剪切波声波测井文字
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第七章声波测井岩石中声速的差异与岩石致密程度,构造和孔隙充填物等有关。
声波测井是运用声波在岩层中的各种传播规律在钻孔中争论岩层特点的一类方法。
声波测井分类:声波速度、声波幅度、声波全波、声波成像等。
第一节声波测井的物理根底一、声波物理性质简述对于声波测井来说,声源能量很小,岩石可看作是弹性体,因此可利用弹性波在介质中传播的规律来争论声波在岩石中的传播过程。
1〕描述固体弹性的几个参数①杨氏模量 E 〔纵向伸长系数〕;②体积弹性模量 K ;③切变模量μ;④泊松比σ。
2〕声波在岩石中的传播特性①纵波与横波〔压缩波与剪切波〕②波的能量与振幅的平方或正比③声波幅度随传播距离按指数规律衰减④波在两种不同介质分界面处的转换—反射与折射,遵循斯耐尔定律。
首波—滑行波在第一种介质中造成的波称为首波,习惯上称为折射波。
二、钻孔内的声波其次节声波速度测井一、单放射双接收声波速度测井原理测量沿井壁传播的滑行波的速度。
二、井眼补偿式声波速度测井原理目的在于抑制井径变化或仪器在井中倾斜时所造成的声速误差。
三、长源距声波测井目的在于更好地区分纵、横波和低速波,增加探测深度,抑制井壁四周低速带的影响。
源距加大到 2.5m 左右可满足上述要求。
全波测井源距较长,以提高各种波的区分力量。
四、阵列声波测井及分波速度提取五、偶极横波测井1.单极源及偶极源。
2.挠曲涉及其与横波的关系。
软地层中,单极源不能产生横波,偶极源的波列中,在纵波之后亦无横波,但有明显的挠曲波,在低频时,挠曲波的速度与横波速度相近,高频时则低于横波的速度,可依据挠曲波的速度来求取横波速度。
第三节声波速度测井的解释与应用一、影响声波速度测井曲线外形的因素1 〕周期跳动引起声皮跳动的岩性因素:①裂缝层,裂开带;②含气水胶结纯砂岩;③高速层〔波阻抗大,能量不易传递〕;④井径扩大或泥浆中溶有气体。
2 〕源距与间距的影响源距—要保证抑制盲区的影响,使折射波首先到达接收器〔1m 即可,长源距可达 2.5m 〕。
声波测井介绍声波测井是一种地球物理测井技术,通过发送声波信号,并根据信号的传播特性来获取地下地层的物理特征和构造信息。
声波测井的主要应用领域包括石油勘探、地质工程和地下水资源评价等。
在石油勘探领域,声波测井被广泛用于获取地下岩石的弹性属性,从而识别含油气层和评估油气储量。
声波测井的原理是利用声波在地层中传播的速度和振幅变化,分析得到地层的波速、密度等信息,进而推断地层的岩性和孔隙度等。
声波测井原理声波测井使用的是通过固体或流体介质中传播的声波信号。
在声波测井过程中,仪器向井中发送声波信号,然后接收并分析回波信号。
通过分析回波信号的传播时间、振幅和频率等属性,可以获得地层的物理特性。
声波在地层中的传播速度取决于地层的密度和弹性模量。
当声波从一种介质传播到另一种介质时,会发生折射和反射。
这些反射和折射的现象可以用来推断地层的变化,如岩性、孔隙度和饱和度等。
声波测井主要使用两种传播模式:纵波和横波。
纵波是沿着传播方向的压缩波,而横波是垂直于传播方向的波动。
纵波的传播速度比横波大,因此在实际测井中,主要使用纵波进行测量和分析。
声波测井仪器声波测井仪器通常由发射器、接收器和数据记录系统组成。
发射器用于产生声波信号,而接收器则用于接收回波信号。
数据记录系统用于存储和分析测量数据。
声波测井仪器的功能包括:1.发射声波信号,产生刺激并激发地层回波。
2.接收回波信号并转换为电信号。
3.对接收到的信号进行放大和处理。
4.记录和存储测量数据,并进行实时分析和解释。
现代的声波测井仪器通常可以进行多频段的测量,以获取更详细和准确的地层信息。
同时,一些高级仪器还具备图像处理功能,可以生成地层的可视化图像。
声波测井应用1.石油勘探:声波测井在石油勘探中起着重要的作用。
通过分析地层的声波传播特性,可以确定油气层的位置和性质,为油井的钻探和开发提供依据。
2.地质工程:声波测井用于地质工程中的岩石力学和岩层稳定性评估。
通过测量地层的声速和密度等特性,可以判断地层的强度和稳定性,为工程建设提供指导。
声波测井声波测井是通过测量井壁介质的声学性质来判别地层特性及井眼工程状况的一类测井方法。
主要内容:声速测井(声波时差测井),声幅测井,全波列测井。
主要应用:判断岩性,估算储集层的孔隙度,检查固井质量。
第一节岩石的声学性质声波是物质运动的一种形式,它由物质的机械震动而产生,通过质点间的相互作用将震动由近及远的传递而传播。
对于声波测井来说,井下岩石可以认为是弹性介质,在声震动作用下,产生切变形变和压缩形变,因而,可以传播横波,也可以传播纵波。
一、岩石的弹性弹性体:物体受外力作用发生形变,取消外力能恢复到原来状态的物体,叫弹性体,这种形变叫弹性形变;塑性体:取消外力后不能恢复到原来状态的物体;物体是否为弹性体的决定因素:物体本身的性质、外界条件(压力、温度)、外力的作用方式、作用时间和大小。
对于声波测井来讲,声源发出的声波能量较小,作用在岩石上的时间短,故将岩石看成弹性体,其理论为弹性波在介质中的传播性质。
弹性体的弹性力学性质:扬氏模量E,泊松比σ,体积形变模量K等。
杨氏模量(E)--- 弹性体拉长或压缩时应力(F/A)与应变(ΔL/L)之比。
切变模量(μ)---弹性体在剪切力作用下,切应力(F t/A)与切应变(Δl/l)之比。
泊松比(σ) --- 弹性体在形变时横向形变(相对减缩ΔD/D)和纵向形变(相对伸长ΔL/L)之比。
体积形变弹性模量(K) ---在外力作用下,物质体积相对变化(体积应变)与应力之比。
它的倒数为体积压缩系数。
二、岩石中的声波传播特性声波测井的声波频率:15Khz~30Khz(声波和超声波)。
质点的震动以波动形式在介质内传播,根据质点震动方向与波的传播方向的关系,分为;纵波—质点震动方向与波传播方向一致(压缩波);横波—质点震动方向与波传播方向相互垂直(剪切波、切变波);声波在介质中的传播速度主要取决于介质的弹性模量和密度。
在均匀介质中,声波速度与杨氏模量E 、泊松比σ、密度ρ的关系为:)21)(1()1(σσσρ-+-⋅=E v p )1(21σρ+⋅=E v s 三、声波在介质界面上的传播特性1、波的反射和折射波阻抗----定义为介质的声速与密度之乘积。
声波测井技术与方法浅论
声波测井技术是一种利用声波传播特性来获取地下岩石地层信息的测井技术。
它广泛应用于油气勘探和开发中,可以帮助工程师了解地层的岩性、孔隙度、饱和度等参数,对于油气储层的评价与分析具有重要意义。
声波测井技术基本原理是利用声波在地层中的传播特性,通过测量声波在地层中的传播时间和反射强度等信息,来推断地层的物性。
根据声波在地层中的传播速度不同,可以将声波测井技术分为纵波测井和横波测井两种方法。
横波测井是一种用于测量地层剪切波传播速度的声波测井方法。
横波测井仪器发射的声波沿着地层中的横波方向传播,通过测量横波的传播时间和反射强度,可以计算地层中的横波波速。
横波测井技术对于识别地下岩石的固体性质具有重要意义,能够提供重要的地质、工程参数。
除了纵波测井和横波测井,还有一种常用的声波测井方法是全波测井。
全波测井是利用多种波形信号(包括纵波和横波)来进行测量和分析的方法。
通过同时测量多种波形信号的传播时间和强度,可以获得更全面的地层信息,提高测井结果的准确性。
在进行声波测井前,需要先对地层进行校正,消除测井仪器和井筒的影响。
常用的校正方法包括速度校正、射线校正和振幅校正等。
校正完成后,可以利用测井数据进行地层分析和解释,揭示地层的油气储集情况和岩石物性参数。
声波测井技术是一种重要的地球物理勘探技术,可以提供关键的地层信息,对于油气勘探和开发具有重要意义。
随着测井仪器和分析方法的不断改进,声波测井技术在油气勘探中的应用潜力将得到进一步发掘。
声波测井的基本原理引言:声波测井是一种常用的地球物理测井技术,通过发送声波信号并接收其反射信号来获取地下岩石的物理特性信息。
本文将介绍声波测井的基本原理,并探讨其在油气勘探和地质研究中的应用。
一、声波传播原理声波是一种机械波,是由分子间的振动传递能量而产生的。
在地下岩石中,声波通过分子间的碰撞和相互作用传播。
声波传播的速度取决于岩石的密度和弹性模量。
岩石越密度大、弹性模量高,声波传播速度越快。
二、声波测井仪器声波测井通常使用声波测井仪器进行,它包括发射器和接收器两部分。
发射器会向井孔中发射声波信号,而接收器则接收并记录反射回来的声波信号。
三、测井参数解释声波测井中常用的参数有声波传播速度(Vp)、剪切波传播速度(Vs)和声波衰减系数(Attenuation)。
声波传播速度是指声波在岩石中传播的速度,剪切波传播速度是指岩石中剪切波的传播速度,而声波衰减系数则表示声波在岩石中传播时的衰减程度。
四、应用领域1. 油气勘探:声波测井可以提供地下岩石的物理特性信息,如孔隙度、饱和度、岩石密度等,这些信息对于油气勘探具有重要意义。
通过测量声波传播速度和剪切波传播速度,可以帮助确定油气储层的性质和分布。
2. 地质研究:声波测井可以提供岩石的弹性参数,如岩石的压缩模量和剪切模量。
这些参数对于研究地下构造和岩石力学性质具有重要意义。
通过测量声波传播速度和剪切波传播速度的变化,可以揭示地下构造的变化和岩石的变形状态。
3. 水文地质研究:声波测井可以帮助确定地下水的分布和流动状况。
通过测量声波传播速度和声波衰减系数的变化,可以推断地下水的饱和度和渗透能力等参数,从而为水文地质研究提供重要参考。
五、声波测井的优势声波测井具有以下几个优势:1. 非侵入性:声波测井是一种非侵入性的测井技术,不需要取样,不会对地下环境产生破坏。
2. 高分辨率:声波测井可以提供高分辨率的地下岩石信息,可以检测到细小的地质构造和岩石特征。
3. 广泛适用:声波测井适用于各种类型的地质环境,包括陆地和海洋等。
1、目的任务
本次物探项目受四川川建勘察设计院(委托,重庆川东南地质矿产检测中心于2015年10月26日对重庆卓西彭项目西海岸(C37-1/01地块)进行剪切波测井与声波测井,测试参数主要是土层剪切波SX、S Y、纵波P以及岩体、岩样波速测试。
通过波速计算土层及岩体工程力学参数(包括动弹性模量Ed、动剪切模量Gd、动泊松比 d、完整性指数Kv),为综合评价提供物探依据。
工作依据规范如下:
GB50021-2001《岩土工程勘察规范》
GB50011-2010《建筑抗震设计规范》
GB/T50266-99《工程岩体试验方法标准》
2、仪器设备
RSM—24FD浮点工程仪(配井中三分量传感器)
RSM-SY5智能工程仪(配40kHz单发双收换能器)
仪器生产单位:武汉岩土力学研究所
仪器标定单位:重庆市计量质量检测研究院
标定证书号:2015030900579
标定有效期:2016年03月09日
3、完成实物工作量
检测单位:重庆川东南地质矿产检测中心
波速测井工作量统计表
4、方法技术
剪切波测试:由震源产生压缩波(又称P波)和剪切波(又称S波),经过土层,由在孔中的三分量检波器接收,根据波传播的距离和走时计算出场地土的波速,进而评价场地土的工程性质。
测量间距一般为1.0米。
小应变工程力学参数由下列公式求得:
Gd=ρ·Vs2
Ed = ρ·Vs2(3Vp2-4Vs2)
检测单位:重庆川东南地质矿产检测中心
Vp2-Vs2
μ d = Vp2-2Vs2
2(Vp2-Vs2)
V s c r=k c(d s-0.01d s2)0.5砂土液化剪切波速临界值计算式V s c r=k c(d s-0.0133d s2)0.5粉土液化剪切波速临界值计算式Vse=d0/t
式中:
Vs—剪切波波速(横波)
Vp—压缩波波速(纵波)
Vse—等效剪切波速
d0—计算深度(m),取覆盖层厚度和20m二者的较小值
t—剪切波在地面至计算深度
Gd—动剪切模量
Ed—动弹性模量
μd—动泊松比
ρ—质量密度
V s c r—饱和砂土和粉土液化剪切波速临界值(m/s)
k c—经验系数,抗震设防烈度为7度、8度、和9度时,对于饱和砂土分别可取92、130和184;对于饱和粉土分别可取42、60和84;
检测单位:重庆川东南地质矿产检测中心
检测单位:重庆川东南地质矿产检测中心
d s —砂层或粉土层剪切波速测点深度
声波测试:单发双收,源距0.5米,间距0.2米, 原理是通过两个接收器接收声波在泥浆和地层中的传播时间差来判断岩性变化(注:由于声波传导需有水作耦合剂,故钻孔中漏水段及无水部分无法进行声波测试)。
声波在岩体中传播速度由下式计算:
Vp=(L/T )×106
式中:
L :两个接收传感器之间的距离(m);
T :两个接收传感器接收到的信号之间时差(us)。
岩体的完整性系数Kv 由下式计算:
式中:
Kv —岩体完整性指数 Vp 体—岩体纵波速度 Vp 石—岩石纵波速度 岩体完整性分类如下表:
5、成果分析(附波速测试曲线图)
Kv =
V p 体2
V p 石2
本次剪切波采样间隔为 1.0米,测试钻孔处场地素填土层平均等效剪切波速度为130m/s,本场地的此类场地土类型为软弱场地土;粉质粘土层平均等效剪切波速度为173m/s,本场地的场地此类土类型为中软场地土;根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010),建筑场地类别为Ⅱ类。
剪切波速度测试成果表
声波测井采样间隔为0.5米;本次测试场地地层主要为泥岩、砂岩。
强风化泥岩层声波速度为2139m/s~2415m/s,中风化泥岩层声波速度为2535~2902m/s;岩体完整系数为0.62~0.66;强风化砂岩层声波速度为2319m/s~2495m/s,中风化砂岩层声波速度为2636~3266m/s;岩体完整系数为0.62~0.66;该钻孔岩体完整性系数见声波速度测试成果表。
检测单位:重庆川东南地质矿产检测中心
声波速度测试成果表
检测单位:重庆川东南地质矿产检测中心
检测单位:重庆川东南地质矿产检测中心
检测单位:重庆川东南地质矿产检测中心。