常规测井培训3-孔隙度曲线

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1、（二）孔隙度曲线-AC、DEN、CNL4、声波速度测井声波测井是以岩石等介质的声学特性为基础而提出的一种研究钻井地质剖面、评价固井质量等问题的测井方法。包括声波速度测井、声波幅度测井、全波列测井等。声速测井（也称声波时差测井）测量地层声波速度。地层声波速度与地层的岩性、孔隙度及孔隙流体性质等因素有关。因此，根据声波在地层中的传播速度，就可以确定地层孔隙度、岩性及孔隙流体性质。声速测井是三种主要的岩性-孔隙度测井方法之一。4.1地层声速的影响因素（1）弹性波的传播：纵波：横波：其中的ρ、E、σ分别为地层密度、杨氏模量和泊松比。（2）岩性的影响：由于不同矿物的弹性模量、密度及泊松

2、比不同，所以由不同矿物组成的岩石，其声速也不同。常见岩石中最高速的是白云岩7900m/s，最低速为泥岩，约1800m/s，一般在3000～6000m/s。这是用声速测井区分岩性的依据。（3）孔隙度的影响：地层孔隙通常充满流体，相对于岩石骨架，孔隙流体是低速介质，所以相同岩性、相同孔隙流体的地层，孔隙度越大，地层声速越小。（4）岩层地质时代和埋深的影响：深度相同成分相似的岩石，地质时代不同，声速也不同，老地层比新地层具有较高的声速；岩性和地质时代相同的条件下，声速随岩层埋藏深度加深而增大。4.2声速测井原理（1）声波的发射与接收发射和接收声波的装置习惯称为“探头”，是一种换能器

3、，具有一定的方向性、频率特性和声功率。发射的声波频率一般为20～25kHz，介于声波与超声波之间。发射的声波在井壁地层与井内泥浆的分界面发生反、折射。折射角为90o时沿界面传播的波称为滑行波。此时的入射角称为临界角。部分滑行波传播时会以临界角折射回井内，由接收探头探测到。声速测井测量的即是这样的滑行纵波。滑行波成为首波：在所有能接收到的波中最先到达，便于区分。采取措施：大于临界源距；“隔声体”设计等。滑行波产生条件：v2>v1临界角入射（2）单发双收声速测井通过测量到达接收探头的时间差反映地层速度；声系：一个发射探头，两个接收探头；声波时差：声波传播单位距离所用的时间，单位s

4、/m，常用μs/m或μs/ft。通过测量滑行波到达两个接收探头的时间差，换算为声波时差，沿井剖面连续测量，记录声波时差曲线，常用AC或Δt表示。（3）补偿声速测井单发双收主要缺点：井径变化（扩大）界面处，声波时差出现“假异常”；双发双收补偿声速：相当于两个单发双收声系，井径变化对它们的影响相反，取二者平均值，消除假异常。4.3影响因素地层厚度的影响厚度大于间距的地层称为厚层，小于间距的称为薄层。由于声速测井的输出（时差）代表R1R2间地层的平均时差，因此它们的声速测井时差曲线存在一定差异。“周波跳跃”现象的影响疏松砂岩气层或裂缝发育地层，声衰减严重，声波时差增大，曲线上显示忽

5、大忽小幅度急剧变化的现象。常用于判断裂缝发育地层和寻找气层。余波干扰某些高速地层与井内泥浆声阻抗差别较大，声波在井内泥浆和井壁上反射较强，在井筒内的多次反射形成混响声场，使首波辨认极为困难，甚至不可能。测量盲区双发双收声系记录的是两个时差的平均值。在低速地层，上发射时声波实际传播距离与下发射时声波实际传播距离可能完全不重合。此时，在仪器记录点附近一定厚度的地层对测量结果没有任何贡献，称为“盲区”。此时所测时差与记录点所在深度处地层速度无关。4.4刻度与测井质量控制刻度主要包括地面设备的校准和井下仪器的检查。井下仪器的检查通常是在充满水的铝管或在井中的钢套管内进行（铝管和钢套管

6、的时差约为57μs/ft）；上井前应在车间进行铝筒刻度，所测值与标称值绝对误差应在5μs/m（1.5μs/ft）以内；套管声波时差数值应在187±5μs/m（57±2μs/ft）；渗透层不得出现与地层无关的跳动，遇周波跳跃时，应减速后重复测量；测井曲线值不得低于岩石骨架值；渗透层时差值应符合地区规律。利用它计算的孔隙度值应与其它孔隙度测井得到的数值基本一致。4.5主要应用确定地层岩性和孔隙度地层声速和地层孔隙度有关，通过理论计算和实验室测量可以确定声速或时差与孔隙度的关系，所以由声速测井的时差值可以估算地层孔隙度。常用威利时间平均公式：得到公式适用于：均匀粒间孔隙、固结压实纯

7、地层。其它情况需要校正，常见的压实校正公式：不同岩性地层声速（时差）不同，可以识别地层岩性。识别气层和裂缝主要依据时差明显变大或“周波跳跃”现象。检测地层压力异常（超压地层）(钻井上很有用)主要骨架及流体参数（单位：μs/m）砂岩：168或182石灰岩：156白云岩：143淡水泥浆：620盐水泥浆：6085、密度测井岩石体积密度是表征岩石性质的一个重要参数，它不但与岩石矿物成分和含量有关，还与孔隙度和孔隙流体类型及含量有关。用伽马源发射的射线照射地层，根据康普顿效应测量地层密度称为地层密度测井；根据康普