3_2+声速测井

以可以利用声波时差曲线
来划分膏盐剖面。
3、确定地层孔隙度 1）威利平均时间公式 地层声速和地层孔隙度有 关，大量数据表明，在固结、 压实的纯地层，地层孔隙度和 声波时差存在线性关系，即 Wyllie威利平均时间公式：
砂岩体积模型示意图
3、确定地层孔隙度 1）威利平均时间公式
3、确定地层孔隙度
1）威利平均时间公式
地层厚度的大小是相对于声速测井仪的间距来说的，厚度大于间距的称为厚 层，小于间距的称为薄层。声速测井的输出（时差）代表0.5m厚地层的平均时差。
1）厚层
在地层中部时差曲线出现平直段， 该段时差值为地层时差值。当地层岩 性或孔隙性不均匀时，曲线稍有波动， 取地层中部时差曲线的平均值作为地 层的时差值。时差曲线的半幅点处对 应于地层的上、下界面。
声波时差曲线读值方法
●均匀层中：由上下岩层界面内缩
0.3m，取平均值（图a）
●层内非均质性或划分有效厚度：
将层分两段取值，含泥质夹层由 上下界面内缩 0.3m ，扣除夹层后 取面积平均值（图d）
●非均匀层中读值：采用由上下岩层
界面内缩0.3m取面积平均法（图bc）
3.2.4 声速测井的影响因素
1、地层厚度
能源学院
3.2.4 声速测井的影响因素
4、探测范围
一般是指井壁滑行波的影响范围，它和声波的波长λ有关：
在频率为20kHz、岩层中声波速度为1500～7600m/s时， 波长为8～38cm。根据实验，声波测井的探测范围大约等于 三倍波长。在上述条件下，探测深度大约为25～115cm。
3.2.5 声波速度测井资料的应用
③泥质砂岩 由于泥质声波时差较大，按上式计算的孔隙度偏大，必须进行泥质校正， 由下式来进行地层孔隙度：

声波在不同介质中传播时，速度有很大差别，而且声波 幅度（能量）的衰减、频率的变化等声学特性也是不同的。 声波测井就是利用岩石等介质的这些声学特性来研究钻井地 质剖面、判断固井质量等问题的一种测井方法。
声波是近年来发展较快的一种测井方法。由最早的声速 测井、声幅测井发展到后来的长源距声波测井、变密度测井、 井下声波电视(BHTV)、噪声测井到现在的多极子阵列声波测 井、井周声波成像测井（CBIL）、超声波井眼成像仪等。特 别是声波测井与地震勘探的观测资料结合起来，在解决地下 地质构造、判断岩性、识别压力异常层位、探测和评价裂缝、 判断储集层中流体的性质方面，使声波测井成为结合测井和 物探的纽带，有着良好的发展前景。
在薄层左侧面上，存在作用力
；在其右侧面上，
由于声波在介质中传播了 以后，声压变化为
（为
负值），因而对此体积元右侧面的作用力为：
所以该薄层沿其传播方向运动的作用力为：
即：
根据牛顿第二定律，此力等于薄层的质量和其加速度的 乘积，所以有：
两边化简并对时间积分，有：
（1）
为积分常数，当没有声压作用时（t=0），薄层的运动速度为
等效声中心（声源）传播到距等效声源为r的某处，此时声波的 波阵面是以声源为球心，r为半径的球面。若声源发出的总功率
为W，则由声强的定义有：
从上式可以看出，对球面波来说，随着传播距离的增加， 波阵面上的声强按平方规律衰减。
对于柱面波，若柱状声源长度为 ,圆柱波阵面的半径为 ， 声源声功率为 ，则波阵面上的声强为：
能量称为声功率，用W表示，单位为微瓦（W）。在声波传
播的波阵面上，单位面积上声功率的大小称为声强，声强通
常用J表示，单位为W /m2。
为了说明声压和声强的数学关系，先讨论由于声压引起

实性和可靠性 。这里就声速测井 的影响因素进行探 讨 ， 在工 作 中发现 问题 、 决 问题 提 供 思路 。 为 解
１ 影 响声 波 测 量 效 果 的 因 素
１１ 仪器 放 大 倍数 ．
当接 收器 接 收到 的声 波 信 号较 小 时 ，如 果 通 道 放 大倍 数偏 低 ， 号被 压 制 ， 信 首波 （ 地层 纵 波 ） 能 触 不 发单 收或 双 收计数 器而被 后续 波 （ 层横 波 ） 发 ， 地 触 使 时差 增 大 ， 生 “ 波跳跃 ” 象 ， 重时 还会 产生 “ 产 周 现 严 飞
煤矿 现 代化
２１ 年第３ ０２ 期
每釜 璺 塑
声速测 井的测量条件 与影 响因素 的分析
张 元基
（ 甘肃煤 田地质局 一三三队， 甘肃 白银 ７ ０ １ ） ３９ ３
摘 要 声速作为一种测井参数， 在煤 田测 井工作 中越来越受到重视 ， 它不仅 可以用来判 断岩性、 划分煤层 ， 还可 以用来计算地层弹性参数 ， 尤其在 电性条件差的地 区对划分煤层具有 相 当重要的作用 ， 但其测量条件选择 比较复杂， 往往得不到理想的效果。文章对声速测井的测 量 条件和 影 响 因素 进行 了分 析 ， 出 了相应 的 改善措 施和 解决 方法 ， 相 关人 员参考 或借 鉴 。 提 供 关键 词 声速 测 井 ； 源距 ；井径 ； 层 ； 波发射 功 率 地 声 中图分 类号 ：Ｄ１４ Ｔ ７ 文献 标志码 ： 文章 编 号 ：０ ９ ０９ （０ ２０ —０ ８ ０ Ａ １０— ７７ ２ １ ）３ ０ ５－ ４
图 １ Ｔ Ｃ ３ 的 “ 波跳 跃 ” 征 （ 龙 煤 矿 Ｚ ６ ３） ＹＳ 一 Ｑ 周 特 双 Ｋ０
点”声波信号不能触发计数器 ， （ 计数器的计数时间被 仪器限定，时差出现极大值 ） 。这对测量低速地层不 表 现 为 “ 毛刺 ” ， ）其显 著 特征 是 ： 收 时差 减 小 、 收 单 双 单 ， 如 。 利， 如煤层和泥岩。因此， 仪器 的放大倍数不能太低。 时差增 大 （ 收影 响双 收 ）或 双 收时差 减小 ， 图 ２ Ｔ Ｓ 一 Ｑ 的“ 波 跳 跃 ” 征 是 ： 如果 单 收 时 ＹＣ３ 周 特 ① 差 增 大 、 收时差 减小 、 收影响 双收 ， 明单收存 在 双 单 表 “ 周波 跳跃 ” 现象 ； ②正 常情况 下 双收 时差都 是低 于单 收时 差 的 ， 或与 单 收时 差接 近 ， 果 双 收 时差 明显 高 如 于单 收时差 ， 是双 收存在 “ 则 周波 跳跃 ” 现象 ， 图 １ 如 。 当然 ， 这种情况并不排除声波发射功率偏低 的 可 能 （ 常仪 器 的放 大 倍 数都 调 得 很 高 ） 由于声 波 通 ， 信号太弱而产生“ 周波跳跃 ” 现象。 图 １ 析 ：图 １是 煤层 上 的声 速测 井 曲 线 ， 分 单 收 在 煤 层 上 时 差 较 低 （４ ｓ ， 部 出 现 时 差 增 ４９ ／ 局 ｍ） 大现象 ， 而且影 响双收 ， 使双收时差减小 ， 这是一种 不 正 常 曲线 反 映 ， 收 存 在 “ 波 跳 跃 ” 象 ； 常 单 周 现 正 情况下双收时差应该低 于单收时差 ， 或与单收时差 图 ２ Ｔ Ｓ 一 Ｑ 的 “ 前 触 发 干 扰 ” 征 （ 山 湖 ７ ２） Ｙ Ｃ３ 提 特 平 ０ 接近 ， 图 １中， 但 双收时差（２ ｓ 却 明显高于单 ７６ ／ ｍ）是 单 收 还是 双 收 ， 有 不 都 可能产生“ 提前触发干扰 ”主要是杂波干扰 ， （ 曲线上

A’ T2
B’
优点：1）消除了井眼不规则 的影响。
双发双收声系（井眼补偿声系）
声波测井 声速测井曲线形态及影响因素 曲线形态： （1）上下围岩岩性相同时，曲线对称于地层中点； （2）岩层界面位于时差曲线半幅点处； （3）在界面上下0.25米不反映岩层的时差（l=0.5米）。
泥岩 砂岩
J1
t
0.3米
182 168 156 143 143 143 164 171 220 620 608 750~985 442
5 5 ..5 5 1 .2 4 7 .5 4 3 .5 4 3 .5 4 3 .5 5 0 .0 5 2 .0 6 7 .0 1 8 9 .0 1 8 5 .0 238 1 3 4 .7
2 .6 5 2 .6 5 2 .7 1 2 .8 7 2 .8 7 2 .8 7 2 .9 8 2 .3 5 2 .0 3 1 .0 0 1 .1 0
~
5MHz
声波测井 岩石声波速度
VP VS
2
E
E
(1 ) (1 )( 1 2 )
1 2 (1 ) V P 1 . 732 V S
0 . 25 ,
在均匀各向同性介质中,纵波、横波速度与密度、弹性系数有 关，对于岩层速度是：1）与岩性有关；2）与岩层的孔隙度、流 体特性及饱和度情况有关；3）与埋藏深度、地质年代、地质构 造等有关。
声波测井
§4.2 声速测井 声速测井—测量声速（时差）—识别岩性/流体性质，计 算孔隙度 时差：速度的导数。物理意义：声波传播单位距离所需的 时间，μs/m或μs/ft，也称慢度。 声系：若干个声探头采用不同的源距和间距组合而成的井 下声波测量系统。 源距与间距：发射探头（T）到接收探头（R）的距离为源 距（L），接收探头（R）到接收探头（R）的距离为间距（l） 。