声波测井原理.ppt

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1、绪论声波测井声波测井声波声波的分类一般按照频率来分，声波可以分为：超声波（ultra-sonicwave）>20KHz声波(sonicwave)20~20KHz次声波（infrasonicwave)<20Hz声波测井声波测井是测量和记录井剖面上岩层的声学性质（岩石的声速、声波在岩石中的衰减规律）的一种测井方法。声波测井主要内容声波速度测井声波幅度测井声波全波列测井声波井下电视测井噪声测井1声波速度测井声波速度测井，又叫声波时差测井，它是测量井剖面声波纵波速度Cp的倒数，即声波纵波在1米地层中传播所需的时间，在测井中叫做时差，记作t，t＝1/Cp，单位：微秒/米或微秒/英尺。声波速度测

2、井是声波测井中应用最广泛的声波测井方法，主要利用声波速度测井资料来研究井剖面的岩性，估算储集层孔隙度等。2声波幅度测井声波幅度测井(声幅测井)主要用于检查固井质量。水泥胶结良好时，声波幅度较小；水泥胶结不好时，声波幅度较大。3声波全波列测井声波全波列测井记录滑行纵波、滑行横波等一系列波列的速度、幅度、衰减、频率等与岩层性质和特征有关的信息。数字记录模拟记录用途:判断岩性－估算孔隙度－估算弹性力学参数4声波井下电视和体积扫描测井利用声波反射原理来得到井壁直观图象的测井方法。井内流体(泥浆)对可见光是不透明，因此，在井下不采用通常的光学电视系统，而是采用声波探测成像技术。体积扫描测井不仅

3、可以得到井壁表面的直观图象，还可以探测井壁以外一定径向深度范围内的介质分布情况。5噪声测井噪声测井记录井下自然声场(噪声)分布情况，得到由于岩层应力变化而引起声场分布的变化情况，为地震预报和震情监测提供资料；判断井下出水或出气的层位以及检查水或气在套管外的串漏情况。声波测井主要优点不受泥浆性质影响；不受矿化度影响；不受泥浆侵入影响。第一节岩石的声学特征一、岩石的弹性二、声波在岩石中的传播特征基本概念和相关知识弹性力学弹性的定义弹性体和塑性体描述弹性体的参数：杨氏弹性模量E泊松比体积弹性模量K剪切模量部分岩石的弹性模量弹性力学是力学的一个分支学科，它研究弹性体由于受外力作用(或温度变化

4、)等原因而发生的应力、形变和位移，以及形变和位移的传播。1弹性的定义弹性：是指物体在外力作用下将发生变形，即物体受力的效果不是产生宏观运动，而是物体内部各体积元或各部分之间相对位置的变化，在外力不超过一定限度情况下，取消外力则物体将恢复原状，物体的这种性质称为弹性，即物体受有限外力作用而发生形变后恢复原来形态的能力。弹性力学对被研究物体的假定：①物体是连续的②物体是均匀的；③物体是各向同性的；④物体受力后的变形和位移是微小的；⑤物体是完全弹性的。弹性力学所研究的是理想弹性体，而石油的储集体－地下岩石并非理想的弹性体。非均质性：孔隙、裂缝，骨架与胶结物性质各不相同各向异性：节理、层理等但是

5、，由于任何物体在外力很小时，因外力而发生形变都很小的情况下，均可把其当作弹性体进行处理，故可把地下岩石近似看作弹性体。2弹性体的应力和应变2.1物体分类弹性体：当物体受力发生形变，一旦外力取消又能恢复原状的物体，称为弹性体。塑性体：反之，当物体受力发生形变，一旦外力取消而不能恢复原状的物体，称为塑性体。弹性体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，在岩石中传播的声波可以被认为是弹性波。2.2描述弹性体的参数虎克定律：在弹性限度内，弹性体的弹性形变与外力成正比，即：f＝-E·由于应力与外力数值相等，方向相反，故上式可以改写成为：＝E

6、·(1)杨氏弹性模量EE＝应力/应变＝/应力：作用在单位面积上的力，F/S。应变：弹性体在力方向上的相对形变，△L/L。E物理意义：弹性体发生单位线应变时弹性体产生的应力大小；数值大小表示弹性体或弹性材料在外力作用下发生形变的难易程度，其量纲与应力相同。(2)泊松比弹性体在外力作用下，纵向上产生伸长的同时，横向缩小。假设：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D和L，则横向相对缩减D/D和纵向相对伸长L/L之比称为泊松比，用表示。=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，无量

7、纲；任何材料，=0～0.5。施加力-D-L(3)体积弹性模量K(也称膨胀率)K=应力/体应变=(F/S)/(△V/V)(N/m2或kg/cm2)体积弹性模量：在外力作用下，物体体积发生相对变化V/V，即，体积应变，则，体积弹性模量为应力与体应变之比。体积弹性模量的倒数叫体积压缩系数，用表示，即：=1/K(4)剪切模量(也称切变模量)（kg/cm2）如右下图所示的矩形六面弹性体，其上表面的面积为A，受到平行于该表面的剪切力F