声波时差测井仪器

现代声波测井技术及其发展特点声波测井技术是一种在石油勘探和开发中广泛应用的工具，它通过分析地下岩石中声波的传播速度和衰减情况，来获取地层的物理性质和构造特征。

随着石油勘探开发的不断深入和技术的不断进步，现代声波测井技术已经取得了显著的进展和突破，为油气勘探提供了更加准确、全面的地质信息，也为油气田的开发和管理提供了重要的技术支持。

本文将重点介绍现代声波测井技术的发展特点及其应用前景。

一、现代声波测井技术的发展历程声波测井技术最早可以追溯到20世纪30年代，当时使用的是声音谱仪进行声波信号的测量和分析。

随着地球物理探测技术的不断发展，声波测井技术逐渐从原始的声音谱仪发展为现代的数字化声波测井技术，包括全波形记录、多波束传播、多次波解释等一系列先进技术。

在数字化声波测井技术的基础上，又发展出了多学科融合技术，如声波测井资料与地震资料的联合解释与研究，从而进一步提高了声波测井技术的应用价值和可靠性。

现代声波测井技术主要通过井下测井仪器对地下岩石中的声波信号进行接收和处理，获取地层的声波传播速度、频散特性、衰减系数等参数，并通过地质筛选、数据处理、解释分析等过程，提取出地层的物性参数，为油气勘探和开发提供客观、全面的地质信息。

声波测井技术的主要原理包括声波的传播和接收、地层参数的相互关系、声波资料的软硬件系统等。

1. 高精度和高分辨率现代声波测井技术借助于数字化信号处理和多学科融合技术，可以实现对井下地层的高精度和高分辨率的测量和分析。

通过全波形记录和多波束传播技术，可以获取更加精密的声波资料，为地层参数的精确解释提供了基础。

2. 多参数多尺度测量现代声波测井技术不仅可以获取地层的声波传播速度和频散特性，还可以获取地层的衰减系数、孔隙度、含油饱和度等多种物性参数，从而为油气勘探提供了更加丰富的地质信息。

现代声波测井技术也可以实现对地层的多尺度测量，从井眼尺度到地层尺度，为油气勘探和开发提供了更全面的地质信息。

⽯油课堂声波测井的原理及技术⽅法（建议收藏）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。

声波测井分为声速测井和声幅测井。

声速测井测量地层声波速度。

地层声波速度与地层岩性、孔隙度及孔隙流体性质等因素有关。

根据地层声波速度，可确定地层孔隙度、岩性、孔隙流体性质。

第⼀节岩⽯的声学特性声波是⼀种机械波。

根据声波频率声波分为：次声波（频率低于20Hz）；可闻声波（20Hz⾄20kHz）；超声波（频率⼤于20kHz）。

⼀、岩⽯的弹性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）、物体是均匀的，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，并服从⼴义胡克定律。

满⾜以上基本假设条件的物体称为理想完全线弹性体，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。

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，所以可以把岩⽯看作弹性体。

因此，可以⽤弹性波在介质中的传播规律研究声波在岩⽯中的传播特性。

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。

2、弹性⼒学参数1）、应⼒与应变物体在外⼒作⽤下发⽣弹性形变的同时，在物体内部产⽣的抵抗其形变的⼒称为内⼒。

作⽤在单位⾯积上的弹性内⼒称为应⼒。

根据应⼒⽅向与作⽤⾯法向的关系,应⼒分为:(1)、平⾏于体积元各⾯法向的应⼒称为正应⼒；(2) 、垂直于体积元各⾯法向的应⼒称为切应⼒。

在外⼒作⽤下，若弹性体内的任意体积元发⽣体积变化，⽽边⾓关系不变，则称此形变为体形变。

第八章声波测井第八章声波测井声波测井的物理基础1．名词解释：(1)滑行波：(2)周波跳跃：(3)stoneley波：(4)伪瑞利波：(5)声耦合率：(6)相速度：(7)声阻抗：(8)群速度：(9)频散：(10)衰减：(儿)截止频率：(12)声压：(13)模式波：(14)泊松比：(15)第一临界角：(16)第二临界角：2．说明弹性系数K和切变弹性系数μ的意义。

他们与杨氏模量E及泊松比σ有怎样的关系?3．介质质点弹性机械振动的过程是的外力作用下，与的互相交替作用的过程，而声波传播，则是这种过程作用于使之的过程。

4．声波是介质质点的振动在介质中的传播过程。

声纵波是变波，横波是变波，它们均与此物理量(介质的) 有关。

5．某灰岩的V p=5500m/s，密度ρb=2。

73g ／cm3，横波速度V s按V p=1.73V。

给出。

试求杨氏模量E，泊松比σ，体弹性模量K，切变弹性模量μ及拉梅常数λ。

6．声纵波的质点振动方向与能量传播方向，它可在态介质中传播；声横波的质点振动方向与能量传播方向，它能在态介质中传达播，但不能在态介质中传播。

7．声纵波的速度为V=；声p横波的速度为V=故V P/V S= 。

根s据岩石的泊松比为0.155—0.4，于是V p/V s；= 。

这表明在岩石中，V p V S，所以在声波测井记录上，波总先于波出现。

8．在相介质中，由于μ=0，即切应力，故。

9．瑞利(Rayleigh)波发生在钻井的界面上，其速度v R很接近V S，约为，此波随离开界面距离的加大而迅速；斯通利（Stoneley）波产生在中，并在泥浆中传播，它以低和低形式传传播，其速度于泥浆的声速。

10．到达接收器的各声波中，全反射波因路径处在中，波速，直达波行程，但波速，滑行波行程但波速。

故以波最早到达接收器。

11．声波沿井壁岩石传播的条件是：声入射角临界角，此时，沿井壁传播的波将按方向泥浆中辐射声能量。

12．在井壁上，入射的声波将诱导出反射纵波，折射纵波和折射横波。

声波测井应用学习声波测井是研究地层声学性质的各种测井方法的总称，主要用来测量地层各种波的传播速度（纵波、横波和斯通利波）和幅度。

常用的声波测井方法有补偿声波测井、长源距声波、阵列声波测井、偶极子阵列声波测井、超声波成象测井等。

补偿声波测井是在油气勘探、开发中应用最多的测井方法之一，是通过测量井壁介质的声学性质来判断井壁地层的地质特征及井眼工程状况的一类测井方法。

通常是采用单发—双收或双发—双收的探头设计，用于补偿井眼扩径造成的对纵波幅度影响。

这类声波测井仪的测量数据主要用来估算地层的孔隙度。

这里介绍的声波测井就是指声波速度测井，声波速度测井曲线上记录的是地层的声波时差（单位：μs/ft或μs/m）。

第一节声波曲线的应用1、划分地层由于不同的地层具有不同的声波速度，所以根据声波时差曲线可以划分不同的岩性地层。

砂泥岩剖岩中砂岩声波速度大，时差小；泥岩声波速度小，时差大；在碳酸盐岩剖面中致密灰岩和白云岩时差低，含泥质时时差增大，若有裂缝和孔隙时声波时差明显增大。

常用岩石骨架值如下：砂岩为55.5μs/ft(182μs/m)，灰岩为47μs/ft(155μs/m)，白云岩为43μs/ft(141μs/m)，淡水为189μs/ft(620μs/m)。

2、确定岩石孔隙度声速测井是最常用的岩性—孔隙度测井方法之一。

要用声速测井确定孔隙度，就必须建立声速测井响应方程，即时间平均公式Δt=φΔtf+(1-φ)Δtma，其物理意义是声波在单位厚度岩层上传播所用的时间，等于其在孔隙中以流体声速经过全部孔隙所用时间，以及在孔隙外岩石骨架部分以岩石骨架声速经过全部骨架所需时间的总和。

若考虑地层压力，则孔隙度Δt—测量的纯岩石声波时差，μs/ft或μs/m；Δtma—岩石骨架的声波时差，μs/ft或μs/m；Δtf—岩石孔隙流体的声波时差，μs/ft或μs/m；CP—压实系数；φ—纯岩石孔隙度，%。

3、识别气层和裂缝声速测井曲线表现为时差值急剧增大，增大的数值是按声波信号的周期（50微秒左右）成倍增加，这种现象称为“周波跳跃”。