2声波测井方法与应用
测井方法与原理
测井方法与原理测井是一种在石油勘探和开发中广泛应用的技术手段，其主要目的是通过测量地下岩石的物理性质，以评估地下地层中的油气储层并确定井孔的产能。
本文将介绍几种常用的测井方法及其原理。
一、电测井方法电测井是通过测量井眼周围地层的电阻率来评估石油储层的方法。
它的原理是通过向井眼中注入电流，然后测量所产生的电位差，从而计算出地层的电阻率。
电测井方法有许多具体的技术实现，如侧向电测井、正向电测井和声波电阻率测井等。
这些方法在实际应用中能够提供丰富的地下岩石信息，帮助确定储层的类型和含油气性质。
二、声波测井方法声波测井是通过测量地下岩石对声波的传播速度和衰减程度来评估石油储层的方法。
它的原理是利用井壁的物理特性和波的传播规律，通过发送声波信号并接收回波信号，从而推断出地层中的可用信息。
声波测井方法常用的技术包括声波传输率测井、声波振幅测井和声波时差测井等。
这些方法能够提供有关地下岩石的密度、孔隙度和饱和度等关键参数，对于油气勘探与开发具有重要意义。
三、核子测井方法核子测井是通过测量地下岩石散射或吸收射线的能量来评估石油储层的方法。
它的原理是使用放射性同位素或射线源，通过测量射线经过地层后的射线强度变化，从而反推出地层的性质和组成。
核子测井方法包括伽马射线测井、中子测井和密度测井等。
这些方法可以提供地下岩石的密度、孔隙度、含水饱和度以及岩石组成的定量信息，对于评估储层的含油气性能十分重要。
四、导电测井方法导电测井是通过测量地下岩石对电磁波的响应来评估石油储层的方法。
它的原理是利用电磁波在地下岩石中传播时的电磁感应效应，通过测量反射波的幅度和相位变化，推导出地层的导电性能。
导电测井方法包括感应测井和电阻率测井等。
这些方法可以提供有关地下岩石的电导率、水饱和度、渗透率和孔隙度等信息，对于确定储层的含油气性质具有重要的意义。
总结：测井方法是石油勘探与开发中不可或缺的技术手段，通过测量地下岩石的物理性质，能够评估地层的含油气性能、类型和产能等关键参数。
声波测井技术及其在井控中的应用
声波测井技术及其在井控中的应用声波测井技术是石油工程领域中一种重要的测量及评估手段，它通过发送和接收声波信号来获取有关地层岩石和井筒情况的信息。
这项技术在油气勘探与开发中发挥着重要的作用，尤其在井控中，声波测井技术的应用更是不可或缺的。
1. 声波测井技术的原理声波测井技术主要基于声波在地层中传播的原理，通过测量声波传播的速度和衰减等参数，可以对地层的性质和井筒的状况进行分析。
声波在地层中的传播速度与地层的密度、弹性模量等物性有关，而声波在井筒内的传播受到井壁的影响，这些信息可以帮助工程师判断地层的含油气性质、井壁稳定状况等，从而进行有效的井控。
2. 声波测井技术在井控中的应用2.1 地层评价通过声波测井技术，可以获取地层的速度、衰减等信息，从而判断地层的岩性、孔隙度与孔隙结构等重要参数。
这些参数对于油气成藏条件的评估以及储层的选择具有重要意义，能够指导油气勘探工程的决策。
2.2 井筒评估声波测井技术可以获取井筒内声波传播速度的信息，从而可以评估井壁的稳定性。
通过对井壁的评价，可以及早发现井壁塌陷、溢流等问题，及时采取措施进行井控，保证井筒的安全。
2.3 水合物识别水合物是海底天然气开发中的重要难题之一。
声波测井技术可以通过对声波信号的分析识别水合物的存在，通过测量声波在水合物中的传播速度和衰减等参数，可以评估水合物的分布范围和储量，为油气开发提供重要的参考依据。
2.4 油气井产能评估通过声波测井技术可以获取油气井孔隙度、渗透率、饱和度等参数，从而对油气井的产能进行评估。
这些信息对井口的调整及后续增产方案的制定具有指导作用，能够优化油田开发计划，提高油气井的产能。
3. 声波测井技术的局限性与发展方向虽然声波测井技术在井控中有着重要的应用，但它也存在一些局限性。
比如，声波测井技术受到岩石孔隙度、孔隙结构和裂缝等地层条件的影响，这些条件会导致数据的不准确性。
此外，测井仪器的精度和分辨率也是影响声波测井技术准确性的重要因素。
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 〕。
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）
地球物理测井.声波测井
地球物理测井.声波测井
4.井壁固液界面产生的两种波
瑞利波(Rayleigh waves) 斯通利波（Stoneley waves）
地球物理测井.声波测井 瑞利波(Rayleigh waves)
在弹性介质的自由表面上，可以形成类似于 水波的面波，这种波叫瑞利波，如图2－2所示。
瑞利波示意图
F
S
纵向
横向
d
F
L
地球物理测井.声波测井
5 泊松比σ ：
（外力作用下，弹性体的横向应变
与纵向应变之比）
d
= 弹性体的横向应变/纵向应变 =（△d/d）/（△l/l）
F l
物理意义：描述弹性体形状改变的物理量。
地球物理测井.声波测井
6 体积模量K：
F/S K V / V
（定义为应力与弹性体的体应变之比）
折射纵波（滑行波）； 折射横波。
地球物理测井.声波测井
声速测井原理
T 产生声波(f = 20kHz) 泥浆(v1) 地层(v2)
v2>v1
在井壁处折射产生滑行波
滑行波到达R ①单发单收声系
完成声波速度测量
地球物理测井.声波测井 ②单发双收声系
T 产生声波(f = 20kHz)
泥浆(v1) 地层(v2)
第二章 声波测井
（Sonic Logging）
资源与环境学院 程 超
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）
地球物理测井.声波测井
声波测井（Sonic Logging）
声波测井—是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
声波测井技术及其在油藏模拟中的应用
声波测井技术及其在油藏模拟中的应用声波测井技术是一种常用的油田勘探和开发手段，它通过在井中传播声波并检测其反射、折射和散射情况，以获取关于地下地层结构和岩石性质的信息。
声波测井技术在油藏模拟中具有重要的应用价值，本文将对其原理和应用进行详细介绍。
一、声波测井技术原理声波测井技术利用声波在不同岩石介质中传播速度和衰减特性的差异，来识别岩石类型、岩性和孔隙度等地层参数。
声波测井主要涉及两种类型的波：压力波（P波）和剪切波（S波）。
P波是沿着传播方向产生介质振动的压力波，而S波则是垂直于传播方向的剪切波。
在声波测井过程中，测井工具向井中发射短脉冲的声波，然后接收反射回来的声波信号。
通过测量声波传播时间和振幅变化，可以确定不同岩石介质的速度、密度和衰减等参数，从而判断地层的性质和储层状况。
声波测井技术在油藏模拟中有广泛的应用。
二、声波测井在油藏模拟中的应用1. 岩石类型和储层评价声波测井技术可以通过分析声波传播速度和振幅变化来判断不同岩石类型和储层特性。
通过测井数据可以确定地层中的砂岩、泥岩等岩石类型，并评估其物性参数，如孔隙度、孔隙连通性和饱和度等。
这些信息对于油田勘探和开发中的地层评价和储层预测非常重要。
2. 孔隙度和渗透率测量声波测井技术可以通过测量P波和S波的传播速度来估算地层的孔隙度和渗透率。
孔隙度是指地层中孔隙体积与总体积之比，而渗透率则是岩石中流体渗透的能力。
声波传播速度与孔隙度和渗透率呈正相关关系，因此通过测井数据可以较准确地估算地层的孔隙度和渗透率。
3. 地震模拟和埋藏史重建声波测井技术在地震模拟和埋藏史重建中也发挥着重要的作用。
地震模拟是指利用声波数据模拟地下地层的变化情况，以便更好地理解地层结构和油气运移规律。
声波测井数据可以提供地震模拟所需的地下地层参数，包括地层速度和衰减信息等。
埋藏史重建是指通过分析地质历史和地层变化来估算油气成藏过程。
声波测井数据可以为埋藏史重建提供重要的地层参数，如岩石密度、声波速度和层位信息等，从而揭示油气形成演化的过程。
声波变密度测井技术及其应用
声波变密度测井技术及其应用目前油田固井质量检查的主要方法是声波幅度测井和声波变密度测井。
声波变密度测井是由声幅测井发展而来的，其原理是利用水泥和泥浆（或水）声阻抗的较大差异对沿套管轴向传播的声波的衰减影响，来反映水泥与套管间、套管与地层的胶结质量。
井下仪器主要包括声系和电子线路两部分。
声系的功能是为了进行声波测井，它包括发射探头和接收探头，仪器的源距有两种，3ft和5ft，3ft的用于声幅测量，5ft的用于变密度测量。
电子线路可以挂接连续测斜仪、高分辨率声波、双侧向和双感应等探头，实现多探头组合测井。
一、声波变密度下井仪测井仪的声系由两个压电晶体组成，一个发射，一个接收。
声源的工作频率为20KHz，重复频率15-20Hz。
测井时，声源发出的声脉冲在井内各个方向传播，当传播到两种介质的交界面时，会发生声波的反射和折射。
井下仪电路主要由4个单元电路组成，即逻辑单元、接收单元、低压电源及信号衰减单元、发射控制及换档脉冲检测单元。
逻辑信号首先进入半峰值再生电路，检测出的逻辑信号进入逻辑形成电路，产生发射、接收直流逻辑方波，并形成同步脉冲。
同步脉冲与发射逻辑共同进入逻辑控制电路，产生各种控制信号，触发脉冲送发射电路，经换能器转换成声波信号，经地层传播，被接收换能器转换成电信号而送入预放级，经隔离选择，控制晶体发射、接收，然后接收信号经增益控制、发射干扰抑制等处理，最后与发射标志脉冲经电缆传输到地面。
二、声波变密度测井能够解决的问题1、全波列分析全波列测井包含声波的速度、幅度、频率等信息，我们主要对前12-14个波的幅度及到达时间进行分析。
一般情况下，前3个波与套管波有关，反映套管与水泥环的胶结状况；第4-6条相线与水泥环中传播的声波信号有关，它反映水泥环与地层的胶结状况。
2、声波变密度测井检查固井质量（1）套管外无水泥。
这种情况下，套管波反射能力很强，地层波较弱或没有，变密度的相线差别不大，基本均匀分布，套管接箍明显，固井声幅为高幅值。
声波测井技术与方法浅论
声波测井技术与方法浅论声波测井技术是油气勘探中常用的一种地球物理测井方法。
它利用地震波在地下介质中传播的特性，通过测量地下介质中的声波速度和衰减等参数来识别和评价储层的岩性、孔隙度、渗透率等参数。
本文将对声波测井技术与方法进行浅论。
声波测井技术主要分为两类，即测井正问题和测井反问题。
测井正问题是指通过已知的地震波源和地震接收器阵列，测量地震波在地下传播的特性，如传播速度、振幅、频谱等，然后根据测量数据推断地下岩性、构造等信息。
而测井反问题则是根据地下介质的物理特性，如岩性、孔隙度、渗透率等，来预测地震波在地下传播的特性，从而反推出地震波传播的速度、振幅、频谱等信息。
声波测井主要应用了地震学原理和弹性波理论。
地震学原理是研究地震波在地下传播的学科。
通过分析地震波的传播特征，可以推断地下岩性、裂缝、韧性层等信息。
而弹性波理论则是研究介质中弹性波传播特性的理论基础。
通过研究声波在弹性介质中的传播特性，可以推断介质的弹性模量和密度等参数。
声波测井技术主要有两种方法，即测井法和地面震源测井法。
测井法是通过在井中放置声波源和接收器，测量地震波在地下传播的速度和振幅等参数。
地面震源测井法则是通过在地面放置震源，通过监测地下接收器记录的地震波数据，推断地下岩性和构造等信息。
声波测井技术的应用非常广泛。
在油气勘探中，通过声波测井技术可以评价储层的岩性、孔隙度、渗透率等参数，从而指导钻井和生产。
此外，声波测井技术也可以用于地下水资源的勘探和开发，以及地质灾害的预测和评价等领域。
总之，声波测井技术是一种常用的地球物理测井方法，在油气勘探和地下水资源开发等领域有着重要的应用价值。
随着测井设备和技术的不断发展，声波测井技术将会越来越精确和高效，为油气勘探和地下资源开发提供更好的技术支持。
声波测井
第二章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。
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。
§2-1 岩石的声学特性声波是机械波，是机械振动在媒质中的传播过程，即通过质点间的相互作用将振动由近及远的传递，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声波或超声波。
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。
声波测井技术及其在井壁稳定性分析中的应用
声波测井技术及其在井壁稳定性分析中的应用声波测井技术是一种广泛应用于石油勘探和开发领域的地球物理勘察方法。
通过测量地下岩石中声波的传播速度和振幅，声波测井技术可以揭示地下岩石的物理性质，并为井眼设计和井壁稳定性分析提供重要参考。
声波测井技术的原理是利用声波在岩石中的传播特性来推断岩石的物性参数。
当声波通过岩石时，它会受到岩石的弹性、密度和孔隙度等因素的影响，从而发生速度和振幅的变化。
通过接收井底发射的声波信号，并分析接收到的信号波形、振幅和时间，可以获取地下岩石的弹性模量、泊松比、密度和孔隙度等参数信息。
声波测井技术在井壁稳定性分析中具有重要的应用价值。
井壁稳定性是指钻井过程中井壁的可靠性和稳定性，涉及到井壁的抗压、抗剪和抗渗性能。
通过声波测井技术获取的岩石物性参数可以帮助工程师全面评估井壁的稳定情况，为井壁设计和加强措施提供科学依据。
首先，声波测井技术可以确定地下岩石的弹性模量和泊松比。
这些参数可以评估井壁的刚度和变形能力，从而判断井壁在受到钻井工况和地层力学作用时是否会发生破裂或滑动。
弹性模量是岩石的抗变形能力的衡量指标，泊松比则描述了岩石在应力作用下体积变化和形变形式。
通过声波测井获取的这些参数，可以量化井壁的可靠性和稳定性。
其次，声波测井技术还可以衡量地下岩石的密度和孔隙度。
井壁的稳定性与岩石的密度和孔隙度密切相关。
高密度和低孔隙度的岩石通常具有较好的井壁稳定性，而低密度和高孔隙度的岩石则易于产生塌陷和溜塌。
通过声波测井获得的密度和孔隙度信息，可以直接用于井壁设计和井壁强度评估，有效预防和控制井壁失稳和事故。
此外，声波测井技术还可为井壁稳定性分析提供其他有用的信息。
例如，声波测井技术可以定量评估井壁的岩石破裂程度和裂缝发育情况。
岩石裂缝是造成井壁不稳定的重要因素之一，声波测井可以通过分析声波在裂缝中的传播特性来定量评估井壁的裂缝数量、尺寸和分布情况。
这对于井壁强度评估和井壁加固技术的选择非常有帮助。
声波测井技术及其在储层中的应用
声波测井技术及其在储层中的应用声波测井技术是一种应用声波传导原理来获得地下储层信息的方法。
通过发射声波信号进入地层，并接收和记录相应的传播反射信号，可以获取有关储层物性、岩石类型、孔隙度、渗透率等信息。
声波测井技术已经成为油气勘探开发领域中不可或缺的工具，下面将详细介绍其原理、方法和在储层中的应用。
一、原理声波测井技术基于声波传导和反射原理。
传统声波测井方法主要有声波全波形测井和声波传播时间测井。
1. 声波全波形测井：通过发射宽频率范围的声波信号，记录各个频率范围内的传播速度和振幅。
根据地层的声波反射、散射和干扰特性，可以分析得出储层的精细结构和物性信息。
2. 声波传播时间测井：通过发射声波信号，并记录反射信号的到达时间。
根据声波在地层中的传播速度，可以获得地下储层的速度信息。
根据速度信息的变化，可以推断储层的岩性和孔隙度等特征。
二、方法声波测井方法主要包括固定频率声波测井和多频率声波测井。
1. 固定频率声波测井：在固定频率范围内发射声波信号，并测量相应的传播速度和振幅。
这种方法适用于储层的粗略分析，可以获得储层的速度、密度和弹性模量等基本参数。
2. 多频率声波测井：通过发射多个不同频率的声波信号，并分析各个频率下的反射和散射特性。
这种方法可以获取更多的地层信息，例如储层的薄层分析、流体饱和度估算等。
三、应用声波测井技术在储层评价和油气开发中具有广泛的应用。
1. 储层物性评价：通过分析声波传播速度和振幅数据，可以获得地下储层的弹性参数、孔隙度、渗透率等物性信息。
这些信息对储层的评价和储层模型的建立具有重要意义。
2. 岩石类型分析：不同岩石类型对声波的传播速度和振幅有不同的响应。
通过分析声波数据，可以识别储层中的不同岩石类型，并对岩性进行分类。
3. 孔隙度评估：声波传播速度与地层孔隙度存在一定的关系。
通过声波测井技术，可以对储层的孔隙度进行初步评估，为储层有效孔隙度的分析提供参考。
4. 渗透率估算：通过分析声波测井数据，可以间接估算储层的渗透率。
声波测井的原理和应用
声波测井的原理和应用1. 声波测井的原理声波测井是一种测量地下岩石物性参数的方法，通过向地下发送声波信号并接收返回的信号来推断地下岩石的特征。
声波测井的原理基于声波在不同岩石介质中传播速度的差异，利用声波的反射、透射和散射等现象来获取地层的信息。
1.1 声波的传播特性声波在岩石中传播的速度取决于岩石的密度、弹性模量和泊松比等物性参数。
不同类型的岩石具有不同的声波传播速度，因此声波测井可以通过测量声波传播速度来推断地层的岩石类型和物性参数。
1.2 声波的反射与透射当声波遇到介质边界时，会发生反射和透射现象。
反射是指声波从介质边界上反射回来，而透射是指声波穿过介质边界继续传播。
通过分析反射和透射信号的特性，可以确定地下岩石的界面位置和性质，从而推断地层的地质结构和岩性。
2. 声波测井的应用声波测井在石油勘探和生产中具有广泛的应用，下面列举了几个常见的应用场景。
2.1 岩性识别和地层划分通过测量声波传播速度和反射信号特性，可以对地下岩石的岩性进行识别和划分。
不同类型的岩石具有不同的声波传播速度和反射特征，利用声波测井可以确定地层的岩性变化和岩石界面位置，为地层解释和油气储层评价提供重要依据。
2.2 孔隙度和渗透率评价声波测井可以通过测量声波传播速度和衰减特性来间接评价地下岩石的孔隙度和渗透率。
孔隙度是岩石中的空隙比例，渗透率是岩石中流体流动的能力。
声波测井利用声波在孔隙和岩石中的传播差异，可以对孔隙度和渗透率进行定量解释，为油气储层评价和开发方案的确定提供参考。
2.3 地震勘探辅助声波测井是地震勘探的重要辅助手段。
地震勘探通过地表或井口发送地震波来获取地下的岩石结构和性质，而声波测井则可以提供与地震数据对应的地下岩石参数。
两者相互补充，可以提高对地下岩石的解释和预测能力，为油气勘探和生产决策提供更可靠的依据。
2.4 井间连通性评价声波测井可以用于评价油田中不同井之间的连通性。
通过测量声波在井中的传播时间和信号强度的变化，可以推断不同井之间的流体交流情况。
测井的三大基本方法
测井的三大基本方法测井的三大基本方法测井是石油勘探开发中不可或缺的一项技术，其主要作用是通过对地下岩石的物理、化学性质进行测量，从而了解油气藏的储层性质、含油气性能等信息。
目前，测井技术已经发展出了多种方法，其中最常见的有电测井、声波测井和核子测井三种基本方法。
下面将详细介绍这三种方法的原理、应用以及注意事项。
一、电测井1. 原理电测井是利用地层中不同岩石对电流的导电性能差异来识别和分析油气藏储层的一种方法。
具体来说，当钻杆上带有电极时，钻杆与地层之间形成一个回路。
当向钻杆上加入直流或交流电源时，由于地层中不同岩石对电流导电性能不同，因此在钻孔内产生了一系列复杂的电场分布和信号变化。
通过对这些信号进行处理和解释，可以得到地层中水含量、孔隙度、渗透率等重要参数。
2. 应用电测井主要用于识别和评价含水层、油气储层的孔隙度、渗透率等参数。
在石油勘探开发中，电测井可以用来确定油气藏的位置、厚度和含油气性质，为后续的钻井和开发提供重要依据。
3. 注意事项在进行电测井之前，需要对钻杆和测量仪器进行彻底检查，确保其正常工作。
此外，在进行数据处理和解释时，需要考虑地层中不同岩石对电流导电性能的影响因素，并且对数据进行合理校正。
二、声波测井1. 原理声波测井是利用地层中不同岩石对声波传播速度和衰减程度的差异来识别和分析油气藏储层的一种方法。
具体来说，在进行声波测井时，向钻孔内发射一定频率的声波信号，并通过接收器记录下信号经过地层后返回到接收器所需的时间。
通过计算这些时间差以及信号频率等参数，可以得到地层中不同岩石的密度、弹性模量等物理参数。
2. 应用探开发中，声波测井可以用来识别和定位油气储层、判断储层中的含油气性质以及评价钻井效果等。
3. 注意事项在进行声波测井之前，需要对测量仪器进行校准和测试，确保其正常工作。
此外，在进行数据处理和解释时，需要考虑地层中不同岩石对声波传播速度和衰减程度的影响因素，并且对数据进行合理校正。
声波测井仪在勘察中的运用
声波测井仪在勘察中的运用声波测井仪是一种利用声波原理进行勘察和检测的仪器，它可以对地下的岩石和沉积物进行准确的探测和测量，因此在勘察中得到了广泛的应用。
声波测井仪的工作原理是通过在地下向不同方向发射声波，然后根据声波的反射和传播特性来对地下岩石和沉积物的性质进行分析和测量。
声波测井仪可以利用声波信号的强度和到达时间等特征来确定地下岩石和沉积物的类型、厚度、密度、孔隙度、渗透性等重要参数。
在油气勘探和开发中，声波测井仪可以广泛应用于以下方面：1. 认识地层结构：声波测井可以帮助工程师了解地下各层岩石的构成，厚度和形态。
这些信息可以用于建立地质模型，以确定沉积物的类型和含量，从而在油气勘探中选择合适的钻孔位置。
2. 测井评价：通过声波测井，可以测定岩石的泊松比、弹模以及密度等多种参数，以评估地下岩性，判断地下岩石储层的物性和储量，有助于确定油气区块的开发方案。
3. 地下环境监测：声波测井可以在监测过程中获得地下水的含量，帮助评估水资源的潜在供应和健康状况。
同时，声波测井还可以监测密闭系统内部的变化，以便及时识别或预测地下气体或液体的泄漏情况。
声波测井仪在勘察中的应用有几个显著的优点。
首先，声波测井的准确度相当高。
声波信号的信噪比很高，导致返回的数据可以帮助确定地下岩层何时出现，并可以精确指示储层的物性和厚度。
其次，使用声波测井可以大大减少在调查和勘探过程中的人为误差。
该仪器可以集成不同的传感器系统，从而减少在使用多个测量仪器时可能发生的交叉干扰和数据中的错误。
然而，声波测井仪也存在一些局限性。
例如，地下储层有许多复杂的细节会影响声波传导，这会导致数据质量下降。
此外，钻井的精度不足可能会影响信号传输和数据质量，使得所得数据需要加以修正。
在实践中，声波测井经常与其他勘探方法结合使用，如电阻率测量、地震勘探、磁测和重力测量等，以获得更准确和更完整的数据。
总之，声波测井作为勘察领域的一种重要技术手段，对于油气勘探和开发、地质调查、环境监测、地震研究等领域都有着广泛的应用前景。
声波测井原理与应用的
声波测井原理与应用的介绍1. 声波测井简介声波测井是一种常见的地球物理勘探方法，它利用声波在地下岩石中传播的特性来获取地质信息。
通过测量声波在地下的传播速度和反射强度，可以了解地层的岩性、孔隙度、饱和度等重要参数。
2. 声波测井原理2.1 声波传播原理声波是一种弹性波，它在地下岩石中的传播受到岩石的物理性质影响。
常见的声波测井方法有全波形记录测井和双曲线法测井。
全波形记录测井通过发射一系列不同频率的声波信号，记录地下反射回来的波形，并通过分析波形变化来推断地层的岩性和饱和度。
双曲线法测井则通过测量声波在地层中的传播时间来计算地层速度，从而得到地层的岩性信息。
2.2 声波测井仪器声波测井需要使用专门的测井仪器。
常见的声波测井仪器有测井装置、发射器和接收器。
测井装置主要负责控制声波信号的发射和接收过程，而发射器则将电能转化为声能发射出去，接收器则将接收到的声能转化为电能。
3. 声波测井的应用声波测井在石油勘探和开发中有着广泛的应用。
以下是声波测井的一些常见应用场景：3.1 地层岩性分析声波测井可以通过测量地层的声波速度和阻抗来判断地层的岩性。
不同类型的岩石对声波的传播速度和衰减率有不同的特点，通过比较声波测井记录和地质样品分析，可以精确地判别地层的岩性。
3.2 孔隙度测量声波测井可以通过测量声波速度来计算地层的孔隙度。
孔隙度是地层中的孔隙空间占总体积的比例，是评价岩石储集性能的重要参数。
声波速度和孔隙度呈正相关关系，通过测量声波速度可以估计地层的孔隙度大小。
3.3 饱和度评价声波测井可以通过测量声波速度和反射强度来评价地层的饱和度。
饱和度是指地层中含有的流体相对于总孔隙体积的比例。
根据不同流体的声波速度和反射强度特点，可以推断地层中的饱和度分布。
3.4 砂岩与页岩鉴别声波测井可以辨别砂岩和页岩这两种不同的岩石类型。
砂岩具有较高的声波速度和低的衰减率，而页岩则相反。
通过测量地层中的声波速度和衰减率，可以准确判断地层是否为砂岩或页岩。
声波测井技术与方法浅论
声波测井技术与方法浅论声波测井技术是地球物理勘探领域中常用的一种技术方法。
它是通过将声波信号向井中传递并记录回波数据，再经过处理，以了解井内岩石的属性、形态和分布情况。
本文将介绍声波测井技术的分类、测量参数、数据处理及应用等方面的内容。
声波测井技术主要分类有两种：一种是低速测量，称为对数衰减测井；另一种是高速测量，称为时间测井。
对数衰减测井是以声波的衰减量为参数，通过对声波回波信号记录的分析，来获取地层信息。
而时间测井则是以声波在井中传播的时间为参数，更加准确地测量地层中孔隙率、岩性和压力等参数。
另外，还有一种近井面声波测井方法，它通过在地面利用声波刺激源产生声波信号，接收井口的回波信号，再进行详细分析，可以获得更为精确的地层信息。
声波测井的测量参数包括两个方面，一个是声波的传播速度，另一个是声波的衰减量。
声波传播速度是通过对声波在地层中传播的时间进行测量，再根据地层的厚度计算得出。
而声波的衰减量则是指声波在传播过程中被衰减的程度，它与地层的密度和波速有关。
在对声波测井数据进行处理时，主要是将井中获得的信号转换为地层孔隙度、波速和密度等参数。
这一过程被称为反演处理。
反演处理一般采用模型匹配法，通过对声波传播的数值模拟和实际观测数据进行比对，以确定地层参数。
同时还需要进行数据的滤波处理，以使数据更为平稳。
在石油勘探领域中，声波测井技术的应用范围广泛。
主要包括以下几个方面：首先，声波测井可以帮助人们了解地层孔隙度、压力和温度等参数，进而评估油气储量。
其次，声波测井可以获得地层的壳体构造等重要信息，对于石油勘探意义重大。
此外，声波测井还可以用于石油储层的地质灾害预测和风险评估。
总之，声波测井技术是地球物理勘探领域中重要的一种技术方法。
通过对声波的传播速度、衰减量等参数的测量和数据处理，可以获取地层的孔隙度、波速等重要参数，进而对油气储量或者地质构造进行评估。
在石油勘探中的应用也得到了广泛的应用和推广。
声波测井技术特点及应用
2020.10科学技术创新作者简介：韩守志（1976-），男，汉族，辽宁新民人，本科学历，毕业于大庆石油学院，中级，研究方向：测井，现从事测井。
（转下页）声波测井技术特点及应用韩守志（中国石油集团测井有限公司辽河分公司，辽宁盘锦124011）在现阶段油田测井过程中，声波测井作为重要的测井技术，在实际应用中取得了积极效果。
从声波测井技术的分类来看，这种测井技术主要分为带井眼补偿的声波速度测井、声波全波列测井，超声成像测井以及多极子阵列声波测井。
这几种测井技术在技术原理方面存在差异，在应用中也各有侧重，如何选择测井技术，除了要根据地层的实际情况进行选择之外，也要根据测井的要求进行选择。
因此，我们应当重点了解声波测井技术的原理特点及具体应用情况，为声波测井技术的全面应用提供有力支持。
1带井眼补偿的声波速度测井1.1技术原理声波测井技术在应用中，为了减少误差提高声波的测量效果，往往会进行井眼补偿，以减少声波在井中传输过程中造成的误差。
为了避免误差扩大，减少测量的影响因素，在声波测量中通过井眼的补偿，能够实现测量声速曲线上的提高，保证声速曲线的测量准确性，带井眼补偿的声波速度测井消除了井下变化以及下井仪倾斜所造成的影响，对提高测井的准确率和消除声波的误差具有重要作用，能够提高声波的传输质量和测量效果。
因此，带井眼补偿的声波速度测井，在实际测井中得到了有效的应用，并成为了重要的测井方式，满足了测井要求，目前基于在井眼补偿的声波速度测井设备成为了测井的主要选择[1]。
1.2应用及现状带井眼补偿的声波速度测井技术在应用中，可以实现对误差的纠正。
例如，在某井段的声波时差曲线上，进行矫正前后油基泥浆及水基泥浆声波曲线的对比我们可以看出，利用了带井眼补偿的声波速度测井能够最大的消除声波误差，在声波误差的控制方面，比其他的测量方式具备一定的优势。
同时，在具体测量中，带井眼补偿的声波速度测井，整个测量的范围较大，在静稳定的阶段，曲线不发生变化，在层段两端的测量也相对较小，比普通的测量方法具有较大的优势。
第3章-2 声波速度测井
伪瑞利波：大于第二临界角的入射波形成的全反射波在井 壁与仪器外壳间多次作用的结果。
GaoJGaoJ -3-2 31
斯通利波：是在井内流体中传播的一种诱导波，它是 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，质点运动的轨迹呈椭圆形，长轴在井轴 方向，传播速度低于井内流体纵波速度。它的产生与 井筒有关，又称管波。
t t ma 380 168 32.5% t f t ma 820 168
GaoJGaoJ -3-2
24
Gao J & Fu JW
12
《油气地球物理测井工程》
时间平均公式的使用条件是孔隙均匀分布，固结且压实的纯地 层。由该公式求出的声波孔隙度，对于不同的地层情况要分别 处理： 1）对于固结压实的石灰岩及砂岩 （a）粒间孔隙的石灰岩及较致密的砂岩（孔隙度18~25%） 可直接利用平均时间公式计算孔隙度，不必进行任何校正。 （b）孔隙度为25~35%的固结而压实的砂岩 这类砂岩泥浆侵入较浅，冲洗带中不全是泥浆滤液，还有残余 油气，按公式计算的孔隙度偏大，必须乘以流体校正系数。 气层：流体校正系数为0.7
R1 R2
GaoJGaoJ -3-2
3
一、单发双收声速测井仪的测量原理
• 仪器简介：测井声波 f = 20kHz 声—电转换完成
隔声体——在仪器外壳上增加刻槽，防止发射的声波经仪器 外壳最先传至接收器，影响地层信号的正确测 量。 • 测量原理：T 产生声波，向泥浆（V1）和地层(V2)传播 —— 由于V2>V1，声波在井壁处折射产生滑行波 —— 滑行波先后到达R1和R2，完成声波速度测量。
GaoJGaoJ -3-2 2
Gao J & Fu JW
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22 p
22
ur 2 r
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2
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2
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2
2
jk
p K1 (
pa)B(k)
(2k
2
（3）积分上下限分析 波数在（-kb，kb）之间 k kb ,
kb sin kb ,
2
入射角在 , 全部 声射线 2 2
第二 章 声波测井-声波传播
第一节 等效弹性地层井中声波传播
二、井中入射波和反射波分析
2．反射波特性
反射波在波数k复平面上，被积函数存在若干极点± kb、 ± ks、 ± kp，由割线积分 得到
第二 章 声波测井-声波传播
第一节 等效弹性地层井中声波传播
一、波动方程及解
2．边界条件
Q Trr2m 1 ur2m b 2
2
b
1
ak
2 s
1 2
2k 2
k
2 s
2 1
K0 ( pa) u p K1( pa)
2k 2s
b r)e j(tkz) dk
r
C
b K1 b I1
(b (b
a)Q a)Q
K0 (ba) I0 (ba)
I0
(b
r)e
j(t kz) dk
1．入射波分布
把被积函数从实轴延拓到复数k平面，当Z为正，
-kb
k在下半平面k ，
K0 (br) K0 ( k 2 kb2 r) 0
A z e 2 j(tksz) s
J0 (br)
讨论：（1）b中i项r与割线积分中第一项抵消，说明在理想情况下井中最终声
场不存在入射波成分。
（2）反射波是临界角内反射波（包含滑行波），其纵波和横波幅度沿Z轴方 向是扩散衰减的，因此在声源发射功率一定时，源距选择受到限制。
第二 章 声波测井-声波传播
波动理论一般是指从弹性波动力学出发，通过求解所研究区域中满 足一定边界条件和初始条件的波动方程，表述和分析目标区域中某一点 在某一时刻的波动场 —声场 。通过积分分析解、数值模拟，获得全波 波形和各组分波的解，从而分析各组分波的特性。
第二 章 声波测井-声波传播
第一节 等效弹性地层井中声波传播
一、波动方程及解
声波测井方法和应用
主讲人：章成广 长江大学
地球物理与资源学院
第二 章 声波测井-声波传播特征
射线声学分析: 在井内激发的波有直达波（入射波）、滑行纵波和滑行 横波、反射波和全反射波及多次反射波。射线声学只有在声波的波长远 远小于介质的几何尺寸时，射线声学才能适用。声波测井的频率比较低， 因而波长与井径相比较大，所示实际测井中的波列无法完全用射线声学 解释。在现场测井中所记录的全波形，实际上是由各种组分波叠加的总 效应，像直达波和临界角内的反射波是很难观察到的，而且也会表现出 一些用射线声学不能完全解释的问题，如实际测井中的面波伪瑞利波和 斯通利波等。射线声学理论只是严格的波动理论的一种近似，要透彻地 了解井中激发的全波列波形中各组分波，就必须要利用波动理论来研究 井中的声波传播问题。
k
4 s
K0 K1
(s (s
a) a)
Z P2 v2
Trr 2 u r 2
Trr 2 ju r 2
jbQ
t
3．井中声场积分式 A(k ) b K1 (Qb与a地)层Q声阻抗有K关0的(参数 b a) 考虑到声源是频率的函数，因此系3数A可b 以I1写(成频b谱a函)数QS() I 0 ( b a)
考虑到泥浆中有入射波与反射波，地层中只有折射纵波和折射横波，且入射波在井轴处幅度最大，远离井轴幅度 减小；反射波在井壁处幅度最大，向井内传播幅度减小；折射波在井壁处幅度最大，向地层传播幅度减小。再考 虑到各种k值范围有各种具体解（井中泥浆波、地层中纵波和横波），其解是各组分波的叠加结果
b (r)
Z P(r,,z)
a
0
Y
X
(Ⅰ)
(Ⅱ)
b ,Vb ,Vp ,Vs
轴对称下柱状座标
所谓等效弹性地层是不考虑孔隙影响，把地层看
作均匀各向同性弹性地层。它是研究声波全波测
井声传播的基础
(
)
u
2u
f
2u
t 2
ub b u p
C
kb kb
K0下 （b r） K0上 （b r）e jkz dk
C j
i
kb kb
J0
(br)e
j(tkz) dk
J0为实数零阶Bessel函数，k为轴向 （Z）上波数，为径向（r）上波数
第二 章 声波测井-声波传播
第一节 等效弹性地层井中声波传播
0
2 r 2
1 r
r
1 r2
2 z 2
2 Vs2
s (r,t)
0
(i b, p)
第二 章 声波测井-声波传播
第一节 等效弹性地层井中声波传播
一、波动方程及解
1. 波动方程及一般解
分离变量法: i (r, z) Ri (r)Z(z) s (r, z) Rs (r)Z(z)
2
k
2 s
)
K1
(
P
a)
B(k
)
A(k ) b K1 (b a)Q K 0 (b a) b I1 (b a)Q I 0 (b a)
B(k) A
(1
2
k2
k
2 s
)
p K1 ( p a)[b I1 (b a)Q I 0 (b a)]a
C(k) A
第一节 等效弹性地层井中声波传播
二、井中入射波和反射波分析
2．反射波特性
（3）反射纵波和横波具有共振频率。为了考虑反射波的频率特性，取波数±kp， 此时传播速度为Vp，只有一条射线的k分波，即滑行纵波：
r
CK1 (b a) I1(ba)
I
0
(b
r)e
j (t kz)
、0分别为计算和参考角频率；
Q0为品质因子低频RL ST 高频RL
-3 0
500
1000
1500
2000 2500
时间(s)
第二 章 声波测井-声波传播
第一节 等效弹性地层井中声波传播
二、井中入射波和反射波分析
声场中包括入射波和反射波两部分 ：
只考虑瞬时频率情形
i C K0 (
r s
a
r a
2b
1 Vb2
2b t 2
0
2 p
2 s
1
V
2 p
1 Vs2
2
t 2
2 s t 2
p 0 0
ra
r a
ra
ur
r
1 r
z
0
其中是r与X轴的夹角，
取 x r cos
Z
kb
J0 (br)e jkz
1
2
e d 2 j ( b xkz)
0
X 0
由于kb2=k2+b2，k是kb在Z轴上的投影， b是k在X轴上的投影，kb与X轴上的交角就是入
射角。被积函数表示在XOZ面上内传播的平面波，波的传播方向就是kb方向。对积分表 示绕Z轴旋转一周，合成的波阵面为锥面波。因此kb表示为一支方向传播的分波，它的波 阵面是锥面。
A[ K 0
(br)
A(k ) I
0
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j
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dk
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r
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j (t k z)
dk
2．边界条件
1）井壁上（r=a）切变应力连续Trz1=Trz2 2）井壁上（r=a）法应力连续Trr1=Trr2 3）井壁上（r=a）径向位移连续urr1= urr2
a)]
Trz1 0
ur2
p r
s z
B(k)u p K1( pa)
jk C(k ) K1 ( s a)
uz2
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1 r
(rs ) r
jkB(k)K0 (Pa) C(k)s K0 (sa)
Trr 2
P(r,
z,t)
1
4
2
2
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1
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K
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dk