最新钻井地球物理勘探教案——第七章 声波测井
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课程教案课程编号: 0801223022课程名称:应用地球物理 4 :钻井地球物理勘探课程英文名称: Applied Geophysics 4: Geophysical Well Logging总学时: 64学分: 3.5开课单位:地球探测科技与技术学院,地球物理系授课对象:地球探测科技与技术学院,勘查技术与工程专业本科生前置课程:普通物理一、教学目的与要求《应用地球物理 4 :钻井地球物理勘探》是应用地球物理系列课程之一,是勘查技术与工程专业的学科基础课程,本教学大纲适用于勘查技术与工程专业的本科教学。
通过本课程教学,使学生掌握电测井、声测井、核测井及研究油井的其它测井方法的基本原理,了解与测井资料解释与处理与测井数据采集有关的基础知识和基本概念,为进一步学习《测井资料解释与数据处理》、《测井数据采集原理与技术》课程打下基础。
通过对本课程的学习,学生应掌握各种主要测井方法的工作原理,了解如何根据地质与工程问题选择测井系列的能力。
二、教学内容应用地球物理Ⅳ——钻井地球物理勘探第一章绪论一、定义钻井地球物理勘探——在钻孔中进行的各种地球物理勘探方法的总称。
又称为:地球物理测井、矿场地球物理、油矿地球物理。
简称为“测井”。
1 .石油勘探与开发过程的几个阶段(测井在其中的位置);1 )地质调查—查明含油气盆地、提出含油气远景区;2 )物探—帮助查明盆地状况,通过详查找出有利储油的构造;3 )钻探—了解地质分层,寻找出油气层;4 )测井—划分渗透性地层,判别渗透层含油气情况;5 )试油与采油—为了解油井动态变化及研究井的技术状况,还须进行测井。
测井是贯穿在整个石油勘探与开发过程中的一个不可缺少的环节。
2 .有关“井”的几个概念1 )钻井—又称钻孔,井孔,井眼2 )泥浆—用于将钻井过程中产生的岩屑排出地面;保持对地层产生适当压力,防止发生井喷。
3 )裸眼井与套管井3 .常用石油测井方法1 )以岩石导电性为基础的一组方法;普通电极系电阻率法测井;微电极系测井;侧向测井及微侧向测井;感应测井、阵列感应测井、介电测井;微电阻率扫描成像测井。
地球物理测井测井课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解地球物理测井的基本原理,掌握测井曲线的解读方法;2. 学习并掌握不同岩性的地球物理特征,能够分析地层岩性及物性参数;3. 了解测井资料在油气勘探与开发中的应用,掌握基本的数据处理与分析技巧。
技能目标:1. 能够操作测井设备,进行简单的现场数据采集;2. 能够运用专业软件处理测井数据,绘制并解读测井曲线;3. 能够运用测井资料进行地层对比、油气层识别及储量计算。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对地球物理测井的兴趣,激发探索地球深部奥秘的欲望;2. 增强学生的团队合作意识,培养在实践操作中解决问题的能力;3. 提高学生的环保意识,认识到地球资源的重要性,培养学生的社会责任感。
课程性质:本课程为高中地理学科选修课程,旨在帮助学生了解地球物理测井的基本知识,培养学生的实践操作能力。
学生特点:高中生具有较强的逻辑思维能力和动手操作欲望,对地球科学有一定的好奇心。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力。
通过课程学习,使学生在掌握测井基本知识的基础上,能够独立完成测井数据的采集、处理与分析。
同时,注重培养学生的情感态度价值观,激发学生对地球科学的研究兴趣。
将课程目标分解为具体的学习成果,以便后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 地球物理测井基本原理- 测井方法与设备- 地球物理参数的测量原理- 测井曲线的生成与解读2. 地层岩性与地球物理特征- 岩石的物理性质与测井响应- 不同岩性的地球物理特征分析- 地层对比与岩性识别3. 测井资料的应用- 油气层识别与评价- 储量计算与资源评估- 测井资料在勘探开发中的应用案例4. 测井数据采集与处理- 测井设备的使用与操作- 测井数据的质量控制与处理- 测井曲线的绘制与分析5. 实践教学环节- 实地测井操作体验- 测井数据处理与分析实践- 测井成果综合应用教学内容依据课程目标,结合教材相关章节,确保科学性和系统性。
第七章声波测井
岩石中声速的差别与岩石致密程度,结构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研究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基础
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研究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
第二节声波速度测井
一、单发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
目的在于克服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,克服井壁附近低速带的影响。
源距加大到 2.5m 左右可满足上述要求。
全波测井源距较长,以提高各种波的分辨能力。
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 .挠曲波及其与横波的关系。
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,可根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形状的因素
1 )周期跳跃
引起声皮跳跃的岩性因素:
①裂缝层,破碎带;
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—要保证克服盲区的影响,使折射波首先到达接收器( 1m 即可,长源距可达 2.5m )。
间距—影响分层能力。
3 )探测深度
约为三倍波长,即 25 ~ 115cm 左右。
二、声波速度测井在储层研究中的应用
1 )确定岩层孔隙度
利用体积模型,得出:
固结不良地层需对Φ值进行压实校正。
含分散泥质需利用自然电位求出的校正系数进行校正。
2 )划分岩性和地层对比
声波测井曲线不受井眼大小和泥浆矿化度的影响。
3 )判断气层
三、确定地层弹性参数
利用一组弹性模量来确定地层的机械强度。
弹性模量可表示出弹性体在失去弹性或破碎之前所能承受的应用的大小。
作这种计算时,需用到横波速度。
四、声波速度测井在地震勘探中的应用
地震勘探课程中,对这部分内容已有叙述,此处不再提高。
第四节固井声波幅度测井
采用单发单收型仪器、测量初至波第一个波峰的振幅,据此判断套管一水泥环之间胶结好坏。
1 .全波记录方式
1 )调解变密度记录
2 )调宽变密度记录
3 )全波扫描照像记录
2 .声波全波测井的应用
1 )检查水泥胶结质量
可判断第一界面和第二界面的胶结情况
第五节声波井壁成像测井
利用声波来扫描井壁,在泥浆中,观测井壁,形成井壁的声波图像。
用途:
1 .确定井壁裂缝位置及方法。
横切井眼的裂缝,在记录上呈正弦曲线形状。
2 .鉴别岩性及产状。
3 .套管技术状况检查。
内容重点:
1 .单发双收声波速度测井原理
2 .井眼外偿声波测井,长源距声波测井各自的特点是什么?
3 .利用声波速度测井求取地层孔隙度中的原理是什么?
4 .利用声幅测井检查固井质量的原理。
5 .声波电视测井原理及判断层面产状的方法。
基本概念:
纵波横波斯通利波挠曲波周期跳跃固井第一界面固井第二界面
思考问题:
1 .各种声波速度测井方法的原理,以及发展这些方法的目的都是什么?
2 .测量地层中横波速度的重要性是什么?比较现有的几种确定横波速度的优缺点是什么?最佳的方法是哪一种?
3 .什么是周期跳跃?怎样看待周期跳跃?
4 .试用体积模型说明利用声速测井确定孔隙度的原理?
5 .声波电视测井观察到的井壁图像能够反映什么问题?。