声波测井课物理基础

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1、声波测井方法和应用主讲人：章成广长江大学地球物理与资源学院诸论一、什么是声波测井1、介质—在流体中传播的波称声波，在弹性介质中传播的波为弹性波—机械振动波。2、频率—20~20000Hz，次声波、声波、超声波，特超声>0.5GHz。3、波的特性—体波（纵波、横波），界面波（全反射波：伪瑞利波、斯通利波）——根据声波（或弹性波）在介质中传播原理，在井中测量声波传播速度、幅度（衰减）等特性，以确定地层特性的测井方法二、目的应用1、确定孔隙度—时差2、识别岩性—时差、幅度衰减3、油气识别—时差、幅度衰减、Vp/Vs4、裂缝识别（或渗透性）—低频斯通利波、波形、幅

2、度衰减5、固井质量、钻井工程（弹性系数、地层压力、破裂压力）、采油开发（弹性系数、岩石强度、出砂指数）6、地震标定、构造确定、工程物探诸论三、声波测井发展声波测井40年代末50年代出现，先后出现有：声速测井、声幅测井、井下电视、长源距声波、偶极子及多极子横波测井、阵列声波测井等模拟信号—数字—成像，数字化—信息化—成像化—系列化诸论声幅测井(AcousticAmplitudeWell-logging)声速测井(AcousticVelocityWell-Logging)声波全波列测井（AcousticFullWaveformLogging）三、声波测井发展几

3、个代表的发展阶段：1.Wyllei(1956)时间平均公式提出;2.70年代末长源距声波全波列测井出现;3.80年代中期阵列声波测井出现;4.90年代末偶极子及多极子横波测井出现;5.井下声幅电视出现及井周声波成像方法的完善.诸论特别是声波测井与地震资料结合，在解决地下地质构造、判断岩性、识别压力异常层位、探测和评价裂缝、判断储集层中流体的性质等方面起着重要作用，使声波测井成为结合测井和物探的纽带，并有着良好的发展前景。三、声波测井发展从声波测井发展特点来看，仪器的研制略超过方法理论的完善，即大致在理论方法指导下研制成功仪器，在测井资料前提下使方法完善。声

4、波测井理论70年代末发展起来（52年Biot）弹性、孔隙介质、层状（横向）同性从几何声学——理论声学（波动理论），通过数学分析、数值模拟、实验测量使声波测井理论得到完善。诸论几个重要的研究方向：1.井中波形理论数值模拟2.声波全波列信息提取及解释评价3.孔隙介质声学及声波测井资料的地质解释研究4.声脉冲发射成像测井及水泥胶结测井方法研究5.偶极子及多极子横波测井研究6.井间声波探测井及振电效应探测技术研究诸论面临问题及发展趋势1.对储层的认识及地层的声学模型2.反演问题多解性—地质约束、物理约束3.服务对象扩大（储层—非储层）4.联合反演(地质、地震、其它

5、测井结合）5.声频谱测井（频率谱、幅度、应力场）6.工程物探、生态环境波的正确认识（岩石物理、波动理论）—信息提取（数字信号处理）—解释模型（地质）诸论教材与参考资料教材：声波测井理论基础及其应用参考资料：1、声波测井原理---石油工业出版社-楚泽涵2、声波测井---石油工业出版社-SPWL专题选辑3、Acousticwaveinborehores---F.L.Paillet,C.H.Cheng4、套管井测井解释原理与应用----石油工业出版社5、定量测井声学——唐晓明郑传汉6、“测井技术”杂志诸论第一章声波测井-物理基础声波或弹性波是指弹性介质中传播的压

6、强、应力、质点位移、质点速度等的变化或几种变化的综合。声波是物质的一种运动形式，它由物质的机械振动产生，通过质点间的相互作用将振动由近及远的传播，而质点与质点之间有弹性并且相互联系，所以声波在物质中的传播与物质的弹性密切相关第一节声波与声场声波测井发射的声波能量较小，作用在岩石上的时间也短，所以对声波测井来讲，岩石可看作弹性体。因此研究声波在岩石中的传播规律，可以应用弹性波在物质中的传播规律。声波参数:频率(f)、周期(T)、速度、波长（=C.T)、波数（2/=/C）第一章声波测井-物理基础声场的基本概念与描述声场的基本物理量声场是指介质中有声波传

7、播的区域。描述声场的基本物理量一般有声波速度、声压、声功率、声强等。压力或压强声波在某一单位时间内，沿其传播方向通过波阵面所传递的能量称为声功率;单位面积上声功率的大小称为声强。为质点振动速度振动过程要比声源滞后牛顿第二定律：第一章声波测井-物理基础声场的基本概念与描述声场的基本物理量c称之为波阻抗或声阻抗，通常以Z表示相对于欧姆定律声强：声场中，单位体积内的声能量称为声能量密度第一章声波测井-物理基础第二节岩石的弹性与弹性系数声波测井中声波的传播介质是岩石，而影响声波在岩石中传播的主要因素是岩石的岩性及其它的物理、化学性质。什么是弹性、塑性介质？理想

8、弹性体的基本特征:εδ0ABCDEQPR硬化弹性软化破裂1、物体是