2008声波测井课-声幅
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sin θ C = T1 =
L = 5 ft, T1 = 57 × 5 + 15(6.4 − 3.63) = 326.55µs L 2a + cos θ C = 57 L + 15 ( d − c ) V2 V1
V1 = 0 . 2999 , cos θ C = 0 . 9542 V2
L = 3 ft, T1 = 57 × 3 + 15(6.4 − 3.63) = 212.55µs
套管直径的影响
1、自由套管
1—套管外为水 套管外为水 2—套管外为固结水泥 套管外为固结水泥 测得的声幅为100% 以d=14cm测得的声幅为 测得的声幅为
1、自由套管
套管厚度的影响
3000
套管外有水泥
1、自由套管
由于泥浆、仪器测量条件影响，套管波不规则， 由于泥浆、仪器测量条件影响，套管波不规则， 要求记录本井自由套管幅度，用于刻度。 要求记录本井自由套管幅度，用于刻度。
第二节 声波波型与固井质量的关系 从全波列上来分析，为声幅测井、 从全波列上来分析，为声幅测井、变密度测 井提供方法原理。分几种水泥胶结类型来讨论。 井提供方法原理。分几种水泥胶结类型来讨论。 1. 管外无水泥胶结，为自由套管 管外无水泥胶结， 2. 仅套管与水泥胶结，水泥与地层无胶结 仅套管与水泥胶结， 3. 套管与水泥、水泥与地层部分胶结 套管与水泥、 4. 套管与水泥、水泥与地层胶结良好(低速地层 套管与水泥、水泥与地层胶结良好 低速地层 低速地层) 套管与水泥、水泥与地层胶结良好 高速地层 高速地层) 套管与水泥、水泥与地层胶结良好(高速地层
V1
V2
V3
V4
0.75 英寸 3.63 英寸 1.38 英寸 3,5 英寸 17544 英尺/ 秒 57 微妙/ 英尺 5250 英尺/ 秒 189 微妙/ 英尺 9000~16000 英尺/ 秒 111~63 微妙/ 英尺
L
J0
α12
β23
a
b
c
砂岩骨架声速 砂岩骨架声速 18000 英尺/ 秒 骨架 砂岩骨架时差 砂岩骨架时差 55.5 微妙/ 英尺 骨架
第三章 声波幅度测井
本章主要讲解套管井中用于评价固井质量的声幅测 井,可称为固井声幅(水泥胶结)测井。 可称为固井声幅(水泥胶结)测井。
内容： 内容：
第一节 套管井中波成分 第二节 声波波型与固井质量关系 第三节 固井声幅测井主要方法及其应用 第四节 其它声幅测井方法
第一节 套管井中波成分
井眼直径 套管外径 套管内径d 水泥环厚 套管壁厚b 仪器外径 c 泥浆环厚 源距 L 钢 速度 V2 钢 时差 泥浆速度 泥浆速度V1 泥浆时差 泥浆时差 水泥声速 水泥声速V2 水泥时差 水泥时差 8.5 7 6.4 0.3 英寸 英寸 英寸 英寸
第一节 套管井中波成分 套管波(纵波横波复合波) 1、套管波(纵波横波复合波)
套管波的声强（或幅度） 套管波的声强（或幅度）大小与 水泥胶结好坏有关， 水泥胶结好坏有关，设α12为折射系 为反射系数,入射声强为J 数, β23为反射系数,入射声强为J0, 则反射声强为: 则反射声强为: J=J0α12β23 α21= J0 α212β23 说明反射声强与套管水泥界面反 射系数β 有关.胶结不好β 就大, 射系数β23有关.胶结不好β23就大,声 强幅度增大; 强幅度增大;管外是水泥还是泥浆或 空气,接收套管波相差4~5 4~5倍 空气,接收套管波相差4~5倍。 因此套管波幅度的大小可确定第 一界面水泥胶结质量。 一界面水泥胶结质量。
(4)水泥凝固时间对套管波的影响
波波波波波波(us)
20.00 40.00 60.00 80.00 100.00
波波波波波波(us)
20.00 40.00 60.00 80.00 100.00
12
14
水 泥 凝 固 波 波
16 20 22 25 27 29 31 33
(hou ur)
水 泥 凝 固 波 波
接收器依次得到波有：套管波、 接收器依次得到波有：套管波、地层波 水泥环波、泥浆波 水泥环波、
第一节 套管井中波成分 套管波(纵波横波复合波) 滑行波、 1、套管波(纵波横波复合波):滑行波、一次反射波 及多次反射波（能量很弱）， ），滑行波与一次反射波 及多次反射波（能量很弱），滑行波与一次反射波 到达接收器时间只差0.2us 可看作同时到达。 0.2us， 到达接收器时间只差0.2us，可看作同时到达。
滑行纵波 一次反射纵波
T1 = T 2 = 2 atg θ 2a cos θ 2a cos θ
1 C
L − 2 atg θ 1 + V1 V2 1 2b + V1 cos θ
2 2
C
, sin θ
1 2
C
= V1 V2
V1 V2
1
sin θ 1 , V 2 sin θ
=
+ 2 btg θ
= L
对于套管波到达接收器时间在全井段是不变的，只与源距、 对于套管波到达接收器时间在全井段是不变的，只与源距、 套管、 套管、仪器尺寸有关
（a）波波图（宽养水厚）
(4)水泥凝固时间对套管波的影响
水泥凝固时间长,水泥强度大, 水泥凝固时间长,水泥强度大,套管波愈能透射到水泥 环向地层传播使套管波幅度下降,衰减系数增大. 环向地层传播使套管波幅度下降,衰减系数增大.水泥 凝固时间受速凝剂、水灰比、水泥中杂质等影响， 凝固时间受速凝剂、水灰比、水泥中杂质等影响，实 验考察30~48小时进行声幅测井比较合适。 30~48小时进行声幅测井比较合适 验考察30~48小时进行声幅测井比较合适。
仅套管与水泥胶结（仅一界面胶结好） 2、仅套管与水泥胶结（仅一界面胶结好）
V1V2 V3 V1 V4
320us
945us
仅套管与水泥胶结（仅一界面胶结好） 2、仅套管与水泥胶结（仅一界面胶结好）
此时大部分能量进入水泥环（水泥环波衰减大），套管波幅度很小， 此时大部分能量进入水泥环（水泥环波衰减大），套管波幅度很小，其 ），套管波幅度很小 特点： 特点： (1)320us(L=5ft),由于一界面胶结好 套管波幅度大大减小; 由于一界面胶结好, (1)320us(L=5ft),由于一界面胶结好,套管波幅度大大减小; (2)套管波后为水泥环波 衰减无规则,幅度小,有时无显示; 套管波后为水泥环波, (2)套管波后为水泥环波,衰减无规则,幅度小,有时无显示; (3)无地层波 仅少量能量环形流体层(泥浆),进入地层更少; 无地层波, ),进入地层更少 (3)无地层波,仅少量能量环形流体层(泥浆),进入地层更少; (4)最后出现为泥浆波 最后出现为泥浆波. (4)最后出现为泥浆波. 水泥环参数对套管波幅度的影响: 水泥环参数对套管波幅度的影响: (1)水泥抗压强度的影响 水泥环抗压强度大,进入水泥环的能量就多, 水泥抗压强度的影响: (1)水泥抗压强度的影响:水泥环抗压强度大,进入水泥环的能量就多,套管 波就变小,衰减变大; 波就变小,衰减变大; 计算抗压强度值与出厂值比较(标定值),两者相等为胶结好, ),两者相等为胶结好 计算抗压强度值与出厂值比较(标定值),两者相等为胶结好,小于出厂值 可能为套管与水泥胶结不好有裂隙或窜槽、水泥不纯、 可能为套管与水泥胶结不好有裂隙或窜槽、水泥不纯、水泥凝固时间不 一般48小时）。 48小时 够（一般48小时）。 水泥环密度或声速影响：波阻抗Z 进入水泥环的能量多， （2）水泥环密度或声速影响：波阻抗Z大，进入水泥环的能量多，套管 波幅度就低，衰减大； 波幅度就低，衰减大； (3)水泥环厚度影响：厚度小 水泥环厚度影响： 套管波幅度变化明显, 水泥环厚度影响 厚度小(<1.905cm)套管波幅度变化明显 套管波幅度变化明显 >1.905cm变化不明显 变化不明显; 变化不明显
3、部分胶胶结
3、部分胶结（窜槽） 部分胶结（窜槽）
(1)套管波幅度介于自由套管和仅一界面胶结好的情形， (1)套管波幅度介于自由套管和仅一界面胶结好的情形， 套管波幅度介于自由套管和仅一界面胶结好的情形 (2)后续波有地层波 幅度不大(360 部分传播), 后续波有地层波, ),到达时间与地层 (2)后续波有地层波,幅度不大(3600部分传播),到达时间与地层 速度有关. 速度有关. 问题1:泥饼影响:泥饼存在往往使水泥—地层胶结不好 1:泥饼影响 地层胶结不好（ 问题1:泥饼影响:泥饼存在往往使水泥 地层胶结不好（固结水 泥吸收泥饼水分，泥饼收缩） 泥吸收泥饼水分，泥饼收缩） 问题2 窜槽影响：固井要求套管与地层间环行空间(360 问题2：窜槽影响：固井要求套管与地层间环行空间(3600)，全 部被水泥占有，如一部分没有水泥或水泥没有胶结, 部被水泥占有，如一部分没有水泥或水泥没有胶结,给油水运动 窜槽( 形成通道,造成窜槽 油层射孔出水). 形成通道,造成窜槽(油层射孔出水). 是不是发生窜槽要看油水层是否被封隔开, 是不是发生窜槽要看油水层是否被封隔开,发生窜槽就要进行补 挤水泥(成本很高). 挤水泥(成本很高). 问题3:微环影响:由于注水泥加压,套管膨胀,撤去压力套管收缩, 3:微环影响 问题3:微环影响:由于注水泥加压,套管膨胀,撤去压力套管收缩, 造成水泥与套管间形成微裂隙或水泥与地层间( 造成水泥与套管间形成微裂隙或水泥与地层间(往往在碳酸盐岩 窜槽, 产生微裂隙,微裂隙不为造成窜槽 但影响声耦合, 中)产生微裂隙,微裂隙不为造成窜槽,但影响声耦合,测得的波形 类似部分胶结.区分微裂隙还是窜槽 窜槽, 类似部分胶结.区分微裂隙还是窜槽,要加压测量与未加压测量比 若幅度变小为微裂隙,无变化为窜槽. 较.若幅度变小为微裂隙,无变化为窜槽.
18 21 23 26 28 30 32
35
(hour)
20.00 40.00 60.00 80.00 100.00
35
39 43
39 43
20.00 40.00 60.00 80.00 100.00
（ a
）波波图（厚养水厚）
图2.4.6
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
水泥水水水:水水水53.7%、缓凝缓0.5%; 养养养养80养。
1、自由套管 、
第二节 声波波型与固井质量的关系
第二节 声波波型与固井质量的关系
1、自由套管 (1)L=5ft，T=320us出现套管波 幅度大， 出现套管波， (1)L=5ft，T=320us出现套管波，幅度大，固井声幅测井往 往以自由套管波幅度作刻度的； 往以自由套管波幅度作刻度的； (2)套管波有规则 其周期可以计算套管波的频率(18kHz); 套管波有规则， (2)套管波有规则，其周期可以计算套管波的频率(18kHz); (3)整个波型的包络线有高的振幅和能量 延续时间长; 整个波型的包络线有高的振幅和能量, (3)整个波型的包络线有高的振幅和能量,延续时间长; (4)无地层波,在945us左右出现泥浆波。 (4)无地层波, 945us左右出现泥浆波。 无地层波 左右出现泥浆波 套管幅度受套管特性影响： 套管幅度受套管特性影响： (1)未胶结套管的衰减系数 a=(10/L)× 未胶结套管的衰减系数: /J)(分贝 分贝/ (1)未胶结套管的衰减系数: a=(10/L)×LN(J0/J)(分贝/米) a=2.4分贝 分贝/ (L=1米),源声强的 源声强的57.5% a=2.4分贝/米,J=0.575JO(L=1米),源声强的57.5% (2)套管直径的影响 套管直径本身对套管波衰减无关, 套管直径的影响: (2)套管直径的影响: 套管直径本身对套管波衰减无关,反映 了泥浆对套管波的衰减影响,直径大衰减大,套管波幅度减小. 了泥浆对套管波的衰减影响,直径大衰减大,套管波幅度减小. (3)套管厚度的影响 自由套管时,厚度影响不明显, 套管厚度的影响: (3)套管厚度的影响:自由套管时,厚度影响不明显,当外有水 泥时,套管波衰减与厚度有关,厚度大反射回井中套管幅度大, 泥时,套管波衰减与厚度有关,厚度大反射回井中套管幅度大, 衰减系数变小.(这与声场能量分布有关,套管厚度一般< .(这与声场能量分布有关 衰减系数变小.(这与声场能量分布有关,套管厚度一般<λ)
声波测井方法和应用
长江大学 地球物理与资源学院
第三章 声波幅度测井
声波在介质中传播，其幅度会逐渐衰减，声波幅度 声波在介质中传播，其幅度会逐渐衰减， 的衰减在声波频率一定的情况下，是和介质的密度、 的衰减在声波频率一定的情况下，是和介质的密度、 弹性等因素有关的。 弹性等因素有关的。声波幅度测井就是通过测量声波 幅度的衰减变化来认识地层特点以及水泥胶结情况的 一种测井方法。 一种测井方法。
β
23
V1
V2
V3
V4
L
J0
α12
β23
a
b
3 3
c
− Z + Z
2 2
Z = Z
2
第一节 套管井中波成分 2、水泥环波:在第一界面上不会出现滑行波，只有一次或 水泥环波:在第一界面上不会出现滑行波， 多次反射波（sinθ sinθ 多次反射波（sinθ2/sinθ3=V2/V3,V2>V3), 由于水泥环中存在微裂隙水泥胶结不致密,一般水泥 由于水泥环中存在微裂隙水泥胶结不致密, 环的能量很弱,常被其它波列所掩盖,忽略不计. 环的能量很弱,常被其它波列所掩盖,忽略不计. 地层波：水泥—地层 第二界面)胶结好时（ 地层( 3、地层波：水泥 地层(第二界面)胶结好时（V4>V3), 一般出现地层波(滑行纵横波), ),地层波到达时间约在 一般出现地层波(滑行纵横波),地层波到达时间约在 T=L×∆t(裸眼井地层时差 左右,在砂岩中(V ×∆t(裸眼井地层时差) T=L×∆t(裸眼井地层时差)左右,在砂岩中(V4<V2)在套管波 后到达;碳酸盐岩(V 在套管波前到达, 后到达;碳酸盐岩(V4>V2)在套管波前到达,所以对套管波 和地层的识别存在困难。 和地层的识别存在困难。 泥浆波列：接收器接收到的泥浆波时间不变， 4、泥浆波列：接收器接收到的泥浆波时间不变， T=189*5=945us，（变密度、全波列） ，（变密度 T=189*5=945us，（变密度、全波列）
L = 5 ft, T1 = 57 × 5 + 15(6.4 − 3.63) = 326.55µs L 2a + cos θ C = 57 L + 15 ( d − c ) V2 V1
V1 = 0 . 2999 , cos θ C = 0 . 9542 V2
L = 3 ft, T1 = 57 × 3 + 15(6.4 − 3.63) = 212.55µs
套管直径的影响
1、自由套管
1—套管外为水 套管外为水 2—套管外为固结水泥 套管外为固结水泥 测得的声幅为100% 以d=14cm测得的声幅为 测得的声幅为
1、自由套管
套管厚度的影响
3000
套管外有水泥
1、自由套管
由于泥浆、仪器测量条件影响，套管波不规则， 由于泥浆、仪器测量条件影响，套管波不规则， 要求记录本井自由套管幅度，用于刻度。 要求记录本井自由套管幅度，用于刻度。
第二节 声波波型与固井质量的关系 从全波列上来分析，为声幅测井、 从全波列上来分析，为声幅测井、变密度测 井提供方法原理。分几种水泥胶结类型来讨论。 井提供方法原理。分几种水泥胶结类型来讨论。 1. 管外无水泥胶结，为自由套管 管外无水泥胶结， 2. 仅套管与水泥胶结，水泥与地层无胶结 仅套管与水泥胶结， 3. 套管与水泥、水泥与地层部分胶结 套管与水泥、 4. 套管与水泥、水泥与地层胶结良好(低速地层 套管与水泥、水泥与地层胶结良好 低速地层 低速地层) 套管与水泥、水泥与地层胶结良好 高速地层 高速地层) 套管与水泥、水泥与地层胶结良好(高速地层
V1
V2
V3
V4
0.75 英寸 3.63 英寸 1.38 英寸 3,5 英寸 17544 英尺/ 秒 57 微妙/ 英尺 5250 英尺/ 秒 189 微妙/ 英尺 9000~16000 英尺/ 秒 111~63 微妙/ 英尺
L
J0
α12
β23
a
b
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砂岩骨架声速 砂岩骨架声速 18000 英尺/ 秒 骨架 砂岩骨架时差 砂岩骨架时差 55.5 微妙/ 英尺 骨架
第三章 声波幅度测井
本章主要讲解套管井中用于评价固井质量的声幅测 井,可称为固井声幅(水泥胶结)测井。 可称为固井声幅(水泥胶结)测井。
内容： 内容：
第一节 套管井中波成分 第二节 声波波型与固井质量关系 第三节 固井声幅测井主要方法及其应用 第四节 其它声幅测井方法
第一节 套管井中波成分
井眼直径 套管外径 套管内径d 水泥环厚 套管壁厚b 仪器外径 c 泥浆环厚 源距 L 钢 速度 V2 钢 时差 泥浆速度 泥浆速度V1 泥浆时差 泥浆时差 水泥声速 水泥声速V2 水泥时差 水泥时差 8.5 7 6.4 0.3 英寸 英寸 英寸 英寸
第一节 套管井中波成分 套管波(纵波横波复合波) 1、套管波(纵波横波复合波)
套管波的声强（或幅度） 套管波的声强（或幅度）大小与 水泥胶结好坏有关， 水泥胶结好坏有关，设α12为折射系 为反射系数,入射声强为J 数, β23为反射系数,入射声强为J0, 则反射声强为: 则反射声强为: J=J0α12β23 α21= J0 α212β23 说明反射声强与套管水泥界面反 射系数β 有关.胶结不好β 就大, 射系数β23有关.胶结不好β23就大,声 强幅度增大; 强幅度增大;管外是水泥还是泥浆或 空气,接收套管波相差4~5 4~5倍 空气,接收套管波相差4~5倍。 因此套管波幅度的大小可确定第 一界面水泥胶结质量。 一界面水泥胶结质量。
(4)水泥凝固时间对套管波的影响
波波波波波波(us)
20.00 40.00 60.00 80.00 100.00
波波波波波波(us)
20.00 40.00 60.00 80.00 100.00
12
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水 泥 凝 固 波 波
16 20 22 25 27 29 31 33
(hou ur)
水 泥 凝 固 波 波
接收器依次得到波有：套管波、 接收器依次得到波有：套管波、地层波 水泥环波、泥浆波 水泥环波、
第一节 套管井中波成分 套管波(纵波横波复合波) 滑行波、 1、套管波(纵波横波复合波):滑行波、一次反射波 及多次反射波（能量很弱）， ），滑行波与一次反射波 及多次反射波（能量很弱），滑行波与一次反射波 到达接收器时间只差0.2us 可看作同时到达。 0.2us， 到达接收器时间只差0.2us，可看作同时到达。
滑行纵波 一次反射纵波
T1 = T 2 = 2 atg θ 2a cos θ 2a cos θ
1 C
L − 2 atg θ 1 + V1 V2 1 2b + V1 cos θ
2 2
C
, sin θ
1 2
C
= V1 V2
V1 V2
1
sin θ 1 , V 2 sin θ
=
+ 2 btg θ
= L
对于套管波到达接收器时间在全井段是不变的，只与源距、 对于套管波到达接收器时间在全井段是不变的，只与源距、 套管、 套管、仪器尺寸有关
（a）波波图（宽养水厚）
(4)水泥凝固时间对套管波的影响
水泥凝固时间长,水泥强度大, 水泥凝固时间长,水泥强度大,套管波愈能透射到水泥 环向地层传播使套管波幅度下降,衰减系数增大. 环向地层传播使套管波幅度下降,衰减系数增大.水泥 凝固时间受速凝剂、水灰比、水泥中杂质等影响， 凝固时间受速凝剂、水灰比、水泥中杂质等影响，实 验考察30~48小时进行声幅测井比较合适。 30~48小时进行声幅测井比较合适 验考察30~48小时进行声幅测井比较合适。
仅套管与水泥胶结（仅一界面胶结好） 2、仅套管与水泥胶结（仅一界面胶结好）
V1V2 V3 V1 V4
320us
945us
仅套管与水泥胶结（仅一界面胶结好） 2、仅套管与水泥胶结（仅一界面胶结好）
此时大部分能量进入水泥环（水泥环波衰减大），套管波幅度很小， 此时大部分能量进入水泥环（水泥环波衰减大），套管波幅度很小，其 ），套管波幅度很小 特点： 特点： (1)320us(L=5ft),由于一界面胶结好 套管波幅度大大减小; 由于一界面胶结好, (1)320us(L=5ft),由于一界面胶结好,套管波幅度大大减小; (2)套管波后为水泥环波 衰减无规则,幅度小,有时无显示; 套管波后为水泥环波, (2)套管波后为水泥环波,衰减无规则,幅度小,有时无显示; (3)无地层波 仅少量能量环形流体层(泥浆),进入地层更少; 无地层波, ),进入地层更少 (3)无地层波,仅少量能量环形流体层(泥浆),进入地层更少; (4)最后出现为泥浆波 最后出现为泥浆波. (4)最后出现为泥浆波. 水泥环参数对套管波幅度的影响: 水泥环参数对套管波幅度的影响: (1)水泥抗压强度的影响 水泥环抗压强度大,进入水泥环的能量就多, 水泥抗压强度的影响: (1)水泥抗压强度的影响:水泥环抗压强度大,进入水泥环的能量就多,套管 波就变小,衰减变大; 波就变小,衰减变大; 计算抗压强度值与出厂值比较(标定值),两者相等为胶结好, ),两者相等为胶结好 计算抗压强度值与出厂值比较(标定值),两者相等为胶结好,小于出厂值 可能为套管与水泥胶结不好有裂隙或窜槽、水泥不纯、 可能为套管与水泥胶结不好有裂隙或窜槽、水泥不纯、水泥凝固时间不 一般48小时）。 48小时 够（一般48小时）。 水泥环密度或声速影响：波阻抗Z 进入水泥环的能量多， （2）水泥环密度或声速影响：波阻抗Z大，进入水泥环的能量多，套管 波幅度就低，衰减大； 波幅度就低，衰减大； (3)水泥环厚度影响：厚度小 水泥环厚度影响： 套管波幅度变化明显, 水泥环厚度影响 厚度小(<1.905cm)套管波幅度变化明显 套管波幅度变化明显 >1.905cm变化不明显 变化不明显; 变化不明显
3、部分胶胶结
3、部分胶结（窜槽） 部分胶结（窜槽）
(1)套管波幅度介于自由套管和仅一界面胶结好的情形， (1)套管波幅度介于自由套管和仅一界面胶结好的情形， 套管波幅度介于自由套管和仅一界面胶结好的情形 (2)后续波有地层波 幅度不大(360 部分传播), 后续波有地层波, ),到达时间与地层 (2)后续波有地层波,幅度不大(3600部分传播),到达时间与地层 速度有关. 速度有关. 问题1:泥饼影响:泥饼存在往往使水泥—地层胶结不好 1:泥饼影响 地层胶结不好（ 问题1:泥饼影响:泥饼存在往往使水泥 地层胶结不好（固结水 泥吸收泥饼水分，泥饼收缩） 泥吸收泥饼水分，泥饼收缩） 问题2 窜槽影响：固井要求套管与地层间环行空间(360 问题2：窜槽影响：固井要求套管与地层间环行空间(3600)，全 部被水泥占有，如一部分没有水泥或水泥没有胶结, 部被水泥占有，如一部分没有水泥或水泥没有胶结,给油水运动 窜槽( 形成通道,造成窜槽 油层射孔出水). 形成通道,造成窜槽(油层射孔出水). 是不是发生窜槽要看油水层是否被封隔开, 是不是发生窜槽要看油水层是否被封隔开,发生窜槽就要进行补 挤水泥(成本很高). 挤水泥(成本很高). 问题3:微环影响:由于注水泥加压,套管膨胀,撤去压力套管收缩, 3:微环影响 问题3:微环影响:由于注水泥加压,套管膨胀,撤去压力套管收缩, 造成水泥与套管间形成微裂隙或水泥与地层间( 造成水泥与套管间形成微裂隙或水泥与地层间(往往在碳酸盐岩 窜槽, 产生微裂隙,微裂隙不为造成窜槽 但影响声耦合, 中)产生微裂隙,微裂隙不为造成窜槽,但影响声耦合,测得的波形 类似部分胶结.区分微裂隙还是窜槽 窜槽, 类似部分胶结.区分微裂隙还是窜槽,要加压测量与未加压测量比 若幅度变小为微裂隙,无变化为窜槽. 较.若幅度变小为微裂隙,无变化为窜槽.
18 21 23 26 28 30 32
35
(hour)
20.00 40.00 60.00 80.00 100.00
35
39 43
39 43
20.00 40.00 60.00 80.00 100.00
（ a
）波波图（厚养水厚）
图2.4.6
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
水泥水水水:水水水53.7%、缓凝缓0.5%; 养养养养80养。
1、自由套管 、
第二节 声波波型与固井质量的关系
第二节 声波波型与固井质量的关系
1、自由套管 (1)L=5ft，T=320us出现套管波 幅度大， 出现套管波， (1)L=5ft，T=320us出现套管波，幅度大，固井声幅测井往 往以自由套管波幅度作刻度的； 往以自由套管波幅度作刻度的； (2)套管波有规则 其周期可以计算套管波的频率(18kHz); 套管波有规则， (2)套管波有规则，其周期可以计算套管波的频率(18kHz); (3)整个波型的包络线有高的振幅和能量 延续时间长; 整个波型的包络线有高的振幅和能量, (3)整个波型的包络线有高的振幅和能量,延续时间长; (4)无地层波,在945us左右出现泥浆波。 (4)无地层波, 945us左右出现泥浆波。 无地层波 左右出现泥浆波 套管幅度受套管特性影响： 套管幅度受套管特性影响： (1)未胶结套管的衰减系数 a=(10/L)× 未胶结套管的衰减系数: /J)(分贝 分贝/ (1)未胶结套管的衰减系数: a=(10/L)×LN(J0/J)(分贝/米) a=2.4分贝 分贝/ (L=1米),源声强的 源声强的57.5% a=2.4分贝/米,J=0.575JO(L=1米),源声强的57.5% (2)套管直径的影响 套管直径本身对套管波衰减无关, 套管直径的影响: (2)套管直径的影响: 套管直径本身对套管波衰减无关,反映 了泥浆对套管波的衰减影响,直径大衰减大,套管波幅度减小. 了泥浆对套管波的衰减影响,直径大衰减大,套管波幅度减小. (3)套管厚度的影响 自由套管时,厚度影响不明显, 套管厚度的影响: (3)套管厚度的影响:自由套管时,厚度影响不明显,当外有水 泥时,套管波衰减与厚度有关,厚度大反射回井中套管幅度大, 泥时,套管波衰减与厚度有关,厚度大反射回井中套管幅度大, 衰减系数变小.(这与声场能量分布有关,套管厚度一般< .(这与声场能量分布有关 衰减系数变小.(这与声场能量分布有关,套管厚度一般<λ)
声波测井方法和应用
长江大学 地球物理与资源学院
第三章 声波幅度测井
声波在介质中传播，其幅度会逐渐衰减，声波幅度 声波在介质中传播，其幅度会逐渐衰减， 的衰减在声波频率一定的情况下，是和介质的密度、 的衰减在声波频率一定的情况下，是和介质的密度、 弹性等因素有关的。 弹性等因素有关的。声波幅度测井就是通过测量声波 幅度的衰减变化来认识地层特点以及水泥胶结情况的 一种测井方法。 一种测井方法。
β
23
V1
V2
V3
V4
L
J0
α12
β23
a
b
3 3
c
− Z + Z
2 2
Z = Z
2
第一节 套管井中波成分 2、水泥环波:在第一界面上不会出现滑行波，只有一次或 水泥环波:在第一界面上不会出现滑行波， 多次反射波（sinθ sinθ 多次反射波（sinθ2/sinθ3=V2/V3,V2>V3), 由于水泥环中存在微裂隙水泥胶结不致密,一般水泥 由于水泥环中存在微裂隙水泥胶结不致密, 环的能量很弱,常被其它波列所掩盖,忽略不计. 环的能量很弱,常被其它波列所掩盖,忽略不计. 地层波：水泥—地层 第二界面)胶结好时（ 地层( 3、地层波：水泥 地层(第二界面)胶结好时（V4>V3), 一般出现地层波(滑行纵横波), ),地层波到达时间约在 一般出现地层波(滑行纵横波),地层波到达时间约在 T=L×∆t(裸眼井地层时差 左右,在砂岩中(V ×∆t(裸眼井地层时差) T=L×∆t(裸眼井地层时差)左右,在砂岩中(V4<V2)在套管波 后到达;碳酸盐岩(V 在套管波前到达, 后到达;碳酸盐岩(V4>V2)在套管波前到达,所以对套管波 和地层的识别存在困难。 和地层的识别存在困难。 泥浆波列：接收器接收到的泥浆波时间不变， 4、泥浆波列：接收器接收到的泥浆波时间不变， T=189*5=945us，（变密度、全波列） ，（变密度 T=189*5=945us，（变密度、全波列）