【2017年整理】7声波测井.ppt
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声波测井
Acoustic logging; 声波在不同介质中传播,速度有很大差别,而且声波幅度的衰减、频率的变化等声学特性也是不同的。
声波测井就是利用岩石等介质的这些声学特性来研究钻井地质剖面、判断固井质量等问题的一种测井方法。
声波测井是五十年代发展起来的一种重要测井方法,近年来发展较快。由最早的声速测井、声幅测井发展到后来的长源距声波测井,变密度测井、井下声波电视 BHTV、噪声测井到现在的多极子阵列声波测井(包括偶极子横波成像仪DSI),如井周声波成像测井CBIL,超声波井眼成像仪等。特别是声波测井与地震勘探观测资料结合起来,在解决地顶构造,判断岩性,识别压力异常层位,探测和评价裂缝、判断储集层中流体性质方面,使声波测井成为结合测井和物探的纽带,有着良好的发展前景。; 声波速度测井简称声速测井,是研究声波在岩石中传播速度的一种测井方法。岩石的传播声速度与岩石的致密程度有关,更确切地说与岩石的岩性、孔隙度以及孔隙中所充填的流体性质等有关。因此,研究声波在岩层中传播速度或单位时间,在已知岩性和所含孔隙流体情况下,可以确定岩石孔隙度。
声波幅度测井是研究岩层对声波幅度的衰减特性的测井方法。可分在裸眼井中使用的“裸眼井声幅测井”和检查套管固井质量的“固井声幅测井”,用来检查固井质量。 ;声波测井(Acoustic logging);声波测井(Acoustic logging); 声波是物质运动的一种形式,它是由物质质点的震动而产生并传播的。
声波是一种机械波。根据声波频率(声波在介质中传播时,介质质点每秒振动的次数)可将声波分为:
次声波(频率低于20Hz)
可闻声波(20Hz至20kHz)
超声波(频率大于20kHz)
根据声波测井的目的不同,采用的频率也不同。
各类声波测井用的机械波均为可闻声波或超声波。;1)岩石的弹性;(2)应力与应变
物体在外力作用下发生弹性形变的同时,在物体内部产生的抵抗其形变的力称为内力。作用在单位面积上的弹性内力称为应力。根据应力方向与作用面法向的关系,应力分为:
A.平行于体积元各面法向方向的应力称为正应力;
B.垂直于体积元各面法向方向的应力称为切应力。
在外力作用下,若弹性体内的任意体积元发生体积变化,而边角关系不变,则称此形变为体形变。体积元的各边边长的变化率称为线应变。在外力作用下,若仅体积元形状发生变化,而体积不变,则称为剪切形变。体积元的边角关系的变化称为角应变(或切应变)。
对于完全线弹性体,正应力只与线应变有关,切应力只与切应变有关。 ;(3)弹性力学常用参数
A、杨氏模量E
弹性体发生单位线应变时弹性体产生应力大小,亦即应力与应变之比。杨氏模量的单位是 N/m2。
B、泊松比
弹性体在单轴外力作用下,当受力方向产生伸长时,自由方向缩小。泊松比定义为物体自由方向的线应变与受力方向的线应变之比的负值。它表示物体几何形变的系数,无量纲。对于一切物质,泊松比介于0到0.5之间。;(3)弹性力学常用参数
C、切变模量
弹性体所受的切应力与该方向上的切应变之比称为弹性体的切变模量。切变模量的单位是N/m2。
D、体积形变弹性模量 K
体积形变弹性模量K定义为在外力作用下,物体所受的体应力与物体体积相对变化之比。量纲为N/m2。
除上述四个描述物体弹性性质的弹性参数外,还有另外一个参数,即拉梅常数 。;(4)常见岩石的弹性参数; 弹性波在介质中的传播实质上是质点振动的依次传递。当波的传播方向和质点振动方向一致时叫纵波,纵波传播过程中,介质发生压缩和扩张的体积形变,因而纵波也叫压缩波。
当波的传播方向和质点振动方向相互垂直时叫横波,横波传播中介质产生剪切形变,所以横波也叫切变波。通常这两种波是同时在介质中传播的,但横波不能在液体和气体中传播。; 声波在弹性介质中的传播速度主要取决于介质的弹性模量和密度。在均匀各向同性介质中,纵波速度vp、横波速度vs与杨氏弹性模量E、泊松比σ、密度ρ之间的关系式为; 实际研究表明,声波在不同岩石中的传播速度不同。决定声波传播速度的主要因素是岩石速度。对于沉积岩而言,岩石的声波速度主要取决于岩性、孔隙度、岩层的地质时代以及岩层的埋藏深度。 ; (2)孔隙度
岩层孔隙中通常被油、气、水等流体介质所充填。流体传播声波的速度较造岩矿物小得多,即孔隙流体相对岩石骨架是低速介质,所以岩性相同、孔隙流体不变时,孔隙度越大,岩石声速越小。
(3)岩层的地质时代
深度相同,成分相似的岩石,当地质时代不同
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