地球物理测井-声速测井

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1、地球物理测井GeophysicalWellLogging声波测井岩石的声学性质声波速度声波幅度测井声波全波测井声波测井—是通过研究声波在井下岩层和介质中的传播特性，从而了解岩层的地质特性和井的技术状况的一种测井方法。目前主要有以下几种声波测井方法：声波时差测井（计算地层孔隙度和力学参数）水泥胶结测井CBL（研究固井质量）超声电视BHTV（观察井壁情况和裂缝）声速类测井声幅类测井声波变密度测井VDL（观察井壁情况和裂缝）方位声波成像测井偶极横波成像测井井周声波成像测井超声波成像测井声波成像测井噪声测井(研究油井串槽和油气水流动情况)声波

2、频率特性类测井声波测井既可应用于裸眼井，也可应用于套管井测井。一、岩石的声学性质是一种机械波，是介质质点振动向四周的传播。目前声波测井使用的频率为20Hz－2MHz。声波20Hz<频率<20KHz次声波频率<20Hz超声波频率>20KHz什么叫声波？（一）岩石的弹性及弹性参数是指物体受有限外力而发生形变后恢复原来形态的能力。1、弹性2、物体的分类弹性体塑性体受力发生形变，一旦外力取消又能恢复原状的能力。弹性体：产生永久形变。塑性体：可变成在声波测井中，声源的能量很小，声波作用在岩石上的时间很短，因而岩石可以当成弹性体，在岩石中传播的声

3、波可以被认为是弹性波。3、描述弹性体的参数在均匀无限的岩石中，声波速度主要取决于岩石的弹性和密度。作为弹性介质的岩石，其弹性可用几个参数来描述：杨氏模量泊松比切变模量体积形变弹性模量岩石弹性参数体积压缩系数拉梅系数（1）杨氏模量EF—作用外力；l、s—分别为弹性体长度、横截面积；E—弹性体的杨氏模量，N/m2；F/S—为作用于单位面积上的力，称为应力。Δl/l—为弹性体在力方向上的相对形变，称为应变。物理意义：描述弹性体发生形变的难易程度。Hook定律：外力F作用在长度为l、横截面积为S的均匀弹性体的两端(弹性体被压缩或拉伸)时，弹性

4、体的长度发生Δl的变化，并且弹性体内部产生恢复其原状的弹性力。（2）泊松比σ（定义为外力作用下，弹性体的横向应变与纵向应变之比）=弹性体的横向应变/纵向应变=（△d/d）/（△l/l）物理意义：描述弹性体形状改变的物理量,只是表示物体几何形变的系数。dlF弹性体在外力作用下，纵向上产生伸长的同时，横向缩小。设有一圆柱形弹性体的直径和长度分别为d和l，在外力作用下，直径和长度的变化分别为Δd和Δl，那么横向相对减缩Δd/d和纵向相对伸长Δl/l之比称之为泊松比。对于一切物质，σ都介于0到0.5之间。（3）切变模量（）切应变：弹性体的

5、形状改变而体积未发生变化。：切变角tg=△l/l当很小时，tg=△l/l切应变的特点：体积不变，边角关系发生变化。矩形六面弹性体，其上表面abfe的面积为A，受到平行于该表面的切力Ft的作用时，在力的方向上相对位移一段距离Δl，切应力等于Ft/A，切应变为Δl/l，切应力与切应变之比所定义的弹性模量就是切变模量，用μ表示:acgbefAd常见岩石的弹性参数参见P54表2-1K=应力/体应变=（F/S）/（△V/V）体积应变也称膨胀率。(4)体积形变弹性模量体积形变弹性模量K的定义为：在外力作用下，物体体积相对变化ΔV/V，

6、即应力与体积应变之比，用K表示:（6）拉梅系数（把岩石的应力和应变联系起来的常数）体积形变弹性模量的倒数叫体积压缩系数，以β表示：（5）体积压缩系数二、声波在岩石中的传播特性1、纵波、横波的定义纵波（压缩波或P波）：介质质点的振动方向与波的传播发向一致。弹性体的小体积元体积改变，而边角关系不变。体积模量不等于零的介质都可以传播纵波。纵波横波（剪切波或S波）：介质质点的振动方向与波传播方向垂直的波。特点：弹性体的小体积元体积不变，而边角关系发生变化，例：切变波。切变模量不等于零的介质才能传播横波。SH波SV波在井下，纵波和横波都能在地层

7、传播，而泥浆中只能传播纵波。注意横波不能在流体（气、液体）中传播，因为它的切变模量=0纵波可以在气体、液体和固体中传播。2、岩石的声速特性声波在介质中的传播特性主要指声速、声幅和频率特性。声波在弹性介质中的传播速度主要取决于介质的弹性模量和密度。纵波速度横波速度E—杨氏模量σ—泊松比ρ—介质密度纵横波比由于大多数岩石的泊松比等于0.25，所以岩石的纵横波速度比为1.73。可见，岩石中传播的纵波比横波速度快，所以在岩石中传播，纵波总是早于横波被接收到。一般，岩石的密度越大，传播速度越快，反之亦然。在声速测井中，纵波是首波。对于沉积岩来讲

8、，声波速度除了与上述基本因素有关外，还和下列地质因素有关:地质因素岩性孔隙度岩石地质时代岩石埋藏深度★声波速度的影响因素★由于不同矿物的弹性模量大小不同，介质弹性模量的大小又是影响介质声速的主要因素，所以由不同矿物构成的