声波测井方法原理-复习

一、名词解释

杨氏模量:按广义胡克定律，在弹性限度内，被当做弹性体处理的岩石在发生伸长或压缩形变时，拉伸或压缩应力与同方向上的相对伸长或压缩，即外加应力方向上的线应变成正比，其比例系数即为杨氏模量E。

泊松比：物体在弹性限度内，在受拉伸应力时，受力方向上发生伸长，其形变用纵向线应变（x轴方向）表示，而在于受力方向垂直的方向上发生缩短，其形变用横向线应变和（y轴和z轴方向）表示，其横向线应变（缩短）与纵向线应变（伸长）的比值即为泊松比。

滑行纵波：折射纵波的折射角为90°，产生的折射纵波沿界面传播称为滑行纵波

孔隙度：岩石所有空隙体积占岩石总体积的百分比

声波时差：在物理声学中，声速的倒数1/v称为慢度，在声波测井中称为声波时差（声波信号在1m 厚的岩层中传播所用时间）

周波跳跃：声波时差测井曲线上出现声波时差值抖动性增加

滑行横波：折射横波的折射角为90°，产生的折射横波沿界面传播称为滑行横波

全波列：指滑行纵波、滑行横波、瑞利波、管波、斯通波的总和

瑞利波：在固体的自由表面上，传播方向沿表面的波

瑞利角：θr=arcsinV*/Vr,并认为在井内声波以瑞利角入射时，在井壁地层的表面产生瑞利波

斯通滤波（管波）：井内流体中传播的波

自由套管：套管内外都是空气或水（或低密度钻井液）的套管

弯曲波：在井壁地层中传播时，井壁上地层中的质点在与井轴垂直方向上的位移与扭转波德位移不在一个平面内，而是沿井的半径方向，即与井壁表面垂直传播时，井壁产生弯曲形变

扭转波：在井壁地层中传播时，井壁上质点存在沿水平方向上的位移，而且在井壁相对表面位移相反方向传播时，井壁地层产生扭转形变

各向异性（TI）：介质中有一个对称平面（如垂直于地面的井轴）在沿该轴方向上和与该轴垂直方向上介质的声波速度、弹性力学性质有差异，而与该轴垂直的水平面上，各个方向介质的声波速度和弹性力学性质可以认为是相同的

横向各向异性（HTI）：与井轴垂直的水平面上，在各个不同的方位上呈现出的各向异性

第一、第二临界角：①产生滑行纵波时，入射波的入射角θ1*=arcsin(VP1/VP2)

②产生滑行横波是，入射波的入射角θ2* = arcsin(VP1/VS2)

二、简述题

1.声波在两种介质的分界面处是如何传播的，请画图说明？

2.什么是滑行纵波，如何产生滑行纵波？

在井壁上沿井轴方向以纵波模式传播，即介质中质点的振动方向与波的传播方向一致的波叫滑行纵波。在低速介质中的声源发出的声波向高速介质入射时，其入射角为第一临界角，则可产生滑行纵波。

3.证明Fermat原理。P257

4.推导测量滑行纵波和滑行横波的临界源距。P258

5.简述AC测井的原理、仪器结构和应用。

基本原理：测量记录在固定源距上所接收到的滑行波传播时间，随接收到的滑行波的到达时间不同，可以测量记录井壁上声波速度不同的岩层的声速。

结构：两个发射探头T1、T2对称的放置在两个接收探头R1和R2的上方和下方，T1和T2轮流工作，以上、下两次测量记录结果的平均值作为在某一深度上的测量记录结果。

应用：消除深度偏移距；消除井径变化对声波时差或声波速度测量记录的影响（补偿井眼）。

6.为什么AC测井可以补偿井眼？

双发双收声系在上发射探头T1工作时测量记录一次声波时差：△T

上

=CD/V P+(DF－CE)/V f

在下发射探头T2工作测量记录一次声波时差：△T

下=C ’D’/V

P

+(D’F’－C’E’)/V f

可以认为：CE=D’F’,DF=C’E’,取两次测量记录结果的平均值作为在该井段上的声波时差测量结果：

T=0.5（△T上+△T下）=CD/V P

即双发双收声系测量记录结果已经将井径变化对声波时差的影响消除了（补偿井眼）。

7.说明长源距声波测井（LSS）的仪器结构，为什么选用这种测井方法？

长源距声波测井的声系有两个发射探头T1T2及两个接受探头R1R2组成。两个发射探头T1和T2以及两个接受探头R1和R2的距离都是0.61m（2ft），发射探头和接受探头间的距离有2.44m(8ft)3.05m （10ft）3.66（12ft）三种源距。

长源距声波测井解决了BHC无法解决的两种情况：井径很大；井周围泥岩发生蚀变时，一些非固结和永冻地层中径向声速发生变化。它还有增大了源距，从而能够在时间轴上区分速度不同的波群，便于从滑行纵波、滑行横波、瑞利波、管波等各组波群中提取速度、幅度、频率变化等信息的优点，所以选用这种测井方法。

8.说明数字阵列声波测井（DAC）的仪器结构，DAC测井有哪些应用？

阵列声波测井的声系包括两组：低频（15~17kHz）发射、长源矩阵列接收；频率为20kHz的短源距单发双收。长源距声系由2个相距0.61m的发射探头和8个接收探头组成的阵列接收声系，发射探头和接收探头的最短源距是2.44m最大源距为4.11m，接收探头间的间距为0.15m。短源距声系是有一个发射探头和两个接收探头组成，最短源距0.91m，最长源距是1.52m。应用：根据测量记录到的阵列接收声系接收到的波列，还可以通过对信号的处理，获得纵波、横波、瑞利波、管波的速度、幅度、频率等可以用于评价储集层的信息。

9.简要说明DAC测井信号有哪些处理方法。

阀值检测法：对某种模式波设置一个阀值，当信号超过该阀值时，即认为是该模式波的初始相位。

差值检测法：在声波全波列上出现一种新的模式波时，在时间轴上会出现幅度跃变，检测出跃变在时间轴上的位置，即可检测出新的模式波处之到达时间

波形相似相关法：将两个不同的声波波列都离散为各有n个数据点序列，将这两个序列

用矢量表示，比较它们的相似度

直接相位法：一种在频域上处理声波波列的方法

协方差分析法：利用各种模式波因速度不同而在某个接收探头上到达的时间差异使用同一个时间-空间窗口的方法

最大似然法：计算某个模式波的信号强度，并将该模式波以外的信号调制到最小

10.简述偶极子（DSI）和四极子（QSI）横波测井原理，为什么采用种种测井方法？

原理：在井壁上直接激发横波或与横波接近的某种波来获得横波信息。利用这种测井方法是为了获得有效的横波信息从而识别储集层孔隙类型和估算储集层渗透率。

11.什么是弯曲波和扭转波，他们的传播有什么特征？

弯曲波：在井壁地层中传播时，井壁上地层中的质点在与井轴垂直方向上的位移与扭转波德位移不在一个平面内，而是沿井的半径方向，即与井壁表面垂直传播时，井壁产生弯曲形变

扭转波：在井壁地层中传播时，井壁上质点存在沿水平方向上的位移，而且在井壁相对表面位移相反方向传播时，井壁地层产生扭转形变

12.横波在地层传播时，为什么会产生横波分裂？

在井下产生的横波沿岩石层理方向传播的横波速度与沿层理垂直的方向传播的横波速度不同，就是说在同一水平面上，存在两种速度不同的横波，这就是横波分裂。

13.DSI测井有哪些应用？

①评价井壁地层弹性力学性质②估算储集层孔隙度和孔隙类型③估算储集层④评价储集层剩余油饱