声波测井6课件

第五章声波幅度测井声波幅度测井(声幅测井)测量井下声波信号的幅度(通常测量接收探头接收到的首波的幅度)。声幅测井主要用于检查固井质量(固井后水泥与套管的胶结情况)，因此，也称作水泥胶结测井。裸眼井的声幅测井套管井的声幅测井变密度测井主要内容石油工业套管标准参数：厚度：7.52～11.51mm；杨氏弹性模量：E=2.06×109N/m2密度：=7.9×103kg/m3纵波声速：Cp=5400～5700m/s对于20KHz的声波信号，波长＝27～28.5cm，远大于套管的厚度。展开的套管可视为薄板，若薄板上下表面为真空（和空气），即表面为自由表面时，其中弹性波的传播为一种弯曲模式的板波（或者叫作兰姆波【Lamb波】）；套管中传播的Lamb波统称为套管波。套管波的传播方向就是套管的轴向方向(X方向)。套管波是一种纵向振动与横向振动组成的、在有限介质中传播的复合波，其速度接近于套管中纵波速度。一裸眼井声幅测井1.目的：划分硬地层的裂缝带2.声系及测量(1)单发单收：测量地层滑行纵波的首波幅度；(2)单发双收：测量两接收探头的滑行纵波的幅度差。3声波能量变化的两种方式(1)地层吸收声波能量而使幅度衰减；(2)在声阻抗不同的两种介质界面上，折射、反射使声波的能量发生变化。两种变化同时存在，以哪种情况为主，视具体情况而论在裂缝发育及疏松岩石的井段，声幅的衰减主要是地层的吸收声波能量所致。套管井中波幅的变化主要和套管与地层的介质之间的界面引起的声波能量分布有关。由此，在裸眼井中用声幅测井可划分裂缝带和疏散岩石的地层，套管井中的声幅测井主要用来评价固井质量。4滑行波幅度衰减和地层情况间的关系(1)不同角度的裂缝对波的衰减不同垂直裂缝：与水平方向的夹角>75°斜交裂缝：与水平线的夹角30～75°水平裂缝：与水平方向的夹角<30°从实验得出:垂直裂缝主要衰减纵波；水平裂缝主要衰减横波。(2)裂缝内的物质对声波能量的影响声波通过裂缝时(两种界面),只有部分能量透过,裂缝内的物质对声波起衰减作用(岩>疏),由此声波通过较大裂缝,其接收到的能量比非裂缝地层低得多。声波通过裂缝,能量衰减与裂缝的张开度、发育程度有关，对于纵波，张开度大和裂缝发育，则声幅衰减增加，测得的声幅低。5溶洞性地层对于溶洞性地层，波绕溶洞传播：(1)增加了波的传播路径；(2)溶洞引起波的散射，造成声波能量较大幅度的衰减，所以声波在溶洞性地层传播，地层波幅很小，溶洞对波的衰减相当大。6寻找裂缝和溶洞地层的特征声幅曲线上，幅度值低；在时差曲线上，时差值高，可能出现周波跳跃。二套管井的声幅测井1声系：单发单收，源距为1米TR水泥套管泥浆20%40%mv对固井质量的判断应用相对幅度的概念：相对幅度=(目的层段曲线幅度/自由套管曲线幅度)×100%相对幅度<20%水泥胶结良好；20%<相对幅度<40%水泥胶结一般；相对幅度>40%水泥胶结差。套管外无水泥5影响水泥胶结测井的因素(1)测井时间：最好在注水泥后20-40小时进行测量,因为水泥有个凝固过程,过早或过晚,都会造成错误解释；(2)水泥环的厚度：水泥环的厚度>2cm时，对套管波的衰减是个定值,水泥环的厚度<2cm时,水泥环越薄,对套管波的衰减越小,测得的声幅值高.(3)气侵泥浆：气侵泥浆的吸收系数大,使声波的衰减很大,此时测得的声幅低,造成误解.三声波变密度测井(VDL)声幅测井只记录声波波列中首波的幅度，因而，只能检查第一界面的胶结封固情况，但地层的串槽有可能是由于第二界面胶结封固不好引起的。因而发展了变密度(变厚度)测井，对井下接收到的声波波列的前12～14个波的幅度与到达时间进行记录。声系与常规声幅测井相同，源距1m或1.5m。1套管井中波传播的路径(1)沿套管(2)井内泥浆(3)通过地层因为水泥的声速<钢的声速,不满足产生滑行波的条件,所以没有通过水泥环的波。2接收波的先后顺序套管波地层波泥浆波3声波变密度测井(1)声系：单发单收，源距为1.5m(2)目的：全面评价水泥胶结质量,了解套管与水泥环、水泥环与地层的胶结情况。(3)记录波的定义及顺序①套管波：声波信号是在套管内传播的纵波，速度快，最先到达。②地层波：是在地层内传播的纵波、横波、视瑞利波的组合，幅度值高。③泥浆波：通过泥浆直接到达接收探头的波，它到达最晚、幅度稳定且幅度变化不大、频率低。(4)变密度记录方式调辉记录调宽记录①

调辉记录负半周的信号放大转变为宽度一致的矩形波，幅度与原信号幅度成正比矩形波输入示波管，矩形波幅度作为灰度控制信号从管波到泥浆波、矩形波的幅度不同荧光屏上出现亮暗相间的扫描线，亮度与矩形波的幅度成正比.对一波列信号，扫描线在同一水平线上被摄相仪感光在相纸上，仪器提升，相纸走动，就连续地把不同深度的扫描线拍摄成了变密度测井图套管波地层波泥浆波②

调宽记录调宽记录与调辉记录的区别：①矩形波的幅度相同，而宽度不同②变密度图的条带颜色深浅一致，只是条带的宽度不同而已，而调辉记录正好相反。目前以调辉记录为主(5)变密度图的解释套管与水泥交界面称为第一声学界面水泥与地层交界面称为第二声学界面①

自由套管：管外无水泥、形成套管－泥浆界面，Z套管/Z泥浆大，耦合率差，R大T小，管波强、地层波弱或全消失，在变密度图上出现平直的条纹，越靠近左边，越明显，在套管接头的地方有人字纹。套管接头的人字纹自由套管的变密度图②

第一、二交界面胶结好，声耦合率好：套管波弱、地层波很强(很大部分能量透射到地层中去了)。变密度图：左边条纹模糊或消失，右边的条纹色深，反差大。③

第一界面交界面差，第二界面胶结好；一界面的声耦合率差，管波强，二界面声耦合率好地层波中等。变密度图：左边条纹明显，右边也有显示；④第一界面胶结好、第二界面胶结差；一界面的声耦合率好、管波弱，二界面的声耦合率差、地层波弱或消失。变密度图上：左右条纹模糊。⑤第一、第二界面胶结差；一界面声耦合率差、套管波强，二界面胶结差、地层波弱以至于消失。变密度图上：右边的条纹模糊或消失，左边的条纹