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第四章 声波速度测井 2 岩石的声速特性及影响因素 (1)VP、VS与? 、? 、E间的关系 当?=0.25，VP/VS=1.73,? E VP(S) (2) 传播速度与岩性的关系 岩性不同 弹性模量不同 VP、VS的影响不同 VP、VS不同 (3) 孔隙度的影响 流体的弹性模量和密度都不同于岩石骨架，相对讲，即使岩性相同，其中的流体也不同。孔隙度增大，传播速度就降低。 (4)岩层的地质时代影响 实际资料表明：厚度、岩性相同，岩层越老，则传播速度越快。 (5) 岩层的埋藏深度影响 岩性和地质时代相同：埋深增加导致传播速度增加。 结论：可用传播速度来研究岩层的岩性和孔隙度。 3 岩层的声幅特性 平面波的衰减仅由介质的吸收引起的，声波的能量与其幅度的平方成反比，声幅的大小反映了声波能量的高低。 J= J0e-2L? J： 声波经过L距离后的声强 J0： 初始声强 ? ：介质的吸收系数 ?下降 V下降 ?增加 频率增加 ?增加 2 单发双收的测量原理 (1) 产生滑行波的条件(V地V泥浆) 产生滑行波的过程是可逆的 (2) 到达接收探头的波类 折射纵波 反射波 泥浆波(直达波) (3)滑行纵波首先到达接收探头 因反射波、泥浆波都只在泥浆中传播，V地大于V泥，如果合理选择源距可以使纵波首先到达接收探头，而成其为首波。 (4)时差的表达式 时差：在介质中声波传播单位距离所用的时间 如果井径规则，则AB=DF=CE，上式为： 显然，CD正好是仪器的间距(常数)，时差与声速成反比。时差的单位：?s/m。 时差 ?s/m (5)输出的测井曲线 (一条声波时差曲线) 二 影响时差的因素 1 井径的影响 ① R1(处在D增加)，R2(位于正常或缩小)井段时，滑行波到达R1的时间增加，而到达R2的时间不变，因此时差下降。 ② R1位于正常(或缩小井段)，R2位于井径扩大，滑行波到达R1的时间不变，而到达R2的时间增加，因此时差增加。 ③ 当R1和R2都处于井径扩大或缩小井段时，t1、t2同时增加或下降，或不变。 2 岩层厚度的影响 (1) 厚层（hl间距),曲线的半幅点为层界面,曲线幅度的峰值为时差。 间距 (2) 薄层（h＜l间距）曲线受围岩的影响大，高速地层的时差增加，用半幅点确定的层界面（视厚度＞岩层的真实厚度） 间距 (3) 薄互层(交互层中小层的厚度)，此时，曲线不能反映地层的真正时差值，由于各层间的相互影响，曲线呈锯齿壮。 间距 时差 3 周波跳跃的影响 (1) 产生的原因 由于在滑行首波到达接收探头的路径中遇到吸收系数很大的介质,首波能触发R1但不能触发R2,R2被幅度较高的后续波触发,因此,时差增大. (2) 周波跳跃的特点 时差值大大增加 且呈周期性的跳跃 (3) 产生周波跳跃的各种情况 含气的疏松砂岩 裂缝性地层或破碎带 泥浆气侵 三 井眼补偿声速测井(BHC) 井眼不规则时，有： T1 R1 R2 T2 A B E C 从图中所知:CR2BR1,?t1?t，ER1CR2， ?t2?t 平均后的补偿声速时差值不变。 同理：在井径扩大的顶界面也如此,对仪器的倾斜也有补偿作用. 四 长源距声波测井 发射器到接收器的距离为8ft、10ft、12ft 1 解决的问题 井径很大 井周围泥岩发生蚀变时，一些非固结和永冻地层中径向声速发生变化。 以上两种情况是BHC无法解决的。 声波速度测井是测量井下岩石地层的声波传播速度（或时差），以判断井剖面地层的岩性，估算储集层孔隙度的测井方法。 声波速度测井是岩性－孔隙度测井系列中的主要测井方法之一。 声波速度测井所记录的地层声速一般是指地层纵波的速度（或时差）。 第一节 声波在井壁上的折射与滑行波 井下声波发射探头发射出的声波，一部分在井壁（井内泥浆与井壁岩层分界面）上发生反射；一部分在井壁上发生折射，进入井壁地层。由于井壁地层是固相介质，因而，折射进入地层的声波可能转换成为折射纵波和折射横波。 井内泥浆声速C1井壁岩层声速C2，→折射角大于入射角。 对声波测井来讲，对接收到的声波信号有贡献的只是折射角等于90o的折射波，即折射后沿井壁“滑行”的折射纵波和折射横波。 一 折射波与临界角 二 产生滑行波的条件 VP2 VP1时,折射角 = 90°时产生滑行纵波 折射定律: 第一临界角:?1*=arcsin(VP1/VP2) 第二临界角:?2* = arcsin(VP1/VS2) 同理可得出:当折射产生横波时有 31o04′ 17o41′ 3100 5400 钢 管 21o19′