《地球物理测井》ch7.声速测井

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1、地球物理测井地球物理测井 主讲人：刘军锋主讲人：刘军锋 长江大学 地球物理与石油资源学院 第第7 7章章 声波速度测井声波速度测井 2014 Yangtze University Production Logging Lab. 声波速度测井（声波速度测井（Acoustic Velocity LogAcoustic Velocity Log）或声速测）或声速测 井或声时差测井：井或声时差测井：是利用声波测井仪器，通过测量井是利用声波测井仪器，通过测量井 下岩层的声波传播速度（或时差），研究井外地层的下岩层的声波传播速度（或时差），研究井外地层的 岩性、物性，估算地层孔隙度的测井方法。岩性、物性，

2、估算地层孔隙度的测井方法。 时差时差 ：声波通过井下单位厚度岩层的：声波通过井下单位厚度岩层的 传播时间。注：传播时间。注：时差的倒数即为声速时差的倒数即为声速V V（m/sm/s）。）。 它是目前孔隙度测井中三大方法之一，也是目前声它是目前孔隙度测井中三大方法之一，也是目前声 波测井中主要的方法之一。波测井中主要的方法之一。 本章将介绍滑行波传播原理、时差形成和记录、声本章将介绍滑行波传播原理、时差形成和记录、声 速测井曲线特点、影响因素及应用等。速测井曲线特点、影响因素及应用等。 第7章 声波速度测井 ts m 单位：第第7 7章章 声波速度测井声波速度测井 2014 Yangtze Un

3、iversity Production Logging Lab. 第第7 7章章 声波速度测井声波速度测井 2014 Yangtze University Production Logging Lab. 第第7 7章章 声波速度测井声波速度测井 2014 Yangtze University Production Logging Lab. 7.1 7.1 井内测量声速信息方法井内测量声速信息方法 7.2 7.2 时差记录声系时差记录声系 7.3 7.3 岩层速度与孔隙度模型岩层速度与孔隙度模型 7.4 7.4 声速测井曲线影响因素及应用声速测井曲线影响因素及应用 第7章 声波速度测井 第第7

4、7章章 声波速度测井声波速度测井 2014 Yangtze University Production Logging Lab. 7.1 7.1 井内测量声速信息方法井内测量声速信息方法 一一 滑行波（纵波）作为首波接收条件滑行波（纵波）作为首波接收条件 在井内传播的多种波中，只有滑行波携带井外地层的速在井内传播的多种波中，只有滑行波携带井外地层的速 度信息。故欲测量到地层的纵波或横波速度，应该记录滑行度信息。故欲测量到地层的纵波或横波速度，应该记录滑行 波。但井内的波列是在传播过程中形成干涉、叠加，由综合波。但井内的波列是在传播过程中形成干涉、叠加，由综合 效应产生的。故可以根据效应产生的。

5、故可以根据滑行波传播速度快滑行波传播速度快的特点，的特点，选择适选择适 当的接收点和接收间距当的接收点和接收间距，使滑行波能够尽量提早到达接收器，使滑行波能够尽量提早到达接收器 （成为首波成为首波），以便有利于波形提取和识别。），以便有利于波形提取和识别。 声速测井是通过接收地层滑行纵波来反映地层特性的，声速测井是通过接收地层滑行纵波来反映地层特性的， 需把滑行波（折射纵波）与直达波需把滑行波（折射纵波）与直达波( (泥浆波泥浆波) )、反射波区分开。、反射波区分开。 第第7 7章章 声波速度测井声波速度测井 2014 Yangtze University Production Logging

6、 Lab. 第第7 7章章 声波速度测井声波速度测井 2014 Yangtze University Production Logging Lab. A B C T R L a c V1 VP 直达波直达波TRTR 反射波反射波TBRTBR 滑行波滑行波TACRTACR 2 2 2122LtaVPCPCCACTAVVVtgaL Vattt11sin2 cos22 11/tL V7.1 7.1 井内测量声速信息方法井内测量声速信息方法 一一 滑行波（纵波）作为首波接收条件滑行波（纵波）作为首波接收条件 第第7 7章章 声波速度测井声波速度测井 2014 Yangtze University Pr

7、oduction Logging Lab. 7.1 7.1 井内测量声速信息方法井内测量声速信息方法 一一 滑行波（纵波）作为首波接收条件滑行波（纵波）作为首波接收条件 根据费尔玛最小原理，滑行波最先到达根据费尔玛最小原理，滑行波最先到达R R处所满足的条件：处所满足的条件： 111111122 cos112cos2 cos21sinCCPC PCPCPtt La tgaLtVVVaLVVVaVVLaVV 取泥岩取泥岩( (最低最低) )：V Vp p=1800=1800，V V1 1=1600=1600，a=0.1a=0.1 L L# #=0.825m=0.825m 取白云岩取白云岩( (最

8、高最高) )：V Vp p=7900=7900，V V1 1=1600=1600，a=0.1a=0.1 L L# #=0.25m=0.25m A B C T R L a c V1 VP 第第7 7章章 声波速度测井声波速度测井 2014 Yangtze University Production Logging Lab. 7.1 7.1 井内测量声速信息方法井内测量声速信息方法 一一 滑行波（纵波）作为首波接收条件滑行波（纵波）作为首波接收条件 当当L0.825mL0.825m时时, ,在整个地层剖面在整个地层剖面, ,接接 收的首波总是来自沿井壁岩层传播的收的首波总是来自沿井壁岩层传播的 滑

9、行纵波。目前国产声波测井仪器源滑行纵波。目前国产声波测井仪器源 距为距为1m1m。 一般为使得各种波群能够在时域内一般为使得各种波群能够在时域内 相互相互“拉开拉开”而尽量减少相互叠加，而尽量减少相互叠加， 会选择更长的源距，如长源距声波全会选择更长的源距，如长源距声波全 波列测井波列测井( (源距源距2.44m2.44m和和3.05m)3.05m)和多极和多极 子阵列声波测井。但源距并不是取得子阵列声波测井。但源距并不是取得 越大越好，因为声源的强度总是有限越大越好，因为声源的强度总是有限 的。的。 一般仪器的外壳是钢管，通过刻槽一般仪器的外壳是钢管，通过刻槽 方法消除来自钢管的直达波，经多

10、次方法消除来自钢管的直达波，经多次 反射使能量急剧衰减。内部用橡胶。反射使能量急剧衰减。内部用橡胶。 A B C T R L a V1 Vs c 第第7 7章章 声波速度测井声波速度测井 2014 Yangtze University Production Logging Lab. 对于滑行横波，由于地层的横波低于纵波，因此要想记对于滑行横波，由于地层的横波低于纵波，因此要想记 录到滑行横波，所选择的源距更要加长，这也是长源距声波录到滑行横波，所选择的源距更要加长，这也是长源距声波 全波列测井能够记录和测量横波的主要原因之一。全波列测井能够记录和测量横波的主要原因之一。 在实际声波测井过程中，

11、可能会遇到地层的横波速度小在实际声波测井过程中，可能会遇到地层的横波速度小 于井内流体中的纵波速度的情况，即软地层或者低速地层的于井内流体中的纵波速度的情况，即软地层或者低速地层的 情况。这时，利用常规声波测井，如普通声速测井、长源距情况。这时，利用常规声波测井，如普通声速测井、长源距 声波全波列测井，都不能测量到横波。在软地层中要测量横声波全波列测井，都不能测量到横波。在软地层中要测量横 波速度，目前是采用偶极横波成像测井。波速度，目前是采用偶极横波成像测井。 7.1 7.1 井内测量声速信息方法井内测量声速信息方法 一一 滑行波（纵波）作为首波接收条件滑行波（纵波）作为首波接收条件 思考题

12、思考题: : 1.1.在高速地层中（在高速地层中（V Vs sVV1 1) )滑行横波是否可作为次首波，滑行横波是否可作为次首波， 并推导并推导? ? 2.2.在慢速地层中（在慢速地层中（V Vs sCE 正异常正异常 1VCEDF VCDtP1VCEDF VCDtP7.2 7.2 时差记录声系时差记录声系 1)1)扩径上部扩径上部 扩径前后扩径前后t t1 1不变不变 扩径后扩径后t t2 2增大增大 使使 t t出现假正异常出现假正异常 2)2)扩径中部扩径中部 扩径前后扩径前后t t1 1， t t2 2同步增大同步增大 使使 t t不变不变 3)3)扩径下部扩径下部 扩径前后扩径前后t

13、 t2 2不变不变 扩径后扩径后t t1 1增大增大 使使 t t出现假负异常出现假负异常 第第7 7章章 声波速度测井声波速度测井 2014 Yangtze University Production Logging Lab. 7.2 7.2 时差记录声系时差记录声系 第第7 7章章 声波速度测井声波速度测井 2014 Yangtze University Production Logging Lab. 7.2 7.2 时差记录声系时差记录声系 二二 单发双收声系单发双收声系 （2 2）深度误差：）深度误差：仪器记录点与实际传播路仪器记录点与实际传播路 径中点不在同一深度上。径中点不在同一深度上。 注：发射注：发射F=TF=T，接收，接收J=RJ=R，下同。，下同。 tana0.023atantanCCCCCO0haOODHhHaHhHa 记录点 ：两接收探头的中点。实际深度点 ：到达两接收探头的折射波的折射点间的中点。两者相差，产生深度误差。例：泥岩0.192米（ =0.1米）白云岩米（ =0.1米）对于上发下收：-对于下发上收：+但由于随着岩层的变化，井径和角度是变化的，因此，深度误差没法校正。第第