中国石油大学(华东)声波测井

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1、声波测井声波测井是通过测量井壁声学性质来判断地层的地质特性及井眼状况的一类测井方法，包括声速测井、声幅测井、声波全波列测井等多种测井方法。第一节井内声波的发射、传播和接收声波是机械波，是机械振动在媒介中的传播过程。声波测井首先要在井内建立一个人工声场，这就需要一个声波发射器T，它向井内发射有一定声功率、有一定方向和频率特性的声脉冲。其次，声波在井内的传播与井内流体和井壁附近地层的性质有关。最后，在离声波发射器足够远的地方放置声波接收器R。井内泥浆是一种液体，由于它只能发生体积形变，不能发生剪切形变，所以

2、它只能传播纵波，不能传播横波。则置于井内泥浆中的声波测井换能器发射的或接收的都是纵波。当岩石受到声源激发时，它不但能发生体积形变，而且能发生剪切形变，故可同时产生纵波和横波。1、声时差：声波在介质中传播单位距离所用的时间。2、声速：声波在介质中单位时间传播的距离。3、声压：声波在介质中传播过程的某一瞬间，声波在介质中产生的瞬时压强。4、声强：在声波传播的波阵面上，单位面积上的声功率大小。1、声衰减：声波在传播过程中为克服介质质点之间的摩擦或粘滞作用以及介质中有声波传播时的热传导及弛豫现象等，使在介质中传

3、播的声波发生能量或幅度衰减，声能转化成热能的不可逆过程。2、声阻抗：介质密度与声速的乘积。3、水泥胶结测井：通过测量套管波第一正峰幅度来检查固井质量的一种测井方法。4、什么是斯通利波？有什么特点？答：斯通利波是在井内流体中传播的一种诱导波，是沿井轴方向传播的流体纵波与井壁地层滑行横波相互作用产生的，相当于几何声学的泥浆直达波。特点是：有轻微频散，无截止频率：相速度略低于群速度；能量集中在低频段，在井轴方向无衰减，井壁向地层按指数减小；井径变小，幅度增加。5、什么是声速测井的周波跳跃？它可能造成多大的时间

4、测量误差？答：声速测井仪正常记录时，两个接收探头被同一首波触发，但在含气疏松地层或钻井液混有气体时，声波能量严重衰减，首波只能触发第一个接收探头而没有能力触发第二个接收探头，第二个接收探头只能被后续波触发，曲线显示为不稳定的特别大的时差。当出现周波跳跃时，每差一个负峰，时差就会增大一个周期，从而时间测量误差就会随之增大。10、岩石的纵波和横波速度是声波测井中最重要的测量参数，试写出理想弹性介质中纵、横波速与弹性模量的关系式。说明在孔隙介质中，影响纵横波速和弹性模量的主要因素。答：纵波：横波：——纵波速度

5、——横波速度——杨氏模量——切变模量——泊松比——拉梅常数——体积密度影响纵横波速和弹性模量的主要因素有：岩石性质、孔隙度及孔隙内流体性质、流体饱和度等。11、解释声波在地层中传播时能量衰减的主要原因。答：（1）介质的吸收：声波在地层传播的时候一部分能量转换成热能，介质对声波的吸收系数与介质密度和成反比，越小，越低，声波衰减越大。（2）声波的反射和折射：在界面多的时候，声波衰减越大，因此在裂缝地层声幅衰减很大。12、解释为什么在相同地层条件下，滑行纵波幅度比滑行横波幅度小？答：（1）由于横波速度小于纵波

6、速度，使第二临界角大于第一临界角，从而使激发滑行横波的能量较大。（2）由于滑行横波的波长小于滑行纵波的波长，波能量更集中在井壁附近。（3）传播过程中的声波能量的几何扩展按的规律弥散。（4）横波传播的仅是体积元形状变化，而没有体积元体积变化，因此物理衰减不如滑行纵波明显。第二节声波速度测井声波速度测井是测量滑行纵波在井壁地层中传播速度的测井方法。一、*滑行纵波作为首波的条件——临界源距的推导设源距，换能器至井壁距离为，流体速度为，滑行纵波速度为，则滑行纵波为首波的条件可表示为此式可化简为由，，得若把不等式

7、右端记为临界源距，则二、单发双收声速测井（）设，发射探头经井壁到所用时间为，到所用时间为，纵波速度为，则单发双收声速测井的主要问题是：其声速曲线在井眼扩大的界面附近产生假异常，并可能受仪器在井内倾斜的影响。三、井眼补偿声速测井（双发双收井眼补偿声速测井）两个接收器在中间，上下各有一个发射器，源距相同。如排列，和交替发射声脉冲，并分别测量时差和，再取其平均值为记录时差。即双发双收井眼补偿声速测井的缺点是：纵向分辨率低，划分的最小厚度增加。当时，中间有段地层不能搭接，使未搭接地层对测量结果无贡献。*声速测井

8、是最常见的岩性-孔隙度测井方法之一。1、试说明用声波速度估算孔隙度的常用方法，其物理模型、意义及在实际应用中的优缺点。答：威利时间平均公式：——测量的纯岩石声波时差——岩石骨架声波时差——岩石孔隙流体的声波时差——纯岩石孔隙度——压实校正系数原理：滑行纵波传播单位距离所用时间等于它经过岩石内各种成分所用时间的总和。优缺点：对泥质含量少的油水层误差很小，而泥质粉砂岩和含钙致密层误差较大。只适用于含泥质的单矿物岩石，且得出的孔隙度偏高，需做压实