地球物理测井9声波测井演示课件

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9.2 声波速度测井（AC）
• 滑行波作为首波到达接 收器R的条件：
L dh
Vt Vm Vt Vm
L 源距
d h 井眼直径 Vt 地层的声波速度 V m 泥浆的声波速度
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9.2 声波速度测井（AC）
• 声波时差与地层速 度的关系： 滑行波到达R1 的时间TR1 ：
TR1
ABBCCE Vm Vt Vm
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9.1 岩石的声学特性
在介质中的速度：
Vp
E(1) (1)(12)
Vp—介质中纵波的速度（ ft / s ）（m/s） ρ—介质的体积密度（g/cm3）
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9.1 岩石的声学特性
在介质中的速度：
Vp
E(1) (1)(12)
E—介质的杨氏模量（纵向伸长系数）：
E F / A ——单位截面上受的力与单位
（2）一次反射波：
T2
AG GE Vm
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9.2 声波速度测井（AC）
多次反射波：
T3 T2
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9.2 声波速度测井（AC）
（3）滑行波
T4
AB Vm
BCCE Vt Vm
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9.2 声波速度测井（AC）
• 声波的传播： （1）泥浆直达波： （2）一次反射波： 多次反射波： （3）滑行波 显然，泥浆直达波、反 射波都是在泥浆中传播 的，其传播速度与地层 无关，只有滑行波的传 播与地层有关。
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9.1 岩石的声学特性
可以看出： （1）介质中的声波速度与介质的 弹性系数及体积密度（岩性、 Φ……)有关。
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9.1 岩石的声学特性
（2）同一介质中的不同波的速度不同；
Vp 2(1)
Vs
1 2
对于大多数沉积岩： 0.25
Vp≈1.73Vs 即一般纵波速度Vp大于横波速度Vs， 横波速度大于面波速度。
9 声波测井
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9 声波测井
利用岩石的声学特性（声 波速度、声幅）来研究岩石的 一类方法。
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9.1 岩石的声学特性
• 声波的成分及速度： 声波是由物质的机械振动产生的。通过质 点间的相互作用将振动由近及远地传递， 根据质点运动特征的不同，声波可分为： ①纵波（或压缩波或P波）： 质点的振动方向与波的传播方向一致。 纵波主要产生体积变化，所以也称压缩 波。
E
Vs 2(1)
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9.1 岩石的声学特性
③面波：
在厚度约等于波长的层内沿介质的表面传 播的波。包括：
瑞利波：其速度约等于0.9Vs～Vs
拉夫波：其速度约等于0.9Vs～Vs
偶 波：它是最快的面波：速度=0.9Vs～Vs 斯通利波：是在液—固体界面上由液体中
的纵波和固体中的横波干涉所产生的。其
速度小于固体中的Vs和液体中的Vp。
L/ L
长度的形变之比。
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9.1 岩石的声学特性
在介质中的速度：
Vp
E(1) (1)(12)
σ—泊松比（横向压缩系数）
d / d ——横向相对压缩与纵向相对
L / L
伸长之比
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9.1 岩石的声学特性
②横波（或剪切波或S波） 质点的振动方向与波的传播方向垂直。 横波主要引起形状变化（切变），也称 之为剪切波。 在介质中的速度：
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9.2 声波速度测井（AC）
• 测井所记录的声波时差：
t T 1 l Vt
同一地层Vt不变，用不同的仪器测 量时 Δt相同。而不同地层，Vt不 同。即用Δt 可以分析地层的Vt解 决相应的地质问题：
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9.2 声波速度测井（AC）
• 滑行波作为首波到 达接收器R的条件： 因为
T1 T2 T3
所以
T4 T1
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9.2 声波速度测井（AC）
• 滑行波作为首波到 达接收器R的条件：
AB
V
m
BC Vt
CE Vm
AE Vm
sin
i / sin
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Vm
/Vt
AB
CE
a / cos i
BC AE 2 AB sin i
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9.1 岩石的声学特性
• 波的折射与反射； 声波在经过不同的两种介质的分界面 时，会发生反射和折射，且遵循光的 反射定律和折射定律。
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9.1 岩石的声学特性
对于纵波：
i
sin i V P 1
sin
V P2
i 入射角
反射角
折射角
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9.1 岩石的声学特性
对于横波：
sin i V P 1 sin V S 1 sin i V P 1 sin V S 2
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9.2 声波速度测井（AC）
声波速度测井简称声速测井， 它主要是通过测量波的速度来研究地 层。
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9.2 声波速度测井（AC）
• 单发双收声速测 井仪 测量过程中发射 探头发射声脉冲， 接收探头接收声 脉冲。
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9.2 声波速度测井（AC）
（1）泥浆直达波：
T1
AE Vm
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9.2 声波速度测井（AC）
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9.1 岩石的声学特性
• 引起声波幅度衰减的其他原因： 地层吸收能量而使幅度衰减（即质点的振动
要克服相互间的摩擦力）。不同的介质对波幅的 衰减程度不同，它主要取决于： （1）波的频率（波长）及波的类型（纵波、横 波等） （2）地层的密度(一般密度越小，声幅的衰减 越严重) （3）岩石的结构（颗粒大小、接触情况等） （4）介质中的声波速度 。
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9.1 岩石的声学特性
当β=90o时,折射波沿界 面传播—滑行波 这时的i—全反射角（临 界入射角）
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9.1 岩石的声学特性
• 反射系数和折射系数：
反射系数 A1 ( 2V2 cos i 1V1 cos )2 A 2V2 cos i 1V1 cos
折射系数
A2 A
（
42V2 cos i1V1 2V2 cos i 1V1
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9.2 声波速度测井（AC）
• 声波时差与地层速 度的关系： 滑行波到达R2 的时间TR2 ：
AB BCCDDF
TR2
Vm
Vt
Vt
Vm
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9.2 声波速度测井（AC）
• 声波时差与地层速度的关系： 滑行波到达R1、R2的时间差 ：
TTR2TR1C Vt D Vlt
其中：l—仪器的间距，对于某一仪器 l=常数。 所以，ΔT反映了地层声速的变化。但 ΔT 的大小还与l有关，即某地层用不 同的仪器测量时，随l的不同所测得的 ΔT也会不同，给解释带来不便。
cos cos
）2
A 入射波的强度
A1 反射波的强度
A2 折射波的强度
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9.1 岩石的声学特性
ρ1V1与ρ2V2的差别越大 ，反 射系数越大，折射系数越小。
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9.1 岩石的声学特性
• 波的干涉： 当相同频率的几个波到达同一点时 发生波的干涉，即振动加强（相位 相同）或减弱（相位相反）。