声波速度测井

声波测井技术及其在井控中的应用声波测井技术是石油工程领域中一种重要的测量及评估手段，它通过发送和接收声波信号来获取有关地层岩石和井筒情况的信息。

这项技术在油气勘探与开发中发挥着重要的作用，尤其在井控中，声波测井技术的应用更是不可或缺的。

1. 声波测井技术的原理声波测井技术主要基于声波在地层中传播的原理，通过测量声波传播的速度和衰减等参数，可以对地层的性质和井筒的状况进行分析。

声波在地层中的传播速度与地层的密度、弹性模量等物性有关，而声波在井筒内的传播受到井壁的影响，这些信息可以帮助工程师判断地层的含油气性质、井壁稳定状况等，从而进行有效的井控。

2. 声波测井技术在井控中的应用2.1 地层评价通过声波测井技术，可以获取地层的速度、衰减等信息，从而判断地层的岩性、孔隙度与孔隙结构等重要参数。

这些参数对于油气成藏条件的评估以及储层的选择具有重要意义，能够指导油气勘探工程的决策。

2.2 井筒评估声波测井技术可以获取井筒内声波传播速度的信息，从而可以评估井壁的稳定性。

通过对井壁的评价，可以及早发现井壁塌陷、溢流等问题，及时采取措施进行井控，保证井筒的安全。

2.3 水合物识别水合物是海底天然气开发中的重要难题之一。

声波测井技术可以通过对声波信号的分析识别水合物的存在，通过测量声波在水合物中的传播速度和衰减等参数，可以评估水合物的分布范围和储量，为油气开发提供重要的参考依据。

2.4 油气井产能评估通过声波测井技术可以获取油气井孔隙度、渗透率、饱和度等参数，从而对油气井的产能进行评估。

这些信息对井口的调整及后续增产方案的制定具有指导作用，能够优化油田开发计划，提高油气井的产能。

3. 声波测井技术的局限性与发展方向虽然声波测井技术在井控中有着重要的应用，但它也存在一些局限性。

比如，声波测井技术受到岩石孔隙度、孔隙结构和裂缝等地层条件的影响，这些条件会导致数据的不准确性。

此外，测井仪器的精度和分辨率也是影响声波测井技术准确性的重要因素。

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 〕。

第二节声波测井1.普通声波测井声波在不同介质中传播时，其速度、幅度衰减及频率变化等声学特性是不同的。

声波测井就是以岩石等介质的声学特性为基础而提出的一种研究钻井地质剖面、评价固井质量等问题的测井方法。

声波测井分为声速测井和声幅测井。

声速测井（也称声波时差测井）测量地层声波速度。

地层声波速度与地层的岩性、孔隙度及孔隙流体性质等因素有关。

因此，根据声波在地层中的传播速度，就可以确定地层孔隙度、岩性及孔隙流体性质。

1.1岩石的声学特性声波是一种机械波，它是由物质的机械振动而产生的，通过介质质点间的相互作用将振动由近及远的传递而传播的，所以，声波不能在真空中传播。

根据声波的频率（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）。

各类声波测井用的机械波是可闻声波或超声波。

1.1.1岩石的弹性1.1.1.1弹性力学的基本假设：1）物体是连续的，即描述物体弹性性质的力学参数及形变状态的物理量是空间的连续函数；2）物体是均匀，即物体由同一类型的均匀材料组成，在物体中任选一个体积元，其物理、化学性质与整个物体的物理、化学性质相同；3）物体是各向同性的，即物体的性质与方向无关；4）物体是完全线弹性的，在弹性限度内，物体在外力作用下发生弹性形变，取消外力后物体恢复到初始状态。

应力与应变存在线性关系，并服从广义的胡克定律。

满足以上基本假设条件的物体称为理想的完全线弹性体，描述介质弹性性质的参数为常数。

当外力取消后不能恢复到其原来状态的物体称为塑性体。

一个物体是弹性体还是塑性体，除与物体本身的性质有关外，还与作用其上的外力的大小、作用时间的长短以及作用方式等因素有关，一般情况下，外力小且作用时间短，物体表现为弹性体。

声波测井中声源发射的声波能量较小，作用在地层上的时间也很短，所以对声波速度测井来讲，岩石可以看作弹性体。

因此，可以用弹性波在介质中的传播规律来研究声波在岩石中的传播特性。

声波在不同介质中传播时，其速度、幅度衰减及频率变化等声学特性是不同的。

声波测井就是以介质声学特性为基础，研究钻井地质剖面、评价固井质量等问题的测井方法。

在声波测井中，声源的能量很小，声波作用在岩石上的时间很短，因而岩石可以当成弹性体，在岩石中传播的声波可以被认为是弹性波。

在均匀无限大的地层中，声波速度主要取决于声波类型、地层弹性和密度。

一般用下述几个弹性参数描述岩石的弹性性质。

3、横波与纵波传播速度的影响因素声波在界面上的反射和折射TTRv1v2TRv1v2TRv2BC1211v CD v BC v AB t ++=21d 2cos d 2v tgi L i v -+=TRv2BC缺点2、单发双收声系l TR1R2BCD12t t t -=D )(1221v AB v BC v CD v DF +++=)(121v AB v BC v CE ++-22v l v CD t ==D v2l T R1R2B C D v2优点缺点井径正常井径缩径地球物理测井—声波测井井径扩径3 、周波跳跃的影响（1） 产生的原因由于滑行首波在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。