哪几种方法?试简述之.52．一单发双收声波仪的源距为1cm 间距为0.5m,泥浆声速设为1600m ／s,泥岩为 1850m ／s,井径27cm 时,页岩上首波至R l 、R 2的时间为：<①490μs ,760μs ②625μs ,895μs>.53．设泥浆中声波时差为189μs /ft,地层中为120μs /ft,井径为16".问发射和接收器间距离至少应选多大才能保证最先至达接收器的是首波?在页岩中<设150μs /ft>最小距离是多少?54．单发双收声波仪的源距为1m,间距为0.5m,泥浆声速设为1600m/s,泥岩为1850m/s.问泥岩处井径扩大到多少,所测的初至波不再是滑行波?55．简述补偿声波测井的原理.它能否实现完全补偿?56．下图是某一膏岩剖面的测井曲线,<岩性仅有盐岩和硬石膏>,试划出岩性,并说明理由.57．声速测井测量的是哪种波?它的传播速度<或时差>与哪些因素有关?58．单发双收声系有什么缺点？双发双收声系是如何克服这些缺点的？59．声波时差测井资料有什么用途？60．气层在声波时差测井曲线上有什么特点？61．采用什么形式的声速测井仪可以消除井眼的影响？62．阐明均匀无限各向同性介质中,声波传播的物理过程.63．如何利用测井曲线判断气层和裂缝带.64．比较单发双收声系和双发双收声系的优缺点.65．致密地层与疏松地层在声波时差曲线上显示如何？套管井中的声波测井、声波全波列测井1．裂缝性地层,声幅值.①增大；②减小；③不变；④无穷大2．水泥胶结测井曲线上,泥浆的等距离低值异常尖峰显示为.①泥浆；②套管；③套管接箍④地层3．水泥胶结好时,声幅相对幅度值.①大于20%；②小于20%；③在20-40% ④大于40%4．声阻抗指的是介质的与的乘积.①电阻率与岩性；②时差与岩性；③层厚与岩性；④密度与速度5．在裸眼井中,接收换能器可以接收到声波全波列的成分,包括有、、、和.6．声幅测井仪使用、测井仪.①单发,双收；②单发,单收；③双发,双收；④双发,单收7．长源距声波全波列测井下声系为R10.6 R22.24 T10.61T2.由于源距,探测X围,有利于测量地层,并从并从时间上易于区分波与其它类型的后续波.声系频率为1lkHz,于普通声系频率,讯号衰减,可补偿源距引起的衰减.8．长源距声波测井是采用法进行井眼补偿的.用和两组源距测量的.9．介质的特征声阻抗是声波速度和介质密度的乘积,即z=Vρ.若有两种介质,其z1=z2,则声耦合<好,不存在反射波；不好,存在反射波；好,存在反射波>,声波能很好透射过分界面,声阻抗差明显时,则.10．长源距声波仪可以：<1>分别测量条单发单收时差曲线；<2>测量T1至时差和至R2时差两者的平均值可以得出经井眼补偿的纵波时差曲线；<3>可按一定的深度间隔进行补偿方法得出横波时差曲线,还可以记录波列.11．从全波列声波记录上识别横波,可以从横波的两个基本特点来考虑,即,各.12．声全波的记录方式可有与两种.13．水泥胶结测井曲线的影响因素是什么?14．简述声幅测井检查固井质量的原理.为什么固井声幅测井不用单发双声系而仅用单发单收井下装置?15．固井质量变差,水泥胶结测井的胶结指数<BI>曲线值将发生怎样的变化?16．如何利用声波变密度测井判断固井质量?17．如何利用水泥胶结测井判断固并质量?18．水泥胶结测井<CBL>与变密度测井<VDL>的定性解释规则是：①套管未胶结,Δt 不是套管值,幅度低,VDL无套管信号,显示规律为反差明显的条带；②套管胶结良好时,Δt小,幅度大,VDL己套管信号强,地层波强；③套管胶结好但地层耦合不好时,幅度低, VDL仅有地层波至.上述规则是否正确?如不正确,请予更正.19．列述长源距声系的方法特点.20．简述全波列测井的应用.21．为从声波记录图上区分纵波和横波,至少需采用多大源距？22．根据如图所示的测井曲线判断储层中流体性质并说明理由.23．声全波列记录有哪几种方式,其特点如何？24．下图是某一碳酸盐岩剖面的测井曲线划分出该剖面的裂缝带,并说明理由.25．计算声全波记录上横波继纵波之后到达的时间.设仪器处于Δt P=200μs/m的砂岩上,σ=0.25,声探头频率为20kHz,源距分别为1m与3m两种情况.26．简述声波全波列测井中所记录到的全波列各种波型成份的特点.27．讨论声波在传播过程中发生能量衰减的原因.28．计算声速的体积模型有几种？试比较其优点.29．什么叫套管波？它有什么特点？30．影响套管波幅度的因素有哪些？。
3_2+声速测井
626
14
§四2、声影波响速测度量测的井地质因素
2、岩石结构 1) 岩石胶结差、疏松, 声波速度小；反之，声速大 2) 若岩石中有裂缝、溶洞等, 则速度降低 3、孔隙度φ 岩性均匀、胶结物及胶结类型不变时,孔隙度 越高，其声速越低
15
§四2、声影波响速测度量测的井地质因素
4、岩石孔隙间的储集物 φ 和骨架不变，流体:油，气，水
Vf cosθ
VP
直达波：
Cθ
1
DR
Vf VP
tf
=
L Vf
2
§一2、声使波滑速行度波测成井为首波的条件
滑行波先于直达波到达接收探头必须满足: tf > tP
即：
L > 2d + L − 2dtg θ
Vf Vf cos θ
VP
化简：L > 2d V P + Vf = 2 d V P + V f
VP 2 − Vf 2
2、井眼补偿时差原理
∆t增大 T1R1来自扩 径T1和T2交替发射声脉冲，
井 段
分别测量时差∆t1和∆t2
∆t1 最终记录其声波时差为：
R2
∆t 2
未
扩
径
井
段
T2
∆t = ∆t1 + ∆t2 2
10
§22、声井波眼速补度偿测时井差原理
优点
T1
Ø消除井径变化和仪器倾斜影响
Ø可消除深度误差
R1
o′ 盲
R2
o o′′
区
o = o ′ + o ′′ 2
缺点
Ø分辨率降低
T2
Ø对低速地层会出现“盲区”
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§三2、声双波发速双度收测井井眼补偿声速测井
钻井地球物理勘探教案——声波测井
第七章声波测井岩石中声速的差异与岩石致密程度，构造和孔隙充填物等有关。
声波测井是运用声波在岩层中的各种传播规律在钻孔中争论岩层特点的一类方法。
声波测井分类：声波速度、声波幅度、声波全波、声波成像等。
第一节声波测井的物理根底一、声波物理性质简述对于声波测井来说，声源能量很小，岩石可看作是弹性体，因此可利用弹性波在介质中传播的规律来争论声波在岩石中的传播过程。
1〕描述固体弹性的几个参数①杨氏模量 E 〔纵向伸长系数〕；②体积弹性模量 K ；③切变模量μ；④泊松比σ。
2〕声波在岩石中的传播特性①纵波与横波〔压缩波与剪切波〕②波的能量与振幅的平方或正比③声波幅度随传播距离按指数规律衰减④波在两种不同介质分界面处的转换—反射与折射，遵循斯耐尔定律。
首波—滑行波在第一种介质中造成的波称为首波，习惯上称为折射波。
二、钻孔内的声波其次节声波速度测井一、单放射双接收声波速度测井原理测量沿井壁传播的滑行波的速度。
二、井眼补偿式声波速度测井原理目的在于抑制井径变化或仪器在井中倾斜时所造成的声速误差。
三、长源距声波测井目的在于更好地区分纵、横波和低速波，增加探测深度，抑制井壁四周低速带的影响。
源距加大到 2.5m 左右可满足上述要求。
全波测井源距较长，以提高各种波的区分力量。
四、阵列声波测井及分波速度提取五、偶极横波测井1．单极源及偶极源。
2．挠曲涉及其与横波的关系。
软地层中，单极源不能产生横波，偶极源的波列中，在纵波之后亦无横波，但有明显的挠曲波，在低频时，挠曲波的速度与横波速度相近，高频时则低于横波的速度，可依据挠曲波的速度来求取横波速度。
第三节声波速度测井的解释与应用一、影响声波速度测井曲线外形的因素1 〕周期跳动引起声皮跳动的岩性因素：①裂缝层，裂开带；②含气水胶结纯砂岩；③高速层〔波阻抗大，能量不易传递〕；④井径扩大或泥浆中溶有气体。
2 〕源距与间距的影响源距—要保证抑制盲区的影响，使折射波首先到达接收器〔1m 即可，长源距可达 2.5m 〕。
声波测井原理
纵波：介质质点旳振动方向与波旳传播发向一致。弹 性体旳小体积元体积变化，而边角关系不变。
横波：介质质点旳振动方向与波传播方向垂直旳波。 特点：弹性体旳小体积元旳体积不变，而边角 关系发生变化，例如,切变波。
注意：
(1) 横波不能在流体（气、液体）中传播，因为它旳 切变模量=0
2 弹性体旳应力和应变
2.1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 复原状旳物体，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 而不能恢复原状旳物体，称为塑性体。
弹性体
可变成
塑性体
在声波测井中，声源旳能量很小，声波作用 在岩石上旳时间很短，因而岩石能够当成弹 性体，在岩石中传播旳声波能够被以为是弹 性波。
VP (m/s)
VS (m/s)
第一临界角 第二临界角
泥
岩
1800
950
62º44´
不产生滑行横波
砂 层（疏松）
2630
1518
37º28´
不产生滑行横波
砂 岩（疏松）
3850
2300
24º33´
44º05´
砂 岩（致密）
5500
3200
16º55´
30º
石灰岩（骨架）
7000
3700
13º13´
25º37´
绪论
声波测井
声波测井
声波
声波旳分类 一般按照频率来分，声波能够分为：
超声波（ultra-sonic wave）>20Байду номын сангаасHz
声波 (sonic wave)
20~20KHz
次声波（infrasonic wave) <20Hz
声波测井
2010 年 12 月
一、地层的地球物理特性
7个→声学特性
二、阿尔奇公式
地层因素（F） 电阻率增大倍数（I）
声波在不同介质中传播的声学特性有哪些？
①声波速度 ②声波幅度 ③声波频率
什么是声波测井？
通过研究声波在井下岩层和介质中的传播特 性，从而了解岩层的地质特性和井的技术状况的 一种测井方法。
声速特性及影响因素
同一介质中，纵横波速度比：
石 油 工 程 测 井
vp
2(1 ) vs 1 2
结论1：由于大多数岩石的泊松比为0.25，所以 在岩石中的纵横波速度之比约为1.73，在岩石 中纵波的传播速度比横波大。也正因为如此 ，在普通的声波测井中纵波总是先于横波到达接 收探头，成为首波。
声波的分类（按照频率和传播方式） 石 油 工 程 测 井 频率20Hz 20Hz频率20kHz 频率>20kHz 次声波 声波 超声波
目前声波测井采用的声源频率 为20Hz～2MHz
1.声波测井的理论基础
声波的分类（按照频率和传播方式）
石 纵波：质点振动方向与传播方向一致（压缩波、 油 P波），边角不发生变化 工 程 测 横波：质点振动方向与传播方向垂直（剪切波、 井 S波），边角发生变化
4 杨氏模量E：
Hook定律：
l F a l S ES
F /S E l / l F
F S E l l
物理意义：描述弹性体发生形变的难易程度。
F
S
纵向
横向
d
F
L
岩石的弹性及弹性参数
一、岩石的静态弹性参数 石 油 工 程 测 井 5 泊松比σ ：
地球物理测井方法 第二章 声波测井
（5）声衰减系数 (平面波：只有物理衰减）
p p0e l
为声衰减系数，它与介质的声速、密度 及声波的频率有关
GaoJ-2-1
17
五、井内声波的发射和接收
换能器(探头)： 压电陶瓷晶体 可以将电磁能转换为声能，又可以将声能 转换为电磁能的器件。
压电效应：晶体在外力作用下产生变形时，会引 起晶体内部正、负电荷中心发生位移而极化，导 致晶体表面出现电荷累积(声-电)。
Wavelength
GaoJ-2-1
质点振动
波传播方向
8
介质振动模式与声波类型
垂直传播
SH水平振动
SV水平振动
P垂直振动
SH水平振动
GaoJ-2-1
SV垂直振动
水平传播
P水平振动
9
快慢横波和横波分离
Propagation Direction
R
S
GaoJ-2-1
10
井眼中的声波类型及特点
纵波（P波）：Compressional Wave
本科生课程 《地球物理测井方法》
第 2 章 声波测井
（Acoustic Logging） 前 言 声波测井基础 第1节 声波速度测井 第2节 声波幅度测井
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、幅度(能量)、频率变化等)
➢物理及地质基础：不同介质的弹性力学性质不 同,使其声波传播速度、衰减(幅度)规律不同
A V
岩石体变模量定义：岩石受均匀静压力作用时，所加
静压力的变化∆P与体应变 的比值：
K= -∆P/
体变模量的单位为N/m2。
（5）拉梅系数λ和 （Lame Coefficient）
4、声波测井
A’ T2
B’
优点：1）消除了井眼不规则 的影响。
双发双收声系（井眼补偿声系）
声波测井 声速测井曲线形态及影响因素 曲线形态： （1）上下围岩岩性相同时，曲线对称于地层中点； （2）岩层界面位于时差曲线半幅点处； （3）在界面上下0.25米不反映岩层的时差（l=0.5米）。
泥岩 砂岩
J1
t
0.3米
182 168 156 143 143 143 164 171 220 620 608 750~985 442
5 5 ..5 5 1 .2 4 7 .5 4 3 .5 4 3 .5 4 3 .5 5 0 .0 5 2 .0 6 7 .0 1 8 9 .0 1 8 5 .0 238 1 3 4 .7
2 .6 5 2 .6 5 2 .7 1 2 .8 7 2 .8 7 2 .8 7 2 .9 8 2 .3 5 2 .0 3 1 .0 0 1 .1 0
~
5MHz
声波测井 岩石声波速度
VP VS
2
E
E
(1 ) (1 )( 1 2 )
1 2 (1 ) V P 1 . 732 V S
0 . 25 ,
在均匀各向同性介质中,纵波、横波速度与密度、弹性系数有 关，对于岩层速度是：1）与岩性有关；2）与岩层的孔隙度、流 体特性及饱和度情况有关；3）与埋藏深度、地质年代、地质构 造等有关。
声波测井
§4.2 声速测井 声速测井—测量声速（时差）—识别岩性/流体性质，计 算孔隙度 时差：速度的导数。物理意义：声波传播单位距离所需的 时间，μs/m或μs/ft，也称慢度。 声系：若干个声探头采用不同的源距和间距组合而成的井 下声波测量系统。 源距与间距：发射探头（T）到接收探头（R）的距离为源 距（L），接收探头（R）到接收探头（R）的距离为间距（l） 。
石油工程测井-声波2
8
Ch2 Sonic Logging
§2.3 Amplitude logging
1. 评价固井质量的测井方法 1.2 CBL测井 测井
（1） 单发单收声系：源距为 ） 单发单收声系：源距为1m （2）基本原理：第I界面胶结好，声耦合高， ）基本原理： 界面胶结好，声耦合高， 界面胶结好 进入水泥环的能量多， 接收到的少 信号低； 接收到的少， 进入水泥环的能量多，R接收到的少，信号低； 相反？？？ 相反？？？
11/20/2006
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1
Ch2 Sonic Logging
§2.3 Amplitude logging
固井质量评价测井
Cement Bond Logging（CBL） （ ） Variable Density Logging（VDL） （ ） Cement Evaluation Tool（CET） （ ） Segmented Bond TooL（SBT） （ ）
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6
Ch2 Sonic Logging
§2.3 Amplitude logging
1. 评价固井质量的测井方法 1.1 固井质量评价的基本原理
套管波： 套管波：反映套管和水泥的胶结质量 地层波： 地层波：反映水泥和地层的胶结质量 通过声波振幅的强弱来推断，那么振幅和什 通过声波振幅的强弱来推断， 么有关呢？如何测量呢？ 么有关呢？如何测量呢？ 胶结质量 声幅的强弱 如何测量
地球物理测井专业技术习题100题带答案
测井专业技术习题100题1.电流是由电荷有规则的定向运动形成的，其方向规定为正电荷运动的方向。
2.电压的方向规定为电位降低的方向。
3.在判别电路元件是电源还是负载的方法中，若电流和电压的实际方向相同，电流从高电位端流向低电位端，则说明电路元件是负载。
4.在泥浆滤液电阻率大于地层水电阻率的渗透层段，自然电位测井曲线显示为负异常。
5.在泥浆滤液电阻率小于地层水电阻率的渗透层段，自然电位测井曲线显示为正异常。
6.在油井中的自然电场一般是由地层和泥浆间发生的扩散电位，扩散吸附电位，过滤电位产生的。
电化学作用，动电学作用7.在泥浆滤液电阻率小于地层水电阻率的渗透层段，自然电位曲线显示为正异常。
8.标准测井曲线是指在一口井中用标准电极系测得的视电阻率曲线和 SP、井径测量曲线组合在一起（按深度对齐）的曲线图。
9.在外加电场作用下，岩石具有两种导电机理：即电子导电和离子导电。
10.电阻率聚焦测井与普通电极系测井相比，其优点是减小了供电电流分流和围岩的影响，提高了纵向分辨能力。
11.感应测井是利用交变电磁场的特性反映地层介质的电导率的测井方法。
12.三侧向测井采用了中心电极向地层集中供电流的技术，它的中心主电极的极性与两边屏蔽电极的极性相同，且主、屏电极的强度相同。
13.当声波的传播方向和质点的振动方向一致时，称为纵波。
14.纵波传播过程中，介质发生压缩或扩张的体积形变，因而纵波也叫做压缩波。
15.横波传播中，介质产生剪切变形，所以横波也叫做切变波。
剪切16.电极系根据电极间相对位置的不同，可以分为梯度电极系和电位电极系。
17.716格式最初是阿特拉斯公司的一种磁带记录格式，由标题块和若干个数据块组成，其中一个数据块包含若干个逻辑记录。
18.按照产状分类，裂缝可以分为高角度裂缝、低角度裂缝和网状裂缝。
19.岩石介电常数随含水饱和度增加而增大，其变化又与频率、岩性等参数有关。
泥质含量、孔隙度20.国外测井公司一般运用 GR 曲线作为深度控制曲线进行深度校正。
声波测井的探测深度问题Ⅱ
声波测井的探测深度问题Ⅱ
沈建国;杨志高;胡昌旭
【期刊名称】《测井技术》
【年(卷),期】2004(028)001
【摘要】从波动声学的角度讨论声波测井的探测深度问题.通过改变井外固体层的厚度发现,随着层厚的减小,声波测井波形中以地层的纵波速度传播的声波的二维谱最先受到影响,其次是以地层的横波速度传播的声波和伪瑞利波开始受到影响,最后是沿井壁表面附近传播的Stoneley波的幅度和速度逐渐开始变化.当固体层的厚度接近于自由套管时,声波测井测量的模式波同样具有频率选择特征,在16 kHz以下有一个速度稳定(不随频率的改变而改变)的模式波,该模式波就是套管波,与平板状的声波波形的二维谱差别相当大.所以,在普通声波测井的频率范围内,自由套管井的测井响应不能够用展开的平板来讨论.
【总页数】5页(P16-19,33)
【作者】沈建国;杨志高;胡昌旭
【作者单位】天津大学药学院检测中心,天津,300072;中油集团测井有限公司,陕西,西安,710054;西安石油勘探仪器总厂,陕西,西安,710061
【正文语种】中文
【中图分类】P631.814
【相关文献】
1.对瞬变电磁测深几个问题的思考(四)——从不同角度看瞬变电磁场法的探测深度[J], 陈明生;石显新
2.关于频率电磁测深几个问题的探讨(二)——频率电磁测深探测深度的几个问题分析 [J], 陈明生
3.声波测井的探测深度问题Ⅰ [J], 沈建国
4.声波测井中首波的径向探测深度 [J], 余寿绵;余恬
5.声波测井的探测深度及侵蚀作用对声波时差测量的影响 [J], 魏长江
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声波测井-声波成像测井
第一节 声波井下电视
除了利用滑行波，还可以利用反射波 进行测量，这就是利用反射波幅度进 行成像测井的声波井下电视和体积扫 描测井
利用反射波的能量与反射界面的声阻抗有关的 原理，通过测量反射波的能量的强度来了解井壁 岩石和套管状况。
一：测量原理 1.换能器
井下用一个换能器既作发射又作接收，在两次 发射的中间作接收。
2 换能器工作方式
以恒速在井中绕仪器轴旋转并发射 和接收声波
3. 图象的记录
换能器转一周，同时垂直向井壁发射2MHZ左右的超生脉 冲，在仪器上升测量中，换能器向井壁作螺旋状连续声 波扫描。
由于井内泥浆性质固定，反射波的能量只与 井壁状况有关。
地层各向异性预测主裂 缝走向及地应力方向
• ANISOTROPY— 地层 各向异性分析
四、声波成像测井资料应用
1. 探测气层：利用纵横波速度比在气层变大的特
点进行。
2. 识别裂缝：斯通利波在裂缝段具有反射系数增
大的特点，反射系数越大，说明裂缝的渗透性越 好。
3. 估算地层渗透率：利用斯通利波的幅度和速
反射回波到达时间图一般也通过颜色的明暗 变化来反映测量介质的表面特征：井径大，颜色 暗；井径小，颜色亮。
处理成果:
• 声波回波幅度图像 • 声波回波时间图像 • 详细井眼形状图 • 声波回波幅度、时间
平均值曲线
主要应用:
• 识别椭圆井眼、确定椭圆 长轴方向
• 井眼形状描述,推算地应力 方向
• 裂缝、溶洞的识别 • 识别薄层 • 地层评价 • 套管内径和厚度评价
3-5/8’
反射信号
井眼信号
地层界面
6in
8个阵列接收器
声波测井
声波测井声波测井是通过测量井壁介质的声学性质来判别地层特性及井眼工程状况的一类测井方法。
主要内容：声速测井（声波时差测井），声幅测井，全波列测井。
主要应用：判断岩性，估算储集层的孔隙度，检查固井质量。
第一节岩石的声学性质声波是物质运动的一种形式，它由物质的机械震动而产生，通过质点间的相互作用将震动由近及远的传递而传播。
对于声波测井来说，井下岩石可以认为是弹性介质，在声震动作用下，产生切变形变和压缩形变，因而，可以传播横波，也可以传播纵波。
一、岩石的弹性弹性体：物体受外力作用发生形变，取消外力能恢复到原来状态的物体，叫弹性体，这种形变叫弹性形变；塑性体：取消外力后不能恢复到原来状态的物体；物体是否为弹性体的决定因素：物体本身的性质、外界条件（压力、温度）、外力的作用方式、作用时间和大小。
对于声波测井来讲，声源发出的声波能量较小，作用在岩石上的时间短，故将岩石看成弹性体，其理论为弹性波在介质中的传播性质。
弹性体的弹性力学性质：扬氏模量E，泊松比σ，体积形变模量K等。
杨氏模量(E)--- 弹性体拉长或压缩时应力（F/A）与应变(ΔL/L)之比。
切变模量(μ)---弹性体在剪切力作用下,切应力（F t/A）与切应变(Δl/l)之比。
泊松比(σ) --- 弹性体在形变时横向形变（相对减缩ΔD/D）和纵向形变（相对伸长ΔL/L）之比。
体积形变弹性模量(K) ---在外力作用下，物质体积相对变化（体积应变）与应力之比。
它的倒数为体积压缩系数。
二、岩石中的声波传播特性声波测井的声波频率：15Khz~30Khz（声波和超声波）。
质点的震动以波动形式在介质内传播，根据质点震动方向与波的传播方向的关系，分为；纵波—质点震动方向与波传播方向一致（压缩波）；横波—质点震动方向与波传播方向相互垂直（剪切波、切变波）；声波在介质中的传播速度主要取决于介质的弹性模量和密度。
在均匀介质中，声波速度与杨氏模量E 、泊松比σ、密度ρ的关系为：)21)(1()1(σσσρ-+-⋅=E v p )1(21σρ+⋅=E v s 三、声波在介质界面上的传播特性1、波的反射和折射波阻抗----定义为介质的声速与密度之乘积。
_声波测井
声波在不同介质中传播时，其速度、幅度衰减及频率变化等声学特性是不同的。
声波测井就是以介质声学特性为基础，研究钻井地质剖面、评价固井质量等问题的测井方法。
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。
在均匀无限大的地层中，声波速度主要取决于声波类型、地层弹性和密度。
一般用下述几个弹性参数描述岩石的弹性性质。
3、横波与纵波传播速度的影响因素声波在界面上的反射和折射TTRv1v2TRv1v2TRv2BC1211v CD v BC v AB t ++=21d 2cos d 2v tgi L i v -+=TRv2BC缺点2、单发双收声系l TR1R2BCD12t t t -=D )(1221v AB v BC v CD v DF +++=)(121v AB v BC v CE ++-22v l v CD t ==D v2l T R1R2B C D v2优点缺点井径正常井径缩径地球物理测井—声波测井井径扩径3 、周波跳跃的影响（1） 产生的原因由于滑行首波在到达接收探头的路径中遇到吸收系数很大的介质,首波能触发R1但不能触发R2,R2被幅度较高的后续波触发,因此,时差增大。
（2）周波跳跃的特点时差值大大增加且呈周期性的跳跃。
DT_声波测井应用学习
声波测井应用学习声波测井是研究地层声学性质的各种测井方法的总称，主要用来测量地层各种波的传播速度（纵波、横波和斯通利波）和幅度。
常用的声波测井方法有补偿声波测井、长源距声波、阵列声波测井、偶极子阵列声波测井、超声波成象测井等。
补偿声波测井是在油气勘探、开发中应用最多的测井方法之一，是通过测量井壁介质的声学性质来判断井壁地层的地质特征及井眼工程状况的一类测井方法。
通常是采用单发—双收或双发—双收的探头设计，用于补偿井眼扩径造成的对纵波幅度影响。
这类声波测井仪的测量数据主要用来估算地层的孔隙度。
这里介绍的声波测井就是指声波速度测井，声波速度测井曲线上记录的是地层的声波时差（单位：μs/ft或μs/m）。
第一节声波曲线的应用1、划分地层由于不同的地层具有不同的声波速度，所以根据声波时差曲线可以划分不同的岩性地层。
砂泥岩剖岩中砂岩声波速度大，时差小；泥岩声波速度小，时差大；在碳酸盐岩剖面中致密灰岩和白云岩时差低，含泥质时时差增大，若有裂缝和孔隙时声波时差明显增大。
常用岩石骨架值如下：砂岩为55.5μs/ft(182μs/m)，灰岩为47μs/ft(155μs/m)，白云岩为43μs/ft(141μs/m)，淡水为189μs/ft(620μs/m)。
2、确定岩石孔隙度声速测井是最常用的岩性—孔隙度测井方法之一。
要用声速测井确定孔隙度，就必须建立声速测井响应方程，即时间平均公式Δt=φΔtf+(1-φ)Δtma，其物理意义是声波在单位厚度岩层上传播所用的时间，等于其在孔隙中以流体声速经过全部孔隙所用时间，以及在孔隙外岩石骨架部分以岩石骨架声速经过全部骨架所需时间的总和。
若考虑地层压力，则孔隙度Δt—测量的纯岩石声波时差，μs/ft或μs/m；Δtma—岩石骨架的声波时差，μs/ft或μs/m；Δtf—岩石孔隙流体的声波时差，μs/ft或μs/m；CP—压实系数；φ—纯岩石孔隙度，%。
3、识别气层和裂缝声速测井曲线表现为时差值急剧增大，增大的数值是按声波信号的周期（50微秒左右）成倍增加，这种现象称为“周波跳跃”。
声波测井-声速测井ppt课件
在高孔隙和侵入不深的条件下能识别气层,其特征:
➢周波跳跃
➢高声波时差(大30微秒/米
气 层
以上)
2 划分地层 (确定地层的岩性)
由于不同岩性地层具有不同的声波速度，因此可以用 时差划分地层。
致密岩石的时差 < 孔隙性岩石的时差
岩层的孔隙增加－声速下降－时差增加
砂岩的时差 < 泥岩的时差
➢砂岩的理论骨架时差:△tma=182 ➢灰 岩: △tma=156 s/m ➢白云岩: △tma=143 s/m ➢无水硬石膏: △tma=164 s/m ➢岩盐时差: △tma=220 s/m ➢淡水: △tmf=620 s/m ➢盐水: △tmf=608 s/m
VS
E
2(1)
当 =0.25，VP/VS=1.73, E
VP(S)
(2) 传播速度与岩性的关系
岩性不同
弹性模量不同
不同
VP、VS不同
VP、VS的影响
(3) 孔隙度的影响 流体的弹性模量和密度都不同于岩石骨架，相对讲， 即使岩性相同，其中的流体也不同。孔隙度增大， 传播速度就降低。
(4)岩层的地质时代影响
纯岩石
孔隙(流体) 骨架
➢ b = f× + ma(1- ) ➢ t = tf× + tma(1- ) ➢ N = Nf× + Nma(1- )
(2) 用时差求孔隙度的公式
① 固结压实的纯地层 t= tf× + tma(1- )
s
t tma t f tma
例题：一淡水泥浆井中，某固结压实的砂岩层的时差 为 313.4 s/m ， 电 阻 率 为 10 m ， tma=182 s/m ， tf=620 s/m ， 并 已 知 RW=0.1 m，求：
第二节：声波测井
第二节声波测井1.普通声波测井声波在不同介质中传播时，其速度、幅度衰减及频率变化等声学特性是不同的。
声波测井就是以岩石等介质的声学特性为基础而提出的一种研究钻井地质剖面、评价固井质量等问题的测井方法。
声波测井分为声速测井和声幅测井。
声速测井（也称声波时差测井）测量地层声波速度。
地层声波速度与地层的岩性、孔隙度及孔隙流体性质等因素有关。
因此，根据声波在地层中的传播速度，就可以确定地层孔隙度、岩性及孔隙流体性质。
1.1岩石的声学特性声波是一种机械波，它是由物质的机械振动而产生的，通过介质质点间的相互作用将振动由近及远的传递而传播的，所以，声波不能在真空中传播。
根据声波的频率（声波在介质中传播时，介质质点每秒振动的次数）可将声波分为：次声波（频率低于20Hz）；可闻声波（20Hz至20kHz）；超声波（频率大于20kHz）。
各类声波测井用的机械波是可闻声波或超声波。
1.1.1岩石的弹性1.1.1.1弹性力学的基本假设：1）物体是连续的，即描述物体弹性性质的力学参数及形变状态的物理量是空间的连续函数；2）物体是均匀，即物体由同一类型的均匀材料组成，在物体中任选一个体积元，其物理、化学性质与整个物体的物理、化学性质相同；3）物体是各向同性的，即物体的性质与方向无关；4）物体是完全线弹性的，在弹性限度内，物体在外力作用下发生弹性形变，取消外力后物体恢复到初始状态。
应力与应变存在线性关系，并服从广义的胡克定律。
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。
一个物体是弹性体还是塑性体，除与物体本身的性质有关外，还与作用其上的外力的大小、作用时间的长短以及作用方式等因素有关，一般情况下，外力小且作用时间短，物体表现为弹性体。
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，所以对声波速度测井来讲，岩石可以看作弹性体。
因此，可以用弹性波在介质中的传播规律来研究声波在岩石中的传播特性。
常用测井曲线对应符号
常用测井曲线对应符号测井是勘探、开发和生产油气田不可缺少的工具，它通过分析地下岩石的物理性质，获取油气田地质资料，为油气勘探和开发提供重要参考。
不同的测井工具会记录不同类型的测井曲线，这些曲线在分析时需要进行对比和综合，因此熟悉测井曲线对应符号是十分必要的。
下面我们来介绍一些常用测井曲线对应符号及其含义。
1. 自然伽马测井曲线（GR）GR曲线符号为“GR”，是最常用的测井曲线之一。
它是通过探测自然射线中含能的γ射线，来反映地层中放射性矿物的含量及其类型的一种曲线。
GR曲线呈波动状，具有重要的地层对比作用，常被用于确定地层界面位置。
RT曲线符号为“RT”，是电阻率测井仪测量电阻率时所记录的曲线，它反映了地层岩石的电性质。
电阻率在不同岩石中变化较大，因此通过分析RT曲线可以判断地层中岩石性质的变化。
3. 声波测井曲线（DT）DT曲线符号为“DT”，是通过测量由声波引起的岩石反射波幅度和时间来分析地层性质的一种曲线。
听音头向井口发出声波，在地层中反射产生回声，测量声波传播时间和反射幅度，从而计算出地层中的速度和密度等参数。
4. 反射系数测井曲线（RC）RC曲线符号为“RC”，反射系数测井是通过记录岩石反射对比度的曲线，来分析地层结构和特性的一种曲线。
它是通过比较入射波和反射波的相对振幅大小，计算得到反射系数，从而推断地层结构、埋深等信息。
ST曲线符号为“ST”，横波测井是通过检测垂直于地层面的S波传输速度和振幅变化，研究地层岩石物理性质的一种曲线。
它可以提供一些油气藏中裂缝和孔隙等构造特征的信息，对于评价地层的弹性参数非常有用。
6. 电滑动测井曲线（LL）LL曲线符号为“LL”，电滑动测井是通过测量地层松散程度的指标来分析孔隙度和孔隙分布特征的一种曲线。
测井仪器的探头采用了激励电极和感应电极，通过感应电极测量岩石中导电性质的变化，从而推算出含水量。
WL曲线符号为“WL”，液位测井是通过检测地下水位的高低来分析含水层厚度和地下水表面的形状。
地球物理测井9(声波测井)
Vs
E
2(1 )
9.1 岩石的声学特性
③面波： 在厚度约等于波长的层内沿介质的表面传 播的波。包括： 瑞利波：其速度约等于0.9Vs～Vs 拉夫波：其速度约等于0.9Vs～Vs 偶 波：它是最快的面波：速度=0.9Vs～Vs 斯通利波：是在液—固体界面上由液体中 的纵波和固体中的横波干涉所产生的。其 速度小于固体中的Vs和液体中的Vp。
9 声波测井
9 声波测井
利用岩石的声学特性（声 波速度、声幅）来研究岩石的 一类方法。
9.1 岩石的声学特性
• 声波的成分及速度： 声波是由物质的机械振动产生的。通过质 点间的相互作用将振动由近及远地传递， 根据质点运动特征的不同，声波可分为： ①纵波（或压缩波或P波）： 质点的振动方向与波的传播方向一致。 纵波主要产生体积变化，所以也称压缩 波。
幅度基本相同。
9.3.2套管井中的声幅测井
2．套管波： (1)滑行波：到达R的时间及能量不变。 (2) 一次反射波： 到达R的时间与滑行波 到达接收器的时差相差微小可认为是同时 到达,但其能量的大小取决于套管与水泥的 胶结程度。 (3) 多次反射波:能量很弱可忽略。
即：套管波的幅度反映了套管与水泥的胶 结程度 。
9.2 声波速度测井（AC）
声波速度测井简称声速测井， 它主要是通过测量波的速度来研究地 层。
9.2 声波速度测井（AC）
• 单发双收声速测 井仪 测量过程中发射 探头发射声脉冲， 接收探头接收声 脉冲。
9.2 声波速度测井（AC）
（1）泥浆直达波：
T1
AE Vm
9.2 声波速度测井（AC）
AB BC CE
TR1 Vm Vt
Vm
9.2 声波速度测井（AC）