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”。“周波跳跃”可以作为裂缝层段或储集层中含气的特征标志，图8中19、20号层声波数值增大。

（1）时差一般性增大，一般可以认为同类地层中孔隙更发育一些。但如果有产气或裂缝的地质依据，也可以判断为有气或有裂缝带。

（2）如果时差明显增大或有周波跳跃，当地质上可能含气，并且电阻率测井以明显高电阻率显示证明地层含油气时，可判断为气层；当地质上不可能含气时，可判断为裂缝异常发育；如果本地层存在裂缝发育的

气层，也应从电阻率测井等资料得到证实。

（3）井眼严重扩大的盐岩层或泥浆严重混气的井段，也可能产生时差明显增大或周波跳跃。

4、研究断层和检测压力异常

断层是岩层在地应力作用下发生破裂变形的结果。它可使岩石成分、结构、孔隙性和渗透性发生明显变化。按断层的力学性质可分为压性断层和涨性断层。压性断层主要受压性应力作用产生的断层，常发生重结晶

作用或形成变质矿物，使岩石变硬、致密，孔隙性和渗透性变差，从而使声波时差和幅度衰减变小。张性

断层是主要受涨性应力作用产生的断层，岩石多为疏松的角砾岩，裂隙发育，孔隙性和渗透性变好，从而

使声波时差和幅度衰减变大。

一般来说，断层落差越大、形成时间越早、埋藏越深，断裂带声波时差异常幅度越大、异常段越长。同一断层，在倾角较大段，声波时差异常的井段；倾角较小的部位，声波时差异常井段短。

第三节声波曲线的影响因素

1、岩石的矿物成份不同，是造成岩石声速有差异的主要原因，即岩性是造成岩石声速的最主要因素。

2、孔隙性岩层的声速要比相同岩性非孔隙性致密岩层的声速低。

3、孔隙度相同的砂岩，其含水时声速高于其含油时的声速，而且砂岩孔隙度越大，砂岩骨架的声速越高，孔隙度相同的含水砂岩和含油砂岩的声速差异越明显，含气砂岩声波时差最大，图8中气层（19、20号）声波时差明显大于油层、水层的声波时差。

4、埋藏深度对声速也有影响，随深度的增加，岩层所受的上覆地层压力增加，使岩石的颗粒密度、弹性模量以及孔隙中流体密度、弹性参数都发生变化，更主要的是，岩层孔隙度随上覆岩层深度的增加而有规律减小，这就使岩层声速增加，即相同岩性的地层的声波时差减小。