第三章声波测井

测井21602

何靖祺

第一章：声波测井物理基础

1、描述声波的基本参数

频率f :声音传播过程中，介质震动的频率即介质质点每秒钟振动的次数就是声波的频率

周期T ：指介质完成一次振动所需要的时间

速度c或v：指声波的传播速度

波长λ ：声音在介质中传播时，相位相同的两点在空间上的距离称为声波的波长

2、声速(时差)的影响因素以及如何影响，流体、压力、岩性、密度等等

（一）岩性

（二）孔隙和流体

（三）压力

（四）温度

（五）岩石生成的地质条件新地层、构造顶部的声速>构造翼部>

（六）埋藏深度

3、泥浆对超声的衰减因素

泥浆对超声波的衰减包括吸收衰减和固相颗粒散射衰减两部分

（一） 泥浆对超声波的吸收衰减：主要有泥浆的粘滞、热传导以及泥浆的微观过程引起的弛豫效应

（二） 泥浆固相颗粒对超声波的散射衰减：泥浆中含有的固相颗粒引起的散射衰减、泥浆添加剂引起的散射衰减、声频散

4、声阻抗的概念及其对反射波和透射波的影响

声阻抗：地震波在介质中传播时，作用于某个面积上的压力与单位时间内垂直通过此面积的指点流量之比，其数值等于介质密度ρ与波速v的乘积，即Z=ρ.v。

影响： 声波发生反射和折射的能量分配取决于泥浆和井壁两种介质的声阻抗值大小、入射角和折射角的关系。当声波垂直井壁入射时，θ1θ2p=0，从右式可以看出，介质1和介质2声阻抗分别为Z1、Z2

Β为反射系数 α为折射系数，系数越大，越易进行 测井21602 何靖祺

Z1Z2声阻抗差越大，声耦合越差，声能量传递就越差，通过界面传播的折射波能量就小，若两介质声阻抗相近，声耦合率较好，声波都形成折射波通过界面传播到介质2，这时反射波能量就非常小，当Z1<

5、裂缝对声波慢度和幅度的影响，高角度裂缝和低角度裂缝分别有什么影响

声波慢度影响：对垂直裂缝或接近垂直的裂缝，声波直接在岩石骨架中传播，不受裂缝影响，测出的时差和没有裂缝时的岩石一样；对于水平或低角度裂缝，声波在岩层中传播要通过该裂缝，时差就会增加，裂缝密度越大，声波时差增加越多。

第一章

1、写出纵波速度和横波速度的表达式（用弹性系数表示），并推到一般地层中纵波速度和横波速度的关系。

声波速度2pV sV 2spVVr 21)1(2r

泊松比的取植范围为0～0.5，r显然总是大于1，可见纵波速度总是大于横波速度。对自然界中常见的岩石来说，=0.25，这样可以得到: r=1.73。

理想流体中不存在切应变，即，所以理想流体中无横波存在，只有纵波。

2、推导滑行纵波作为首波接收的几何声学条件，并讨论声波测井中源距的选择原则。

直达波：1/VLt

滑行纵波：PCPCCACTAVVVtgaLVatttp11sin2cos22

滑行纵波作为首波几何声学条件:1111112sin1cos2cos2112cos2VVVVaaLVaVVLVLVtgaLVatpttpPPCCCPPCC

当L>0.825m时,在整个地层剖面,接收的首波总是来自沿井壁岩层传播的滑行纵波。

声波测井中源距的选择原则：

a.首波特性：要保证首波为滑行波而不为泥浆直达波，源距不能选择太小。

b.衰减问题（周波跳跃）:为保证接收器有效接收信号，必须考虑滑行波的衰减问题，源距大会使衰减增强，容易发生周波跳跃，因此源距不能选择太大。

c.波组分（纵波、横波、全反射波）：根据测井解释的不同目的，需要获得更多组分的波。这是需要在发射声功率允许下适当增加源距，以保证各种波群能够在时间域内有效的分离开。

3、在硬地层（地层横波速度大于泥浆速度）中，滑行横波能否作为次首波接收？讨论并推导滑行横波作为次首波接收的条件。

能。有题意知：只需滑行横波的时间仅次于滑行纵波即可，即：tpVs，tp

4、简单叙述声波在传播中时的衰减包括哪几个部分。

一、波前扩展造成的声能衰减—几何扩散

若声源发出的总功率为W，则由声强的定义有24)(rWrJ，这种由于波阵面的几何扩展而造成的声强（能量）随传播距离增加而减弱的现象，习惯上称为声波的几何衰减

第一章：

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。

成因：1）地层水含盐浓度和泥浆含盐浓度不同，引起离子的扩散作用和岩石颗粒对离子的吸附作用；2）地层压力与泥浆柱压力不同时，在地层孔隙中产生过滤作用。

扩散电动势：wmfdmfwddRRKCCKElglg

扩散吸附电动势：wmfamfwaaRRKCCKElglg

总电动势：2112lglglgCCKCCKCCKEamfamfdsmfadsCCKKE2lg)(mfsCCKE2lg若砂岩的地层水矿化度为C2，泥岩的地层水矿化度为C1，泥浆滤夜的矿化度为Cmf，C1 ≥ C2 ≥ Cmf 2、不同Cw、Cmf情况下自然电位测井曲线有哪些特征？

在井中电流从泥岩流向砂岩，电位值沿电流方向降低，界面处全部电流都在井中，电流线最密，电位变化最大。在砂岩处，自然电位曲线的异常幅度ΔUsp小于静自然电位曲线的异常幅度SSP。

3、影响自然电位测井的因素有哪些？

1）岩性的影响 K与泥质的类型、泥质含量及分布形式有关。不同的岩性,电阻R不同。

2）地层水和泥浆滤液中的含盐浓度及盐的类型 矿化度不同时，Cw/Cmf

不同；盐的类型不同时，K值不同。

3）温度的影响 温度的变化引起K值的变化，温度对电阻率的影响明显。

4）地层厚度的影响

5）井径和侵入影响

4.自然电位测井曲线在油田勘探开发中应用于哪些方面？

划分渗透层并确定层界面的位置；求取地层水电阻率Rw ；求取泥质含量Vsh；求取阳离子交换容量Qv

5.自然电位曲线的泥岩基线是：（2）

（1）测量自然电位的零线；（2）衡量自然电位异常的零线；（3）没有意义；（4）其值大小没有实际意义。

6.偏向低电位一方的自然电位异常称为（负异常），其数值是：（3）

（1）负的；（2）正的；（3）无正负之分。

第四章/、放射性测井

第一节 放射性测井核物理基础

1、康普顿效应： 伽马射线通过物质时，康普顿散射会导致伽马射线强度减弱，其减弱常以散射吸收系数 表示：

---------为一个电子的康普顿散射截面 ---------为阿伏加德罗常数

2、中子源分类：

同位素中子源（连续性中子源，放射性中子源）、加速器中子源（脉冲中子源）

3、中子与物质的作用：a、非弹性散射（碳氧比能谱测井就是测量这种非弹性散射伽马射线。） b、弹性散射（氢是所有元素中最强的中子减速剂） c、辐射俘获（氯比沉积岩中一般元素的俘获截面大得多即俘获能力最强）

4、伽马射线探测器：放电计数管、闪烁计数器（既能探测粒子的强度，又能探测其能量）

第二节 自然伽马测井（GR）

1、 按放射性浓度高低可将沉积岩分为以下几类：

(1) 放射性高的岩石：粘土岩及钾岩等。

(2) 放射性中等的岩石：泥质砂岩、泥质碳酸盐等。

(3) 放射性低的岩石：石膏、硬石膏、盐岩、纯的石灰岩、白云岩和石英砂岩等。

2、沉积岩的自然放射性一般有以下变化规律：

(1) 随泥质含量的增加而增加；

(2) 随有机物含量的增加而增加,如沥青质泥岩的放射性很高；

(3) 随着钾盐和某些放射性矿物的增加而增加。

3、自然伽马测井原理：自然伽马射线由岩层穿过泥浆、仪器外壳进入探测器，探测器将射线转化为电脉冲信号，经放大器把电脉冲放大后由电缆送到地面仪器进行记录。

4、自然伽马测井应用：

① 划分岩性和储集层：随泥质含量的增加而GR值升高

纯白云岩、石灰岩（碳酸盐岩）、岩盐、石膏层（膏岩）、纯砂岩的GR值最低，粘土

岩、泥岩和页岩的GR值最高

② 地层对比：自然伽马地层对比具有以下优点

 GR与地层流体性质（油、水或气）无关，储层含油、含水或含气对GR曲线影响不大，但用自然电位和电阻率进行对比，同一储层由于含流体性质不同二曲线差别很大。