常规测井培训3-孔隙度曲线

（2）岩性的影响： ）岩性的影响：
由于不同矿物的弹性模量、密度及泊松比不同， 由于不同矿物的弹性模量、密度及泊松比不同，所以由不同矿物组成 的岩石，其声速也不同。常见岩石中最高速的是白云岩7900 m/s， 的岩石，其声速也不同。常见岩石中最高速的是白云岩 ， 最低速为泥岩， 最低速为泥岩，约1800 m/s，一般在 ，一般在3000～6000m/s。这是用声速 ～ 。 测井区分岩性的依据。 测井区分岩性的依据。
（二）孔隙度曲线-AC、DEN、CNL 孔隙度曲线-AC、DEN、
4、声波速度测井
声波测井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、 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。包括声波速度测井、 等问题的测井方法。包括声波速度测井、声波 幅度测井、全波列测井等。 幅度测井、全波列测井等。 声速测井（也称声波时差测井） 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、 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， 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、 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。 岩性及孔隙流体性质。 声速测井是三种主要的岩性-孔隙度测井方法 声速测井是三种主要的岩性 孔隙度测井方法 之一。 之一。
5、 密度测井
岩石体积密度是表征岩石性质的一个重要参数， 岩石体积密度是表征岩石性质的一个重要参数， 它不但与岩石矿物成分和含量有关， 它不但与岩石矿物成分和含量有关，还与孔隙度 和孔隙流体类型及含量有关。 和孔隙流体类型及含量有关。 用伽马源发射的射线照射地层， 用伽马源发射的射线照射地层，根据康普顿效应 测量地层密度称为地层密度测井； 测量地层密度称为地层密度测井； 根据康普顿效应和光电效应， 根据康普顿效应和光电效应，用能谱分析法测量 岩石光电吸收截面和体积密度的方法称为岩性-密 岩石光电吸收截面和体积密度的方法称为岩性 密 度测井； 度测井； 密度测井是三种主要的岩性-孔隙度测井方法之一 孔隙度测井方法之一。 密度测井是三种主要的岩性 孔隙度测井方法之一。
（3）补偿声速测井 ）
单发双收主要缺点：井径变化（扩大）界面处， 单发双收主要缺点：井径变化（扩大）界面处， 声波时差出现“假异常” 声波时差出现“假异常”； 双发双收补偿声速：相当于两个单发双收声系， 双发双收补偿声速：相当于两个单发双收声系， 井径变化对它们的影响相反，取二者平均值， 井径变化对它们的影响相反，取二者平均值，消 除假异常。 除假异常。
4.4 刻度与测井质量控制
刻度主要包括地面设备的校准和井下仪器的检查。 刻度主要包括地面设备的校准和井下仪器的检查。 井下仪器的检查通常是在充满水的铝管或在井中 的钢套管内进行（铝管和钢套管的时差约为57 的钢套管内进行（铝管和钢套管的时差约为 µs/ft）； ）； 上井前应在车间进行铝筒刻度， 上井前应在车间进行铝筒刻度，所测值与标称值 绝对误差应在5µs/m（1.5 µs/ft）以内； 绝对误差应在 （ ）以内； 套管声波时差数值应在187±5 µs/m（57 ±2 套管声波时差数值应在 ± （ µs/ft）； ）； 渗透层不得出现与地层无关的跳动， 渗透层不得出现与地层无关的跳动，遇周波跳跃 应减速后重复测量； 时，应减速后重复测量； 测井曲线值不得低于岩石骨架值； 测井曲线值不得低于岩石骨架值； 渗透层时差值应符合地区规律。 渗透层时差值应符合地区规律。利用它计算的孔 隙度值应与其它孔隙度测井得到的数值基本一致。 隙度值应与其它孔隙度测井得到的数值基本一致。
（对长源距测量结果影响较小）。 对长源距测量结果影响较小）。
测量方式：采用贴井壁测量方式 为了克服泥饼（厚度h 贴井壁测量方式。 测量方式：采用贴井壁测量方式。为了克服泥饼（厚度 mc和 影响，常采用双源距补偿密度测井： 密度ρmc）影响，常采用双源距补偿密度测井： ρb = ρL + ∆ρ ，其 由长源距计数率得到， ∆ρ由长 由长、 中ρL由长源距计数率得到， ∆ρ由长、短源距计数率共同得到 记录曲线： 补偿密度（ ∆ρ两条曲线 两条曲线。 记录曲线： 补偿密度（FDC）记录ρ b 和 ∆ρ两条曲线。 ）记录ρ
5.1 测井基础
伽马射线与物质相互作用主要有三种：光电效应、 伽马射线与物质相互作用主要有三种：光电效应、 康普顿效应、电子对效应。 康普顿效应、电子对效应。 康普顿效应引起伽马射线减弱， 康普顿效应引起伽马射线减弱，用康普顿减弱系 ZN ρ 表示： 一定条件下， 与介质 数σ表示： σ = σ A ，一定条件下， σ与介质 表示 密度ρ成正比 由此发展了密度测井。 成正比， 密度 成正比，由此发展了密度测井。 光电效应导致伽马光子被完全吸收， 光电效应导致伽马光子被完全吸收，用宏观光电 吸收截面Σ表示 表示： 测井中K为常数 为常数， 吸收截面 表示： Σ = KZ 4.6 ，测井中 为常数， 可反映岩性。 故Σ可反映岩性。另外常用光电吸收截面指数 可反映岩性 另外常用光电吸收截面指数Pe 2 U = ⋅Σ ＝ Σ/Z=KZ3.6和体积光电吸收截面指数 N 反映岩性。 反映岩性。 密度测井利用了康普顿效应，测量地层体积密度； 密度测井利用了康普顿效应，测量地层体积密度；
4.1 地层声速的影响因素
（1）弹性波的传播： ）弹性波的传播：
纵波： 纵波：
vp =
E
(1 − σ ) ρ (1 + σ )(1 − 2σ )
横波： 横波：
v
s
=
E
1 ρ 2 (1 + σ )
其中的ρ、 、 分别为地层密度 杨氏模量和泊松比。 分别为地层密度、 其中的 、E、σ分别为地层密度、杨氏模量和泊松比。
深度相同成分相似的岩石，地质时代不同，声速也不同， 深度相同成分相似的岩石，地质时代不同，声速也不同，老地层比新 地层具有较高的声速；岩性和地质时代相同的条件下， 地层具有较高的声速；岩性和地质时代相同的条件下，声速随岩层 埋藏深度加深而增大。 埋藏深度加深而增大。
4.2 声速测井原理
（1）声波的发射与接收 ）
ma f ma
不同岩性地层声速（时差）不同，可以识别地层岩性。 不同岩性地层声速（时差）不同，可以识别地层岩性。
识别气层和裂缝
主要依据时差明显变大或“周波跳跃”现象。 主要依据时差明显变大或“周波跳跃”现象。
检测地层压力异常（超压地层） 钻井上很有用 钻井上很有用) 检测地层压力异常（超压地层）(钻井上很有用
5.3 影响因素及校正
（1）泥饼影响：密度测井主要受泥饼厚度和密度的影响， ）泥饼影响：密度测井主要受泥饼厚度和密度的影响，
4.5 主要应用
确定地层岩性和孔隙度
地层声速和地层孔隙度有关， 地层声速和地层孔隙度有关，通过理论计算和实验室测量 主要骨架及流体参数（单位： 主要骨架及流体参数（单位： µs/m） ） 可以确定声速或时差与孔隙度的关系， 可以确定声速或时差与孔隙度的关系，所以由声速测井的 时差值可以估算地层孔隙度。 常用威利时间平均公式： 时差值可以估算地层孔隙度或182 。 砂岩： 砂岩：168或 常用威利时间平均公式： ∆ t − ∆ t φ = ∆t = (1 − φ )∆ t ma + φ∆ t f ∆ t − 石灰岩：156 白云岩：143 石灰岩：得到 白云岩：∆ t 公式适用于：均匀粒间孔隙、固结压实纯地层。 公式适用于：均匀粒间孔隙、固结压实纯地层。其它情况 淡水泥浆： 淡水泥浆：620 需要校正，常见的压实校正公式： 盐水泥浆：608 需要校正，常见的压实校正公式： 盐水泥浆：ma 1 φ s (φ s )c = ∆∆tt −−∆∆tt c = c p f ma p
发射的伽马经一次或多次散射后能到达探测器的光子数； 发射的伽马经一次或多次散射后能到达探测器的光子数； 射向探测器的光子被再散射而改变方向或被吸收的光子数。 射向探测器的光子被再散射而改变方向或被吸收的光子数。
测井选用的正源距情况下，后者超过前者， 地层密度越大， 测井选用的正源距情况下，后者超过前者，即：地层密度越大， 计数率越低。 计数率越低。
A e
A
5.2 测井原理
（1）伽马源： 密度测井选用 137 ）伽马源： 密度测井选用Cs （2）密度测井： ）密度测井：
计数率： 计数率：伽马射线计数率与密度的关系为
ρb =
1 (ln N − B ) A
源自文库
。当 伽马源强度和源距选定后， 伽马源强度和源距选定后，探测器接收到的散射伽马强度决定 于两个过程： 于两个过程：
（3）孔隙度的影响： ）孔隙度的影响：
地层孔隙通常充满流体，相对于岩石骨架，孔隙流体是低速介质， 地层孔隙通常充满流体，相对于岩石骨架，孔隙流体是低速介质，所 以相同岩性、相同孔隙流体的地层，孔隙度越大，地层声速越小。 以相同岩性、相同孔隙流体的地层，孔隙度越大，地层声速越小。
（4）岩层地质时代和埋深的影响： ）岩层地质时代和埋深的影响：
发射和接收声波的装置习惯称为“探头” 是一种换能器， 发射和接收声波的装置习惯称为“探头”，是一种换能器， 具有一定的方向性、频率特性和声功率。 具有一定的方向性、频率特性和声功率。 发射的声波频率一般为20～ 发射的声波频率一般为 ～25 kHz，介于声波与超声波之间。 ，介于声波与超声波之间。 发射的声波在井壁地层与井内泥浆的分界面发生反、折射。 发射的声波在井壁地层与井内泥浆的分界面发生反、折射。 折射角为90 时沿界面传播的波称为滑行波。 折射角为 o时沿界面传播的波称为滑行波。此时的入射角 称为临界角。部分滑行波传播时会以临界角折射回井内， 称为临界角。部分滑行波传播时会以临界角折射回井内，由 接收探头探测到。声速测井测量的即是这样的滑行纵波。 接收探头探测到。声速测井测量的即是这样的滑行纵波。 滑行波成为首波：在所有能接收到的波中最先到达，便于区 滑行波成为首波：在所有能接收到的波中最先到达， 采取措施：大于临界源距； 隔声体” 分。采取措施：大于临界源距；“隔声体”设计 等。 滑行波产生条件： 滑行波产生条件： v2>v1 临界角入射
4.3 影响因素
地层厚度的影响 厚度大于间距的地层称为厚层， 厚度大于间距的地层称为厚层，小于间距的 称为薄层。由于声速测井的输出（时差） 称为薄层。由于声速测井的输出（时差）代 间地层的平均时差， 表R1R2间地层的平均时差，因此它们的声速 测井时差曲线存在一定差异。 测井时差曲线存在一定差异。 周波跳跃” “周波跳跃”现象的影响 疏松砂岩气层或裂缝发育地层，声衰减严重， 疏松砂岩气层或裂缝发育地层，声衰减严重， 声波时差增大， 声波时差增大，曲线上显示忽大忽小幅度急 剧变化的现象。 剧变化的现象。常用于判断裂缝发育地层和 寻找气层。 寻找气层。
余波干扰
某些高速地层与井内泥浆声阻抗 差别较大， 差别较大，声波在井内泥浆和井 壁上反射较强， 壁上反射较强，在井筒内的多次 反射形成混响声场， 反射形成混响声场，使首波辨认 极为困难，甚至不可能。 极为困难，甚至不可能。
测量盲区
双发双收声系记录的是两个时差 的平均值。在低速地层， 的平均值。在低速地层，上发射 时声波实际传播距离与下发射时 声波实际传播距离可能完全不重 此时， 合。此时，在仪器记录点附近一 定厚度的地层对测量结果没有任 何贡献，称为“盲区” 何贡献，称为“盲区”。此时所 测时差与记录点所在深度处地层 速度无关。 速度无关。
（2）单发双收声速测井 ）
通过测量到达接收探头的 时间差反映地层速度； 时间差反映地层速度； 声系：一个发射探头，两 声系：一个发射探头， 个接收探头； 个接收探头； 声波时差： 声波时差：声波传播单位 距离所用的时间，单位s/m， 距离所用的时间，单位 ， 常用µs/m或µs/ft 。 常用 或 通过测量滑行波到达两个 接收探头的时间差， 接收探头的时间差，换算 为声波时差， 为声波时差，沿井剖面连 续测量， 续测量，记录声波时差曲 线，常用AC或∆t表示。 常用 或 表示。 表示