六声波测井.

1►声波测井发展概况►声波测井资料的主要用途►声波测井方法分类声波测井(SonicLog)确定孔隙度及孔隙类型;判断气层;识别裂缝;判断岩性等…固井质量评价;套管技术状况检测;岩石强度分析;地层压力预测等…声波速度测井;声波幅度测井.2◆声波测井的理论基础◆声波速度测井◆声波幅度测井本章主要内容3声波测井的理论基础岩石的弹性声波在岩石中的传播特性声波在介质界面上的传播特性声波测井的理论基础4岩石的弹性声波是机械波的一种,其频率在20~20KHz范围内,能引起人的听觉声波的概念岩石的弹性受外力作用发生变形,当外力取消后能够恢复到原来形态的物体①杨氏模量E②泊松比σ③切变模量μ④体积弹性模量K描述弹性介质的物理参数?弹性体的概念?声波测井的理论基础5声波在岩石中的传播特性声速影响岩石声速的因素声幅)21)(1()1(Evp)1(21Evs声波测井的理论基础6影响岩石声速的主要因素岩层埋藏深度v新老vvVD介质声速m·s-1白云岩7900石灰岩6400砂岩5500泥岩1800~3900硬石膏6100~6250地质年代孔隙度岩性)21)(1()1(Evp请注意:相同的岩性可能具有不同的声速;或不同的岩性却具有相同的声速.声波测井的理论基础7岩石的声波幅度J0:初始声强J:声波传播距离后的声强α:介质的吸收系数leJJ20lvf1∝∝声波测井的理论基础8声波在介质界面上的传播特性反射定律折射定律反射系数和折射系数声耦合率声波测井的理论基础9反射定律、折射定律21vvSinSin声波测井的理论基础αβα法线入射线反射线折射线ⅠⅡρ1v1ρ2v210临界角及滑行波12vv设：则：时当*当2此时的入射角被称为临界角,即:折射角等于900时的入射角滑行波指:当v1v2、且入射波以临界角入射时，在两种介质的界面上产生的以v2速度传播的折射波。声波测井的理论基础211-*=vvSinCriticalangleSlidewave11反射系数R、折射系数T定义：可以看出：T+R=1211221122vvvvWWRR入射波能量反射波能量2221122114vvvvWWTT入射波能量折射波能量请注意教材P42式:(2-10)与(2-11)声波测井的理论基础p1b1p2b2p1b11TTp1b1p2b2p1b1p2b21RRvρ+vρv2ρ=EE=Cvρ+vρvρ-vρ=EE=CCR和CT分别为声压的发射系数和折射系数12声耦合率221121vvZZ211221122vvvvWWRR入射波能量反射波能量两种介质的声阻抗之比：越差。越偏离1，表明声耦合ZZ之，越好；反越接近1，表明声耦合ZZ2121声波测井的理论基础13§2声波速度测井测量及记录的参数时差的定义换能器(探头)声系的设计单发双收声系测量原理问题解答影响时差曲线的主要因素井眼补偿声波测井声波测井资料的应用声波速度测井14vt1时差即速度的倒数：时差亦称慢度(Slowness),其单位是:微秒/米或微秒/英尺.ftsms//或换能器工作原理:所用材料:压电或磁性材料发射探头和接收探头工作过程时差曲线的常用表示符号:AC(Acoustic)DTBHC声波速度测井15TRTR1R2声波速度测井1617R1R2AEBCDF1211vCEvBCvABt声波沿路径ABCE传播所需时间为t1则声波到达两个接收探头的时间差:△T=t2-t11212vCEDFvBCBDttT声波沿路径ABDF传播所需时间为t21212vDFvBDvABtV1V2声波速度测井泥浆声速地层声速18TR1R2AEBCDF1212vCEDFvBCBDttT设:仪器居中,井径规则lTvtvlvCDT2221则有关问题的解答惠更斯原理:介质中波动传播到的各点都可以看作是发射子波的波源,而在其后的任意时刻,这些子波的包络就是新的波前.费尔马时间最小原理:在所有经两种介质界面上滑行并到达接收探头的路径中,声波沿以临界角返回至接收探头的路径传播时用时最短.临界源距l*:指声波沿路径ABCE传播至接收器用时与直达波用时相等时的源距.临界源距l*的估算:设v1=1600米/秒,CAL=0.254米,探头直径为0.051米则:对于泥岩,l*=0.825米白云岩,l*=0.25米声波速度测井称发射探头与接收探头间的距离为源距.l为间距,即两个接收探头间的距离19可能到达接收探头的波纵波横波和直达波斯通利波假瑞利波假瑞利波(Pseudo-Rayleighwave):以大于第一临界角入射到井壁、并在井壁界面上多次反射所形成的波斯通利波(Stoneleywave)：指在泥浆中传播的纵波和井壁上传播的横波相干产生的相干波。声波速度测井20影响时差曲线的主要因素井径变化的影响地层厚度的影响“周波跳跃”的影响声波速度测井21TR1R2在扩径井段上部,时差增大井径扩大井段TR1R2在扩径井段下部,时差减小1212vCEDFvBCBDttT声波速度测井22TR1R2时差曲线特点:1)对着厚地层的中部,声波时差不受围岩的影响,时差曲线出现平直段,该段时差值为该厚地层的时差值;2)在地层界面处,测量受到两种地层的共同影响,所测时差不能反映地层的实际时差;3)在薄层情况下,测量要受到围岩的影响,其测量结果同样不能反映地层的实际时差值.声波速度测井23周波跳跃由于某种原因,造成声波能量严重衰减,使得时差曲线出现来回跳动忽大忽小的现象.声波速度测井Cycleskip24TR1R2t0R1R2⊿tt2t1⊿t⊿t声波速度测井25可能出现“周波跳跃”的几种情况气层疏松砂岩裂缝性地层或破碎带泥浆气侵声速特别高的地层声波速度测井26声系结构:双发双收补偿原理AT1R1R2EBCDFT2井眼补偿声波测井(BHC)(BoreHoleCompensatedSonicLog)⊿t上⊿t下↓↑+2=⊿t声波速度测井27声波速度测井资料的应用判断气层、油气或气水界面划分地层及岩性确定岩石孔隙度在油气开发工程中方面的应用时差曲线在气层的特点:时差明显增高;可能有“周波跳跃”现象出现。声波速度测井28声波速度测井下列曲线在储层的基本特征微电极曲线:出现明显的幅度差电阻率曲线:电阻率值显示中或高?SP曲线:出现明显的异常?CAL曲线:多数情况下为缩径时差曲线:?29声波速度测井30计算储层孔隙度mafttt)1(威利（R.Wyllie）时间平均公式适用条件：孔隙均匀分布，且固结压实的纯地层声波速度测井31“岩石体积模型”示意图及方法要点“岩石体积模型”方法要点：根据岩石的组成，按其物理性质的差异，把单位体积岩石划分成相应的几部分，分别研究每一部分对测量结果的贡献，并把总的结果看作是各部分的贡献之和。声波速度测井32LAV=LAV=Vma+VФttmatft=tma+tfvvmavft=L/vtma=Lma/vmatf=LФ/vfLФLmaL/v=Lma/vma+LФ/vfAL/v=ALma/vma+ALФ/vfV/v=Vma/vma+VФ/vf1/v=(1-Ф)/vma+Ф/vfmafttt)1(声波速度测井33mafmastttt对于未固结和压实的地层，；对于含泥质的地层，需进行泥质校正；对于含有次生孔隙的地层，s总s声波速度测井34TR211*vvSin-35长源距声波全波列测井(LSS)(DDBHC)(LongSpacingSonic)(DepthDerivedBoreholeCompensatedSonic)＊提出DDBHC的目的＊裸眼井中声波全波列成分＊记录方式及记录的信息＊声波全波列测井资料的用途声波速度测井36可能到达接收探头的波纵波横波视(伪、假)瑞利波直达波（泥浆波）斯通利波纵波横波和视瑞利波直达波斯通利波37AT1R1R2EBCDFT2井眼补偿声波测井(BHC)(BoreHoleCompensatedSonicLog)R1R2T1T2R1R2T1T2声波速度测井38R1R2T1T2R1R2T1T2R1R2T1T2R1R2T1T2声波速度测井39偶极子横波成像测井（DSI）（DipoleShearSonicImager）绪：产生滑行波的条件测量原理：声源特点挠曲波性质声波速度测井40偶极声源：指两个相距很近（相对于波长而言）、振源强度相等、振动相位相反的点声源的组合。在声偶极子轴的方向上，声压振幅具有最大值但相位相反；在垂直于声偶极子轴的方向上，声压恒为零。声波速度测井41声波速度测井42挠曲波特点声波速度测井挠曲波是一种频散面波,在低频时,挠曲波以横波的速度传播;在高频时,以低于横波的速度传播.43偶极子横波成像测井输出资料纵波参数横波参数斯通利波资料声波全波列记录声波速度测井44偶极子横波测井资料的应用判断气层识别裂缝估算地层渗透率判断地层各向异性分析岩石机械特性45STC(Slowness-TimeCoherence)慢度-时间相关法DFMD(DigitalFirst-MotionDdtection)数字初至探测法46声波幅度测井水泥胶结测井（CBL）声波变密度测井（VDL）水泥评价测井（CET）方位水泥胶结测井(SBT)井下电视测井（BHTV）超声波成像测井（USI）井周声波成像测井（CBIL）声波幅度测井47固井质量评价方法水泥胶结测井(CBL)(CementBondLog)基本原理★探头结构★声波幅度与水泥胶结质量的关系声波幅度测井48测量对象套管波传播路径套管波幅度与水泥胶结质量的关系声波幅度测井到达接收器首波的幅度TR49TR声波幅度的大小取决于其传播上述3段路径所造成的衰减,而在套管内径不变的情况下,井中介质对声波能量的衰减可近似看作为常数,因此,声波幅度的大小将取决于其在套管中传播时的衰减情况.若管外为水泥,且与套管胶结良好,则声耦合好,套管波能量容易传播到管外的介质中去,所测声波幅度则小;反之…结论:套管与水泥胶结质量越好,则所测声波幅度越小;套管与水泥胶结质量越差;则所测声波幅度越大.套管波的幅度取决于什么因素呢??50CBL资料的用途•检查固井质量相对幅度20%胶结良好20%相对幅度40%胶结中等相对幅度40%胶结差•判断气层曲线通常出现明显正峰•确定套管断裂位置曲线通常出现明显负峰%100自由套管井段曲线幅度目的层井段曲线幅度相对幅度声波幅度测井51CBL曲线影响因素测量时间水泥环厚度井的影响井眼声波幅度测井52声波变密度测井(VDL)(VariableDensityLog)测量原理记录波的数量到达接收器的前12～14个波的幅度记录波的种类套管波水泥环波地层波泥浆波记录方式调辉记录调宽记录声波幅度测井53声波幅度测井54削波饱和倒相声波幅度测井55声波幅度测井56VDL资料的解释波形特征及解释结论ⅠⅡ套管波很强、地层波很弱或没有自由套管套管波弱、地层波强好好套管波弱、地层波也弱好差套管波强、地层波中强差好波强或弱的显示特征？？？？如何区分套管波和地层波？？？？声波幅度测井57声波幅度测井58水泥评价测井（CET）(CementEvaluationTool)方位水泥胶结评价测井（SBT）(SegmentedBondTool)特点▲可探测和评价两个胶结面的胶结情况▲可提供不同方位上的水泥胶结情况声波幅度测井59作业（该井段为砂泥岩剖面，且储层电阻率已大于该地区油层电阻率的下限值）要求：1）写出图中各符号所代表的曲线名；2）划分岩性及渗透层（在图中标出）；3）判断储层流体性质（并说明判断储层流体性质的常规测井方法）；4）简述判断岩性、渗透层及流体性质的