声波测井原理
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物理意义：描述弹性体形状改变的物理量，无量纲； 任何材料， =0～0.5。
-D-
施加力
L
(3)体积弹性模量 K (也称膨胀率)
体积弹性模量：在外力作用下，物体体积发生相对 变化V/V，即，体积应变，则，体积弹性模量为 应力与体应变之比。
K=应力/体应变=(F/S)/(△V/V) (N/m2或kg/cm2)
岩石名称
页岩 砂岩 泥灰岩 石灰岩 硬石膏 玄武岩 花岗岩
部分岩石的弹性模量
E
(×1011N/m2)
0.17～0.45 0.003～0.715
0.15～0.45 0.25～0.801 0.72～0.74
1.15 0.3～0.57
0.2～0.35 0.3～0.4 0.22～0.35
0.295 0.23 0.198～0.30
2 声波幅度测井
声波幅度测井(声幅测井)主要用于检查固井质量。 水泥胶结良好时，声波幅度较小；水泥胶结不好时， 声波幅度较大。
3 声波全波列测井
声波全波列测井记录滑行纵波、滑行横波等一系列 波列的速度、幅度、衰减、频率等与岩层性质和特 征有关的信息。
数字记录 模拟记录
用途:判断岩性－估算孔隙度－估算弹性力学参数
2.2 描述弹性体的参数
虎克定律：在弹性限度内，弹性体的弹性形变与外 力成正比，即：f＝-E· 由于应力与外力数值相等，方向相反，故上式可以 改写成为：＝E·
(1)杨氏弹性模量 E
E＝应力/应变＝/
应力：作用在单位面积上的力，F / S。 应变：弹性体在力方向上的相对形变，△L / L。 E物理意义：弹性体发生单位线应变时弹性体产生的 应力大小；数值大小表示弹性体或弹性材料在外力作 用下发生形变的难易程度，其量纲与应力相同。
声波测井主要内容 ➢声波速度测井 ➢声波幅度测井 ➢声波全波列测井 ➢声波井下电视测井 ➢噪声测井
1 声波速度测井
声波速度测井，又叫声波时差测井，它是测量井剖 面声波纵波速度Cp的倒数，即声波纵波在1米地层 中传播所需的时间，在测井中叫做时差，记作t， t＝1/Cp，单位：微秒/米或微秒/英尺。 声波速度测井是声波测井中应用最广泛的声波测井 方法，主要利用声波速度测井资料来研究井剖面的 岩性，估算储集层孔隙度等。
声波测井主要优点
➢不受泥浆性质影响； ➢不受矿化度影响； ➢不受泥浆侵入影响。
第一节 岩石的声学特征
一、岩石的弹性 二、声波在岩石中的传播特征
基本概念和相关知识
1. 弹性力学 2. 弹性的定义 3. 弹性体和塑性体 4. 描述弹性体的参数：
• 杨氏弹性模量 E • 泊松比 • 体积弹性模量 K • 剪切模量
体积弹性模量的倒数叫体积压缩系数，用表示， 即：=1/K
(4)剪切模量 (也称切变模量) （kg/cm2） 如右下图所示的矩形六面弹性体，其上表面 的面积为A，受到平行于该表面的剪切力Ft 的作用时，在力的方向上相对位移一段距离 L，剪切应力等于Ft/A，剪切应变等于L/L， 则切应力与切应变之比就叫剪切模量或切变 模量，用表示。
声波
➢声波的分类 一般按照频率来分，声波可以分为：
超声波（ultra-sonic wave）>20KHz
声波 (sonic wave)
20~20KHz
次声波（infrasonic wave) <20Hz
声波测井
声波测井是测量和记录井剖面上岩层的声学 性质（岩石的声速、声波在岩石中的衰减规 律）的一种测井方法。
2 弹性体的应力和应变
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。
4. 部分岩石的弹性模量
弹性力学是力学的一个分支学科，它研究弹 性体由于受外力作用(或温度变化)等原因而 发生的应力、形变和位移，以及形变和位移 的传播。
1 弹性的定义
弹性：是指物体在外力作用下将发生变形，即物 体受力的效果不是产生宏观运动，而是物体内部 各体积元或各部分之间相对位置的变化，在外力 不超过一定限度情况下，取消外力则物体将恢复 原状，物体的这种性质称为弹性，即物体受有限 外力作用而发生形变后恢复原来形态的能力。
弹性力学对被研究物体的假定： ①物体是连续的 ②物体是均匀的； ③物体是各向同性的； ④物体受力后的变形和位移是微小的； ⑤物体是完全弹性的。
弹性力学所研究的是理想弹性体，而石油的储集体 －地下岩石并非理想的弹性体。
非均质性：孔隙、裂缝，骨架与胶结物性质各不相同 各向异性：节理、层理等
但是，由于任何物体在外力很小时，因外力而发生形 变都很小的情况下，均可把其当作弹性体进行处理， 故可把地下Biblioteka Baidu石近似看作弹性体。
(2)泊松比
弹性体在外力作用下，纵向上产生伸长的同时，横 向缩小。假设：有一圆柱形弹性体的直径和长度分 别为D和L，在外力作用下，直径和长度的变化分 别为D和 L，则横向相对缩减D/D和纵向相对 伸长 L/L之比称为泊松比，用表示。
= 弹性体的横向应变 / 纵向应变 =（△D/D）/（△L/L）
(×1011N/m2)
0.231～0.265 0.281
0.156～0.237
二、声波在岩石中的传播特性
1. 纵波、横波的定义 2. 波的传播特征 3. 产生滑行波的条件 4. 反射、折射系数（R、T） 5. 波阻抗、声耦合率 6. 声速影响因素 7. 不同介质的声波速度
4 声波井下电视和体积扫描测井
利用声波反射原理来得到井壁直观图象的测井方法。 井内流体(泥浆)对可见光是不透明，因此，在井下 不采用通常的光学电视系统，而是采用声波探测成 像技术。 体积扫描测井不仅可以得到井壁表面的直观图象， 还可以探测井壁以外一定径向深度范围内的介质分 布情况。
5 噪声测井
噪声测井记录井下自然声场(噪声)分布情况，得到 由于岩层应力变化而引起声场分布的变化情况，为 地震预报和震情监测提供资料；判断井下出水或出 气的层位以及检查水或气在套管外的串漏情况。
-D-
施加力
L
(3)体积弹性模量 K (也称膨胀率)
体积弹性模量：在外力作用下，物体体积发生相对 变化V/V，即，体积应变，则，体积弹性模量为 应力与体应变之比。
K=应力/体应变=(F/S)/(△V/V) (N/m2或kg/cm2)
岩石名称
页岩 砂岩 泥灰岩 石灰岩 硬石膏 玄武岩 花岗岩
部分岩石的弹性模量
E
(×1011N/m2)
0.17～0.45 0.003～0.715
0.15～0.45 0.25～0.801 0.72～0.74
1.15 0.3～0.57
0.2～0.35 0.3～0.4 0.22～0.35
0.295 0.23 0.198～0.30
2 声波幅度测井
声波幅度测井(声幅测井)主要用于检查固井质量。 水泥胶结良好时，声波幅度较小；水泥胶结不好时， 声波幅度较大。
3 声波全波列测井
声波全波列测井记录滑行纵波、滑行横波等一系列 波列的速度、幅度、衰减、频率等与岩层性质和特 征有关的信息。
数字记录 模拟记录
用途:判断岩性－估算孔隙度－估算弹性力学参数
2.2 描述弹性体的参数
虎克定律：在弹性限度内，弹性体的弹性形变与外 力成正比，即：f＝-E· 由于应力与外力数值相等，方向相反，故上式可以 改写成为：＝E·
(1)杨氏弹性模量 E
E＝应力/应变＝/
应力：作用在单位面积上的力，F / S。 应变：弹性体在力方向上的相对形变，△L / L。 E物理意义：弹性体发生单位线应变时弹性体产生的 应力大小；数值大小表示弹性体或弹性材料在外力作 用下发生形变的难易程度，其量纲与应力相同。
声波测井主要内容 ➢声波速度测井 ➢声波幅度测井 ➢声波全波列测井 ➢声波井下电视测井 ➢噪声测井
1 声波速度测井
声波速度测井，又叫声波时差测井，它是测量井剖 面声波纵波速度Cp的倒数，即声波纵波在1米地层 中传播所需的时间，在测井中叫做时差，记作t， t＝1/Cp，单位：微秒/米或微秒/英尺。 声波速度测井是声波测井中应用最广泛的声波测井 方法，主要利用声波速度测井资料来研究井剖面的 岩性，估算储集层孔隙度等。
声波测井主要优点
➢不受泥浆性质影响； ➢不受矿化度影响； ➢不受泥浆侵入影响。
第一节 岩石的声学特征
一、岩石的弹性 二、声波在岩石中的传播特征
基本概念和相关知识
1. 弹性力学 2. 弹性的定义 3. 弹性体和塑性体 4. 描述弹性体的参数：
• 杨氏弹性模量 E • 泊松比 • 体积弹性模量 K • 剪切模量
体积弹性模量的倒数叫体积压缩系数，用表示， 即：=1/K
(4)剪切模量 (也称切变模量) （kg/cm2） 如右下图所示的矩形六面弹性体，其上表面 的面积为A，受到平行于该表面的剪切力Ft 的作用时，在力的方向上相对位移一段距离 L，剪切应力等于Ft/A，剪切应变等于L/L， 则切应力与切应变之比就叫剪切模量或切变 模量，用表示。
声波
➢声波的分类 一般按照频率来分，声波可以分为：
超声波（ultra-sonic wave）>20KHz
声波 (sonic wave)
20~20KHz
次声波（infrasonic wave) <20Hz
声波测井
声波测井是测量和记录井剖面上岩层的声学 性质（岩石的声速、声波在岩石中的衰减规 律）的一种测井方法。
2 弹性体的应力和应变
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。
4. 部分岩石的弹性模量
弹性力学是力学的一个分支学科，它研究弹 性体由于受外力作用(或温度变化)等原因而 发生的应力、形变和位移，以及形变和位移 的传播。
1 弹性的定义
弹性：是指物体在外力作用下将发生变形，即物 体受力的效果不是产生宏观运动，而是物体内部 各体积元或各部分之间相对位置的变化，在外力 不超过一定限度情况下，取消外力则物体将恢复 原状，物体的这种性质称为弹性，即物体受有限 外力作用而发生形变后恢复原来形态的能力。
弹性力学对被研究物体的假定： ①物体是连续的 ②物体是均匀的； ③物体是各向同性的； ④物体受力后的变形和位移是微小的； ⑤物体是完全弹性的。
弹性力学所研究的是理想弹性体，而石油的储集体 －地下岩石并非理想的弹性体。
非均质性：孔隙、裂缝，骨架与胶结物性质各不相同 各向异性：节理、层理等
但是，由于任何物体在外力很小时，因外力而发生形 变都很小的情况下，均可把其当作弹性体进行处理， 故可把地下Biblioteka Baidu石近似看作弹性体。
(2)泊松比
弹性体在外力作用下，纵向上产生伸长的同时，横 向缩小。假设：有一圆柱形弹性体的直径和长度分 别为D和L，在外力作用下，直径和长度的变化分 别为D和 L，则横向相对缩减D/D和纵向相对 伸长 L/L之比称为泊松比，用表示。
= 弹性体的横向应变 / 纵向应变 =（△D/D）/（△L/L）
(×1011N/m2)
0.231～0.265 0.281
0.156～0.237
二、声波在岩石中的传播特性
1. 纵波、横波的定义 2. 波的传播特征 3. 产生滑行波的条件 4. 反射、折射系数（R、T） 5. 波阻抗、声耦合率 6. 声速影响因素 7. 不同介质的声波速度
4 声波井下电视和体积扫描测井
利用声波反射原理来得到井壁直观图象的测井方法。 井内流体(泥浆)对可见光是不透明，因此，在井下 不采用通常的光学电视系统，而是采用声波探测成 像技术。 体积扫描测井不仅可以得到井壁表面的直观图象， 还可以探测井壁以外一定径向深度范围内的介质分 布情况。
5 噪声测井
噪声测井记录井下自然声场(噪声)分布情况，得到 由于岩层应力变化而引起声场分布的变化情况，为 地震预报和震情监测提供资料；判断井下出水或出 气的层位以及检查水或气在套管外的串漏情况。