第四章声波2008

1、 引入：声波测井以不同岩石的声差异为基础，声波在不同岩石中传播： 1)声波传播的速度有差异； 2)声波幅度有差异； 目前有声速测井、声波幅度测井、声波全波列、声波电视、地震测井等。第四章第四章 声波测井声波测井 声波测井测量的物理量是地层介质的波速和衰减。测量时，声波测井仪（包括声发射器和声接收器）总是处于充满泥浆的井内，井周围是地层，地层介质通常都可以看成是某种弹性体。因此，声波测井的物理基础是充满液体的柱状井眼内的弹性波传播问题。弹性波在弹性体中的传播机理如下：把弹性体看成由连续分布的弹性波在弹性体中的传播机理如下：把弹性体看成由连续分布的质点组成，质点与质点之间通过弹性力相互联系着，由于

2、某种原质点组成，质点与质点之间通过弹性力相互联系着，由于某种原因（随时间变化的外力）使弹性体某一质点发生扰动时，这种扰因（随时间变化的外力）使弹性体某一质点发生扰动时，这种扰动会通过弹性力影响附近质点，使这些质点也随之振动起来，这动会通过弹性力影响附近质点，使这些质点也随之振动起来，这种振动又通过弹性力影响更远的质点，使扰动向四周传播形成波种振动又通过弹性力影响更远的质点，使扰动向四周传播形成波形，这就是形，这就是弹性波弹性波。因此，弹性波与弹性体中的质点的运动状态。因此，弹性波与弹性体中的质点的运动状态密切相关。密切相关。2Pv纵波纵波: 弹性体质点的振动方向与波的传播方向一致，在波弹性体质

3、点的振动方向与波的传播方向一致，在波动过程中质点的排列会出现稀疏和密集的现象动过程中质点的排列会出现稀疏和密集的现象横波横波: 弹性体质点的振动方向与波的传播方向垂直，在波弹性体质点的振动方向与波的传播方向垂直，在波动过程中质点仍是均匀排列，仅发生横向错动动过程中质点仍是均匀排列，仅发生横向错动Sv第一节第一节 声学基础声学基础一、声波在介质分界面上的传播一、声波在介质分界面上的传播1 、产生反射波和透射波、产生反射波和透射波(当入射角小于临界角当入射角小于临界角) A、满足反射定律、满足反射定律 1 2 ；透射定律；透射定律sin / sin =V1/V2 B、反射系数和透射系数、反射系数和

4、透射系数 0 反射系数反射系数 RP1/P2=(Z2cos Z1cos )/(Z2cos Z1cos )(Z2Z1)/(Z2Z1) 透射系数透射系数 m=P2/P1=1R2Z1cos /(Z2cos Z1cos )=2Z1/(Z2+Z1) 波阻抗波阻抗 Z1= 1V1 Z2= 2V2 第一节第一节 声学基础声学基础一、声波在介质分界面上的传播一、声波在介质分界面上的传播2 、产生、产生滑行波滑行波和和折射波折射波A、产生滑行波、产生滑行波 产生滑行波的条件为产生滑行波的条件为：a) =90；b)V2V1。 满足以上二条件时，透射波将在下层介质中以速度满足以上二条件时，透射波将在下层介质中以速度

5、V2在界面滑行，这种情况下的在界面滑行，这种情况下的透射波称为滑行波。透射波称为滑行波。 =90时的入射角为临界角时的入射角为临界角i，即，即sin i=V1/V2，i=arcsin(V1/V2)。B、产生折射波、产生折射波 声波的传播实质上是质点的振动，因此滑行波在界面滑行时，所经过的任何一点声波的传播实质上是质点的振动，因此滑行波在界面滑行时，所经过的任何一点都可以看作是从该时刻开始振动的一个新的点振源，由于上下层介质是紧密接触的，都可以看作是从该时刻开始振动的一个新的点振源，由于上下层介质是紧密接触的，所以滑行波所经过的任何一点的振动，必然要引起上层的振动，即在上层介质中形成所以滑行波所

6、经过的任何一点的振动，必然要引起上层的振动，即在上层介质中形成了一种新的波，此波称为折射波。了一种新的波，此波称为折射波。 折射波有如下特点折射波有如下特点： 1)折射角等于临界角，折射波是一簇平行的直线。折射角等于临界角，折射波是一簇平行的直线。 2)入射角小于临界角时，不产生折射波，入射角小于临界角的区域称为折射波的盲入射角小于临界角时，不产生折射波，入射角小于临界角的区域称为折射波的盲区。区。3 、产生、产生全反射波全反射波(当入射角大于临界角当入射角大于临界角) 产生产生反射波和透射波反射波和透射波(当入射角小于临界角当入射角小于临界角)；总之总之 产生产生滑行波和折射波滑行波和折射波

7、(当入射角等于临界角当入射角等于临界角)； 产生产生全反射波全反射波 (当入射角大于临界角当入射角大于临界角)。二、声波测井中的声波二、声波测井中的声波1、测井中的声波测井中的声波二、声波测井中的声波二、声波测井中的声波2、测井测的是什么波、测井测的是什么波? 由于测量第一个波由于测量第一个波(初至波初至波)到达接收器的时间，在技术上最到达接收器的时间，在技术上最容易实现，故声速测井主要研究初至波，即测量初至波从发射器容易实现，故声速测井主要研究初至波，即测量初至波从发射器发出到达接收器的时间。发出到达接收器的时间。 初至波：初至波：最先到达接收器的波；最先到达接收器的波； 续至波：续至波：随

8、初至波后到达接收器的波。随初至波后到达接收器的波。要求：滑行波先于直达波到接收器，即要求：滑行波先于直达波到接收器，即 t(滑行滑行)0.25米米0.825米。米。 （白云岩（白云岩) (泥岩泥岩)3、源距的选择、源距的选择(挑选滑行波为初至波，直挑选滑行波为初至波，直达波、反射波为续至波达波、反射波为续至波)21112SL二、声波测井中的声波二、声波测井中的声波 源距并不是取得越大越好，因为声源的强度总是有限的。常规声波测井一般源距为1m左右；长源距声波测井仪源距2.44m和3.05m。4 间距的选择 声波测井仪在某一深度点测得的时差是以记录点为中心，间声波测井仪在某一深度点测得的时差是以记

9、录点为中心，间距为距为L的地层段的平均时差，可见仪器的纵向分辨率与间距大小的地层段的平均时差，可见仪器的纵向分辨率与间距大小密切相关。下图给出了三种不同间距密切相关。下图给出了三种不同间距L的仪器对厚度为的仪器对厚度为H的同一的同一地层测得的声波时差理论曲线。地层测得的声波时差理论曲线。三种间距情况分别为三种间距情况分别为LH，分析结果如下：，分析结果如下：LLLLHa）LH，时差曲线上任何一点的读数都不等于地层时差值，时差曲线在地层界面处无任何特征。 综合分析结果说明，声波测井仪对地层的最小可分辨厚度等于仪器的间距，间距愈小，仪器分辨薄层的能力愈强。第二节第二节 声波速度测井声波速度测井 S

10、onic Velocity一、单发双收声速测井原理一、单发双收声速测井原理发射器发射器T ：是一种电声能转换器，常用压电陶瓷，压电石英组成，：是一种电声能转换器，常用压电陶瓷，压电石英组成， 即电脉冲作用下，发射器把电能转换成声能，并以声波的即电脉冲作用下，发射器把电能转换成声能，并以声波的 形式发射出去。形式发射出去。 发射器每秒间歇地发射发射器每秒间歇地发射1020次，每次发射的频率为次，每次发射的频率为20kHz的声波。的声波。接收器接收器R ：是一种声电能转换器，常用压电陶瓷，压电石英组成，：是一种声电能转换器，常用压电陶瓷，压电石英组成， 即把接收到的声能转换成电脉冲信号。即把接收到

11、的声能转换成电脉冲信号。第二节第二节 声波速度测井声波速度测井 Sonic Velocity一、单发双收声速测井原理一、单发双收声速测井原理设计要求：最先到达接收器的是滑行纵波的折射波设计要求：最先到达接收器的是滑行纵波的折射波(简称滑行纵波简称滑行纵波)。测量的是：测量的是：T发射后，同一首波发射后，同一首波(滑行纵波滑行纵波)触发二个接收器触发二个接收器R1，R2的时差的时差 t； t=t2t1 式中式中 t1为首波到达第一个接收器的时间为首波到达第一个接收器的时间，t2为首波到达第二个接收器的时间为首波到达第二个接收器的时间。 所以有：所以有： t=L/V (微秒微秒/米米)，(us/m

12、)；V=L/ t (米米/微秒微秒)=L106/ t (米米/秒秒)。21112VbVat22122VbVat221212VLVbbtttLL0第二节第二节 声波速度测井声波速度测井 Sonic Velocity一、单发双收声速测井原理一、单发双收声速测井原理注意：注意：1)习惯作法习惯作法 t=1/V；V=106/ t。 2)记录点在记录点在R1R2的中点；的中点； 3)声速测井的探测深度声速测井的探测深度h3 波长波长 =V/f838厘米，岩石的声速厘米，岩石的声速V15207620 米米/秒，秒，频率频率f=20kHz； 所以，所以，h0.23 1.13米米 (软地层软地层) (硬地层硬

13、地层)t为声波通过单位距离所需时间，声速的倒数称为慢度，慢度表示声波在介质中通过单位距离所需的时间，即VS1106式中s为慢度，s/m在声波测井中，都是以慢度作为反映地层介质中声波传播速度的记录量，并习惯上把慢度称为“时差”。因此，时差的单位不是s（秒），而是慢度的单位 s/m 二、声波速度测井曲线定性分析二、声波速度测井曲线定性分析二、声波速度测井曲线定性分析二、声波速度测井曲线定性分析二、声波速度测井曲线定性分析二、声波速度测井曲线定性分析二、声波速度测井曲线定性分析二、声波速度测井曲线定性分析 t= ta+ tb=b/V1+a/V2= b/V1+(1b) /V2二、声波速度测井曲线定性分

14、析二、声波速度测井曲线定性分析三、声速测井的影响因素 1、周波跳跃周波跳跃 在正常的情况下，在正常的情况下，R1和和R2应该被同一初至波触发，但是由于能量的衰减，应该被同一初至波触发，但是由于能量的衰减，常常会造成初至波触发路程较近的第一个接收器常常会造成初至波触发路程较近的第一个接收器R1，而对第二个接收器来，而对第二个接收器来R2说，由于能量的衰减，以致于不能被同一初至波触发，说，由于能量的衰减，以致于不能被同一初至波触发，R2只能被续至波触发，只能被续至波触发，即即t2增大，使增大，使 tt2t1增大。这种使两个接收器不是被同一初至波触发所造增大。这种使两个接收器不是被同一初至波触发所造

15、成曲线的波动称为跳跃，这种现象周期性地出现，故称为周波跳跃。成曲线的波动称为跳跃，这种现象周期性地出现，故称为周波跳跃。以下几种情况可能出现周波跳跃：以下几种情况可能出现周波跳跃： A)含气地层，含气地层， B)声速非常高的致密地层，声速非常高的致密地层， C)裂隙地层，裂隙地层， D)井孔扩大，井孔扩大， E)泥浆中含气。泥浆中含气。如图所示：反射系数如图所示：反射系数 R(Z2Z1)/(Z2Z1)，当（当（Z2Z1）相差较大时）相差较大时R较大，即声波通较大，即声波通过界面时能量发生较大的衰减。过界面时能量发生较大的衰减。2、扩孔的影响扩孔的影响1)扩孔上部扩孔上部 扩孔前后扩孔前后t1不

16、变不变 扩孔后扩孔后t2增大增大使使 t出现假正异常出现假正异常 2)扩孔中部扩孔中部 扩孔前后扩孔前后t1，t2同步增大同步增大使使 t不变不变 3)扩孔下部扩孔下部 扩孔前后扩孔前后t2不变不变 扩孔后扩孔后t1增大增大使使 t出现假负异常出现假负异常 四、双发双收声速测井原理四、双发双收声速测井原理1、补偿扩孔的影响、补偿扩孔的影响 t上上：是：是T1R1R2测量声系测量声系,即发射器即发射器T1在接收器在接收器R1R2之上；之上； t下下：是：是R2R1T测量声系测量声系,即发射器即发射器T2在接收器在接收器R1R2之下。之下。如果在一个扩孔井段分别采用以上二种声系测量，然后求平均，即

17、如果在一个扩孔井段分别采用以上二种声系测量，然后求平均，即 t上下上下( t上上 t下下)/2则扩孔与则扩孔与 t上下无关，所以引入双发双收声速测井仪。上下无关，所以引入双发双收声速测井仪。T上上发射时发射时 t1= T上上A/V1 +AB/V2+BR1/V1t2=T上上A/V1 +AB/V2+BC/V2+CR2/V1所以所以 t上上=t2-t1 BC/V2CR2/V1BR1/V1 T下下发射时发射时 t3= T下下a/V1 +ab/V2+bR2/V1 t4=T下下a/V1 +ab/V2+bc/V2+cR1/V1 所以所以 t下下=t4-t3 bc/V2cR1/V1bR2/V1 t=( t上上

18、+ t下下)/2(BC/V2+bc/V2)/2=BC/V2=bc/V2在无扩孔的情况下：在无扩孔的情况下：bc=BC=L(间距间距) ，t=L/V2；在有扩孔的情况下：虽然在有扩孔的情况下：虽然BC 和和 bc都大于都大于L，但是，但是这段路程都是在地层中滑行；所以影响不大：这段路程都是在地层中滑行；所以影响不大： t=BC/V2=bc/V2，即与扩孔的关系不大。，即与扩孔的关系不大。2、双发双收声速测井原理、双发双收声速测井原理 第三节第三节 声速测井曲线的应用声速测井曲线的应用一、划分岩性，判断含水一、划分岩性，判断含水,含油和含气层含油和含气层 常见介质的纵波传播速度1 划分岩性划分岩性

19、 第三节第三节 声速测井曲线的应用声速测井曲线的应用一、划分岩性，判断含水一、划分岩性，判断含水,含油和含气层含油和含气层 2 判断含水、含油和含气层判断含水、含油和含气层 第三节第三节 声速测井曲线的应用声速测井曲线的应用一、划分岩性，判断含水一、划分岩性，判断含水,含油和含气层含油和含气层 2 判断含水、含油和含气层判断含水、含油和含气层 第三节第三节 声速测井曲线的应用声速测井曲线的应用一、划分岩性，判断含水一、划分岩性，判断含水,含油和含气层含油和含气层 2 判断含水、含油和含气层判断含水、含油和含气层 第三节第三节 声速测井曲线的应用声速测井曲线的应用一、划分岩性，判断含水一、划分岩

20、性，判断含水,含油和含气层含油和含气层 2 判断含水、含油和含气层判断含水、含油和含气层 第三节第三节 声速测井曲线的应用声速测井曲线的应用一、划分岩性，判断含水一、划分岩性，判断含水,含油和含气层含油和含气层 2 判断含水、含油和含气层判断含水、含油和含气层 第三节第三节 声速测井曲线的应用声速测井曲线的应用一、划分岩性，判断含水一、划分岩性，判断含水,含油和含气层含油和含气层 第三节第三节 声速测井曲线的应用声速测井曲线的应用一、划分岩性，判断含水一、划分岩性，判断含水,含油和含气层含油和含气层 声波通过岩样的总时间声波通过岩样的总时间T等于通过岩样骨架时间等于通过岩样骨架时间Tma，泥质

21、时间，泥质时间Tsh和液体时间和液体时间T 之和，即之和，即 T=Tma+Tsh+T 便有便有ULULULULshshmamaUSLUSLUSLULSshshmamaUVUVUVUVshshmama二、确定孔隙度二、确定孔隙度所以 VtVmatma+Vshtsh+Vt tVmatma/V+Vshtsh/V+Vt/V设 VVma+Vsh+V1,=V/V即： t(1Vsh )tma+Vshtsh+ t对纯砂岩来说：对砂泥岩来说： 二、确定孔隙度二、确定孔隙度)1 (, 0(tttVttttmashmamamamashshmamattttVtttt具体求解孔隙度的步骤具体求解孔隙度的步骤：1、求总孔

22、隙度、求总孔隙度 t为实测的声波时差为实测的声波时差 tma182us/m (砂岩骨架的时差砂岩骨架的时差) t 620us/m(水的声波时差水的声波时差)mamatttt1二、确定孔隙度二、确定孔隙度2、压实校正、压实校正 当岩石固结不好或未胶结时当岩石固结不好或未胶结时(如疏松砂岩如疏松砂岩)，声波经过这种地层传播的时差，声波经过这种地层传播的时差比固结好岩层中的传播时差要大，用上式计算得到的孔隙度偏高，因此要进行比固结好岩层中的传播时差要大，用上式计算得到的孔隙度偏高，因此要进行压实校正。压实校正。压实校正后的孔隙度为：压实校正后的孔隙度为： Cp 为为 压实校正系数；压实的岩石压实校正

23、系数；压实的岩石Cp=1，未压实的岩石，未压实的岩石 Cp1。 Cp的求法：的求法： 1) Cp=1.680.0002*H ；H为地层所处的深度。为地层所处的深度。 要求要求Cp=1 2) ( s d n 分别为声波、密度、中子测井计算得到的孔隙度，根据是分别为声波、密度、中子测井计算得到的孔隙度，根据是 d、 n与地层的压实程度无关与地层的压实程度无关) 3) Cp= tsh/300；根据是压实好的泥岩的声波时差一般可取；根据是压实好的泥岩的声波时差一般可取300us/m。 pmamaCtttt12nSdSPC或二、确定孔隙度二、确定孔隙度3、泥质校正、泥质校正 方法方法1：方法方法2：经过

24、泥质校正后的孔隙度称为有效孔隙度。经过泥质校正后的孔隙度称为有效孔隙度。shshV 2mamashttttsh)2/(2asdSPSPa 二、确定孔隙度二、确定孔隙度第四节第四节 声幅测井声幅测井 一、固井声幅测井一、固井声幅测井 1)固井过程与固井的作用固井过程与固井的作用 对油气井来说，不管采用什对油气井来说，不管采用什么方式完井，都需要下套管，套么方式完井，都需要下套管，套管是钢制的圆筒，厚管是钢制的圆筒，厚6 61313毫米。毫米。套管下入井中是空的，不能达到套管下入井中是空的，不能达到封固地层的目的，还必须在套管封固地层的目的，还必须在套管和地层之间注入水泥，水泥凝固和地层之间注入水

25、泥，水泥凝固了以后便封固了地层了以后便封固了地层, ,这一过程称这一过程称为固井，俗称为固井，俗称“打水泥打水泥”。 固井的目的是封固地层，防固井的目的是封固地层，防止油气流出和油气层与水层互窜，止油气流出和油气层与水层互窜，为油气层的开采创造条件，延长为油气层的开采创造条件，延长油井的使用期限。因此固井的质油井的使用期限。因此固井的质量非常重要。量非常重要。 固井声波测井的主要任务是检查套管和地层间水泥固井声波测井的主要任务是检查套管和地层间水泥环的胶结质量，包括第一胶结面的胶结质量环的胶结质量，包括第一胶结面的胶结质量水泥环和水泥环和套管间的胶结情况、第二胶结面的胶结质量套管间的胶结情况、

26、第二胶结面的胶结质量水泥环和水泥环和地层间的胶结情况。同时，地层间的胶结情况。同时，水泥返高、水泥抗压强度和水泥返高、水泥抗压强度和套管破裂等有关固井工程质量问题都是十分重要的评价套管破裂等有关固井工程质量问题都是十分重要的评价内容。由于固井声波测井的井眼条件和测量目的都与裸内容。由于固井声波测井的井眼条件和测量目的都与裸眼井声波测井不同，因此在方法原理和仪器设计上也有眼井声波测井不同，因此在方法原理和仪器设计上也有其自身特点。其自身特点。 声幅测井是利用水泥和泥浆声幅测井是利用水泥和泥浆（或水）其声阻抗的较大差异（或水）其声阻抗的较大差异对沿套管轴向传播的声波的衰对沿套管轴向传播的声波的衰减

27、影响来反映水泥与套管间的减影响来反映水泥与套管间的胶结质量。由位于井轴上相隔胶结质量。由位于井轴上相隔一段距离的一对声发射器和声一段距离的一对声发射器和声接收器构成。当发射器发出声接收器构成。当发射器发出声波后，接收器上接收到的声信波后，接收器上接收到的声信号包括有套管波、水泥波、地号包括有套管波、水泥波、地层波和泥浆波的贡献。层波和泥浆波的贡献。由于水泥对由于水泥对声波具有较大的吸声波具有较大的吸收系数，实际到达接收器的水收系数，实际到达接收器的水泥波相对很微弱，一般可认为泥波相对很微弱，一般可认为接收信号中无水泥波的贡献。接收信号中无水泥波的贡献。理论和实际测量表明，套管波的首波主要来自于

28、沿套管理论和实际测量表明，套管波的首波主要来自于沿套管的滑行纵波和一次反射纵波的贡献。在井内泥浆不变的的滑行纵波和一次反射纵波的贡献。在井内泥浆不变的条件下，套管波的首波向外层介质辐射能量的多少取决条件下，套管波的首波向外层介质辐射能量的多少取决于介质的声阻抗。例如对套管滑行纵波来说于介质的声阻抗。例如对套管滑行纵波来说:当管外为真空时，阻抗比为当管外为真空时，阻抗比为，不向管外辐射能量；，不向管外辐射能量；当套管外层介质的声阻抗与钢管相同时，向管外的能量当套管外层介质的声阻抗与钢管相同时，向管外的能量最多，最多，当外层介质沿径向当外层介质沿径向对于套管井对于套管井: 固结良好时套管外围为固结

29、良好时套管外围为水泥环，固结不好时套管外围为泥浆（或水），或者部水泥环，固结不好时套管外围为泥浆（或水），或者部分是水泥部分是泥浆。分是水泥部分是泥浆。由于泥浆的声阻抗与套管的声阻抗相差较大，而水泥的由于泥浆的声阻抗与套管的声阻抗相差较大，而水泥的声阻抗与套管相对比较接近，因此套管波的首波幅度与声阻抗与套管相对比较接近，因此套管波的首波幅度与水泥环胶结质量密切相关。水泥环胶结质量密切相关。在声幅测井中，把无水泥固结的套管端称为在声幅测井中，把无水泥固结的套管端称为自由套管自由套管，自由套管中的套管波声幅最大，在有自由套管中的套管波声幅最大，在有水泥固结的套管端，水泥固结的套管端，套管波的声幅明

30、显下降。因此，对套管波的幅度或衰减套管波的声幅明显下降。因此，对套管波的幅度或衰减测量可以显示水泥与套管的胶结情况，以及指示水泥的测量可以显示水泥与套管的胶结情况，以及指示水泥的返高。返高。 研究结果表明，套管波幅度除了受水泥环胶结状况研究结果表明，套管波幅度除了受水泥环胶结状况的影响外，它还会受的影响外，它还会受泥浆性能泥浆性能、仪器源距仪器源距、套管直径套管直径、套管厚度套管厚度、水泥配比水泥配比、水泥环厚度水泥环厚度以及以及水泥固结时间水泥固结时间等等因素的影响。因此，在声幅测井资料的应用中，都是采因素的影响。因此，在声幅测井资料的应用中，都是采用相对幅度或相对衰减的方法来评价水泥胶结质

31、量。用相对幅度或相对衰减的方法来评价水泥胶结质量。2)固井测井原理固井测井原理 固井测井使用单发单收测井装置，固井测井使用单发单收测井装置，T发射发射20kHz的声波，发射声波的幅度固定为的声波，发射声波的幅度固定为Ao，接收器，接收器R接收到的声波幅度为接收到的声波幅度为A： A=AoAaAbAcAdAe Ao为发射声波幅度，为发射声波幅度，Aa,Ab,Ac,Ad,Ae分别为泥浆、反分别为泥浆、反射、全反射、套管、套管旁声波幅度的衰减。其中射、全反射、套管、套管旁声波幅度的衰减。其中Aa、Ab、Ac为常数，所以为常数，所以 ： A=Ao(Ad+Ae)Ae为声波在套管与水泥界面滑行传播时，声波

32、幅度为声波在套管与水泥界面滑行传播时，声波幅度的衰减：的衰减： AeA0ebL L：声波在套管中传播的长度：声波在套管中传播的长度(一定一定)； b：转移系数，它与套管旁物质的性质及分布有关。：转移系数，它与套管旁物质的性质及分布有关。 小小 自由套管自由套管 套管外无水泥套管外无水泥(固井质量差固井质量差) b 中中 部分水泥胶结部分水泥胶结 固井质量中等固井质量中等 大大 水泥胶结好水泥胶结好 固井质量好固井质量好所以所以 较大较大 自由套管自由套管 套管外无水泥套管外无水泥(固井质量差固井质量差) AAo（Ad+Ae）= 中中 部分水泥胶结部分水泥胶结 固井质量中等固井质量中等 较小较小

33、 水泥胶结好水泥胶结好 固井质量好固井质量好2、固井声波幅度测井的应用、固井声波幅度测井的应用 1)检查固井质量检查固井质量40% 固井质量差2)测定套管断裂测定套管断裂在套管断裂处，由于套管波的衰减厉害，所以有一个明显的低值异常(见下图) 声波幅度识别套管断裂示意图100无水泥井段的幅度度目的井段的声幅曲线幅相对幅度第五节、声波全波列测井第五节、声波全波列测井1.测量原理测量原理 通常的声速、声幅测井，只记录和利用滑行纵通常的声速、声幅测井，只记录和利用滑行纵波首波的速度或幅度信息。长源距声波全波列测波首波的速度或幅度信息。长源距声波全波列测井是声波测井技术发展中的一大突破，以下三点：井是声

34、波测井技术发展中的一大突破，以下三点： 从常规的滑行纵波记录，发展到包括滑行纵从常规的滑行纵波记录，发展到包括滑行纵波、滑行横波、井内管波等整个波列的记录；波、滑行横波、井内管波等整个波列的记录； 从仅记录速度，幅度信息发展到包括速度、从仅记录速度，幅度信息发展到包括速度、幅度、频率、波形特征等信息；幅度、频率、波形特征等信息； 实现了对波列的离散数字记录，为计算机处实现了对波列的离散数字记录，为计算机处理声波全波列测井资料奠定了基础。理声波全波列测井资料奠定了基础。 以斯仑贝谢测井公司目前使用的长源距声波全波列测井以斯仑贝谢测井公司目前使用的长源距声波全波列测井仪为例，介绍其原理。长源距声系

35、由两个发射探头仪为例，介绍其原理。长源距声系由两个发射探头T1、T2及及两个接收探头两个接收探头R1、R2组成。探头测量的传播时间为：组成。探头测量的传播时间为： TTi1T1R1间间10英尺距离的传播时间；英尺距离的传播时间； TTi2T1R2间间8英尺距离的传播时间；英尺距离的传播时间； TTi3T2R1间间12英尺距离的传播时间；英尺距离的传播时间； TTi4T2R2间间10英尺距离的传播时间；英尺距离的传播时间； 以上以上iP、S， P、S分别代表纵波和横波；分别代表纵波和横波；计算声波时差的公式为：计算声波时差的公式为：2121L 2LtTTRR，管上升后的读数探管上升前的读数探具体

36、计算时差的方法如下：具体计算时差的方法如下： 1）源距）源距L8英尺的时差英尺的时差 采用的井眼补偿方式进行测量。采用的井眼补偿方式进行测量。 提升之前提升之前T1发射测量发射测量R1、R2之间之间的时差的时差 TTi1TTi2； 提升之后提升之后T1、T2发射，测量发射，测量T1T2之间的时差，之间的时差，TTi4TTi2，便有，便有2L)()(t2421iiiiiTTTTTTTT 2）源距）源距L10英尺的时差英尺的时差 同样采用井眼补偿方式进行测量。同样采用井眼补偿方式进行测量。 提升之前提升之前T2发射测量发射测量R1、R2之间的时差之间的时差TTi3TTi4； 提升之后提升之后T1、

37、T2发射，测量发射，测量T1T2之间的时差，之间的时差，TTi3TTi1，便有，便有 在实际测井时，是选用在实际测井时，是选用10英尺还是英尺还是8英尺的时差，可英尺的时差，可由操作者选择。由操作者选择。2L)()(t1343iiiiiTTTTTTTT 长源距声波全波列测井记录中的一个关键问题是长源距声波全波列测井记录中的一个关键问题是在全波列中区分纵波、横波及其它类型的波，而最主在全波列中区分纵波、横波及其它类型的波，而最主要的是区分纵波和横波。有如下几个标志：要的是区分纵波和横波。有如下几个标志： 1）纵波速度比横波速度快，即横波比纵波滞后；）纵波速度比横波速度快，即横波比纵波滞后；对沉积岩，岩石纵波和横波速度比值为对沉积岩，岩石纵波和横波速度比值为1.52.1，对，对砂泥质碎屑岩仅为砂泥质碎屑岩仅为1.72.05，对碳酸盐岩为，对碳酸盐岩为1.81.9，因此可选择在纵波到达接收器后追踪横波首波的采样因此可选择在纵波到达接收器后追踪横波首波的采样门的开启时间及门宽。门的开启时间及门宽。 2）横波幅度大于纵波；）横波幅度大