第六章声波测井

第六章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。

杨式模量(E)--- 弹性体拉长或压缩时应力（F/A）与应变(ΔL/L)之比。

/A）与切应变(Δl/l)切变模量(μ)---弹性体在剪切力作用下,切应力（Ft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。

声波测井原理声波测井是一种利用声波在地层中传播的特性来获取地层信息的技术手段。

声波测井可以提供地层的孔隙度、渗透率、岩性、地层压力等重要参数，对于油气勘探和开发具有重要意义。

声波测井原理是声波在地层中传播的物理过程，下面将对声波测井原理进行详细介绍。

首先，声波测井是利用声波在地层中传播的速度来获取地层信息的。

声波在地层中传播的速度与地层的物性参数有密切的关系，不同类型的地层对声波的传播速度有不同的影响。

通过测量声波在地层中的传播速度，可以推断出地层的孔隙度、渗透率等参数。

其次，声波测井是利用声波在地层中的反射和折射来获取地层信息的。

当声波遇到地层界面时，会发生反射和折射现象，根据反射和折射的规律，可以推断出地层的厚度、岩性等信息。

通过分析反射和折射的特征，可以识别出地层中的油气层、水层等目标层位。

另外，声波测井是利用声波在地层中的衰减来获取地层信息的。

声波在地层中传播时会发生衰减，衰减的程度与地层的渗透率、孔隙度等参数有关。

通过测量声波的衰减情况，可以推断出地层的渗透率、孔隙度等信息。

总的来说，声波测井原理是利用声波在地层中传播的速度、反射和折射、衰减等特性来获取地层信息的。

通过对声波在地层中的传播过程进行分析和解释，可以揭示地层的内部结构、物性参数等重要信息。

声波测井技术在油气勘探和开发中具有重要的应用价值，对于提高勘探开发效率、降低勘探风险具有重要意义。

综上所述，声波测井原理是声波在地层中传播的物理过程，通过对声波在地层中的传播速度、反射和折射、衰减等特性进行分析，可以获取地层的孔隙度、渗透率、岩性、地层压力等重要参数。

声波测井技术是一种重要的地球物理勘探手段，对于油气勘探和开发具有重要意义。

希望本文能够对声波测井原理有所了解，并对相关领域的研究工作有所帮助。

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。

思考题第一课自然电位测井SP？*1.分析自然电位的成因，写出扩散电动势、扩散吸附电动势、总电动势表达式。

答：自然电场的产生(原理)扩散电动势、扩散吸附电动势、过滤电动势1.扩散电动势产生原因：泥浆和地层水矿化度不同——电化学过程——电动势——自然电场产生过程：溶液浓度不同——离子扩散——离子迁移率不同——两边分别富集正、负离子 (延缓离子迁移速度)——产生电动势(直到正负离子达到动态平衡为止 ) 公式：2.扩散吸附电动势产生原因：泥浆和地层水矿化度不同——产生阳离子交换——产生电动势——自然电场产生过程：溶液浓度不同——带电离子扩散——阳离子交换——孔隙内溶液阳离子增多——浓度小的一方富集正电荷，浓度大的一方富集负电荷产生电动势（扩散吸附）公式：3.过滤电动势产生原因：泥浆柱与地层之间的压差造成离子的扩散。

一般在近平衡钻井情况下不考虑。

总电动势公式：*2.不同Cw、Cmf情况下自然电位测井曲线有哪些特征？1.当Cw>Cmf：（Rmf>Rw,E<0）负异常（淡水泥浆）2.当Cw<Cmf：（Rmf<Rw,E>0）正异常（咸水泥浆）3.当Cw=Cmf：（Rmf=Rw, E=0）无异常，自然电位测井失效*4.自然电位测井曲线在油田勘探开发中应用于哪些方面？1.划分渗透层（半幅点法，砂泥岩剖面较常用）2.估算泥质含量3.地层对比依据： 1)相同沉积环境下沉积的地层岩性特征相似; 2)同一段地层有相同或相似的沉积韵律组合; 3)由1)和2)决定同层、同沉积（相）的SP曲线特征一致。

4.确定、划分沉积相5.确定油水层及油水界面（△USP油小于△USP水）6.识别水淹层(依据 Cw <或> Cwz) 渗透层水淹后SP基线偏移，偏移量与Cw/Cwz(注入)有关7.确定地层水电阻率Rw3.影响自然电位测井的因素有哪些？1.Cw/Cmf影响（地层水矿化度/泥浆滤液矿化度）当Cw>Cmf：（Rmf>Rw,E<0）负异常（淡水泥浆）.当Cw<Cmf：（Rmf<Rw,E>0）正异常（咸水泥浆）当Cw=Cmf：（Rmf=Rw, E=0）无异常，自然电位测井失效2 .岩性影响砂泥岩剖面泥岩(纯泥岩)——基线纯砂岩——SSP(h>4d)当储层Vsh 增大，自然电位幅度△USP（变小）<SSP 靠近泥岩基线3..温度影响温度对离子运动，离子扩散速率有影响不同深度地层温度不同4.地层水、泥浆滤液中含盐性质影响（溶液中离子类型不同，迁移速率不同，直接影响Kd、Kda）5.地层电阻率影响（当地层电阻率较大时，其影响不容忽视。

声波测井的基本原理声波测井是一种常用的地球物理勘探方法，通过发送声波信号进入地下，然后接收和分析返回的信号，可以获取有关地下岩石性质和地层构造的信息。

声波测井的基本原理是利用声波在不同岩石中的传播速度差异来推断地层的性质。

声波测井利用的声波信号是由测井仪器通过声源产生的。

这些声源通常是以一定频率振动的麦克氏震荡器，通过控制震荡器的频率和振幅，可以产生不同类型的声波信号。

在测井过程中，这些声波信号通过井中的探头向地下传播。

当声波信号遇到地下岩石时，会发生反射、折射和散射等现象。

这些现象会导致声波信号的传播速度和振幅发生变化。

通过测量返回的声波信号的传播时间和振幅，可以推断地下岩石的物理性质。

在声波测井中，最常用的参数是声波的传播速度。

传播速度是声波信号在岩石中传播的速度。

不同类型的岩石对声波的传播速度有不同的影响。

例如，固体岩石的传播速度较高，而含有流体的岩石的传播速度较低。

通过测量声波信号的传播时间，可以计算出不同深度处的传播速度，并进一步推断出地下岩石的类型和含有的流体性质。

除了传播速度，声波测井还可以提供其他有关地下岩石的信息。

例如，通过分析声波信号的振幅，可以推断地下岩石的密度和孔隙度。

密度是岩石单位体积的质量，而孔隙度是岩石中孔隙空间的比例。

这些参数对于研究地下岩石的物理性质和储层特征非常重要。

声波测井不仅可以应用于石油勘探和开发领域，还可以用于地质研究、水文地质调查等领域。

通过声波测井可以获取的地下岩石信息非常丰富，可以帮助地质学家和工程师更好地了解地下结构和性质，指导相关工程的设计和施工。

声波测井是一种基于声波传播原理的地球物理勘探方法。

通过测量声波信号的传播时间、振幅等参数，可以推断地下岩石的性质和构造。

声波测井在石油勘探和开发、地质研究等领域有着广泛的应用，为相关工程的设计和施工提供了重要的信息基础。