声波全波列测井.pptx

第六章第六章 声波全波列测井声波全波列测井第一节第一节 声系与记录方式声系与记录方式长长源源距距声声波波全全波波列列测测井井仪仪的的声声系系由由两两个个发发射射探探头头T1T1、T2T2及及两两个个接接收收探探头头R1R1、R2R2组成。组成。1.1.长源距声波全波长源距声波全波列测井仪列测井仪T1T1和和T2T2、R1R1和和R2R2之之间间相相距距2ft2ft，相相当当于于“间间距距”，T1T1与与R2R2之之间间相相距距8ft8ft，相相当当于于“源距源距”。1.1.长源距声波全波列长源距声波全波列测井仪测井仪探探头头的的工工作作顺顺序序、记记录录结结果果编编号号以以及及所所记记录录的的内内容容如如下逻辑表所示，下逻辑表所示，“0 0”表示不工作表示不工作，“1 1”表示工作表示工作。探头工作状态时间发射接收记录结果编号记录内容T1T2R1R2T01010TT1T1-R1间10ft层段的时间差T01001TT2T1-R2间8 ft层段的时间差T10110TT3T2-R1间12ft层段的时间差t10101TT4T2-R2间10ft层段的时间差由由上上表表可可见见：长长源源距距声声波波测测井井仪仪的的声声系系处处于于不不同同的的工工作作状状态态时时，可可以以组组合合成成四四种种单单发发单单收收声声系系，记记录录四四条条相相应应的的时时间间差差曲曲线线，其其中中，TT1和和TT4都都是是3.048米米(10英英尺尺)层层段段上上的的时时间差，在实际测井图上往往是重叠的。间差，在实际测井图上往往是重叠的。虽虽然然记记录录的的四四条条时时间间差差曲曲线线由由于于源源距距长长，井井的的影影响响相相对对减减小小，但但最最终终并并不不能能消消除除井井的的影影响响，因因此此，记记录录某某一一段段地地层层的的时时差差值值仍仍需需要要采采取取经经验补偿的记录方式。验补偿的记录方式。当当R1和和R2正正对对目目的的层层时时，T1发发射射，R1和和R2接接收收，记记录录到到TT1和和TT2两两个个时时间间差差数数值值；TT1和和TT2的的差差值值相相当当于于R1和和R2接接收收到到的的T1发发射射出出的的声声信信号号的的时时间间差差，相相当当于于一一个个发发射射探探头头在在下下方方，接接收收探探头头在在上上方方的的单单发发双双收收声声系系，记记作作t下下TT1TT2经经过过一一段段时时间间，当当T1和和T2正正对对目目的的层层时时，R2先先后后接接收收到到T1和和T2发发射射出出的的声声信信号号，记记录录成成TT2和和TT4两两个个数数值值；TT4TT2是是R2处处接接收收到到的的T1和和T2发发射射声声信信号号的的时时间间差差，这这是是一一个个双双发发单单收收声声系系，其其数数值值和和与与之之对对称称的的R2发发射射，T1和和T2接接收收的的发发射射探探头头在在上上方方的的的的单单发发双双收收声声系系记记录录结结果果完完全全相相同同，记记作作t上上TT4TT2仪仪器器自自动动将将地地层层的的时时差差值值按按t1/2(t上上t下下)1/2(TT4-TT2)+(TT2-TT1)进进行行记记录录，其其结结果果相相当当于于源源距距为为2.4384米米(8英英尺尺)、间间距距为为0.6096米米(2英尺英尺)的双发双收声系井眼补偿记录结果。的双发双收声系井眼补偿记录结果。另另外外，当当R1和和R2正正对对目目的的层层时时，R1和和R2亦亦可可接接收收T2发发射射的的声声信信号号：TT3和和TT4，相相当当于于单单发发双双收收声声系系的的源源距距增增加加到到3.048米米(10英英尺尺)；同同理理，当当声声系系提提升升，T1和和T2正正对对目目的的层层时时，亦亦可可由由R1分分别别接接收收T1和和T2的的发发射射信信号号：TT3和和TT1。目目的的层层时时差差t1/2(TT3-TT1)+(TT4-TT3)，相相当当于于源源距距增增大大到到3.048米米(10英英尺尺)、间间距距为为0.6096米米(2英英尺尺)的的双双发发双收声系的井眼补偿记录结果。双收声系的井眼补偿记录结果。注意：注意：当当T1发发射射信信号号时时，R1和和R2接接收收到到T1发发出出的的声声信信号号的的时时间间不不同同，所所记记录录的的地地层层层层段段、记记录录点点深深度度也不相同。也不相同。T1和和T2是是交交替替工工作作的的，T2滞滞后后T1一一段段时时间间工工作作，此时的声系已提升到新的位置。此时的声系已提升到新的位置。R1和和R2接接收收到到T2发发出出的的声声信信号号的的时时间间、记记录录的的地层层段、记录点深度也不相同。地层层段、记录点深度也不相同。因因此此，测测井井图图上上的的TT1、TT2、TT3和和TT4四四条条时时差差曲曲线线，虽虽然然形形态态相相似似，但但时时间间差差的的数数值值不不同同，对对应应的深度也有所差异。的深度也有所差异。但但是是，由由于于四四条条时时差差曲曲线线的的源源距距都都较较长长(比比通通常常声声波波测测井井源源距距1米米左左右右大大得得多多)，所所以以，虽虽然然是是用用单单发发单单收收声声系系进进行行测测井井，但但井井对对时时差差记记录录的的影影响响相相对对要要小小得得多多。按按井井眼眼补补偿偿方方式式在在井井下下记记录录到到的的滑滑行行纵纵波波时时差差值值在在测测井图上标记为井图上标记为DTC，滑行横波时差，滑行横波时差DTS。采采用用长长源源距距声声系系的的主主要要优优点点：有有利利于于从从到到达达时时间间上上区区分分速速度度快快的的纵纵波波和和速速度度较较慢慢的的横横波波及及其其它它速速度度更更慢慢的的波波。这这样样，除除了了能能较较准准确确地地记记录录岩岩层层的的横横波波及及其其它它类类型型波波的的时时差差外外，还还可可以以从从全全波波列列图图上上区区分分纵纵波波、横横波波及及其其它它类类型型后后续续波波的的波波群群，以以便便于于从从各各组组波波群群的的速速度度、幅幅度度、频频率率的的变变化化上上获获得得有有关关地地层层性性质的信息。质的信息。长长源源距距声声波波全全波波列列测测井井记记录录中中的的关关键键问问题题是是在在全全波波列列中中区区分分纵纵波波、横横波波及及其其它它类类型型的的波波，而而最最主主要要的的是是区区分分纵纵波波和和横横波波。现现有有的的记记录录方方式式是是从从纵纵波波和和横横波波的的到到达达时时间间、相相位位和和幅幅度度上加以区分和识别的。上加以区分和识别的。纵波与横波的区分：纵波与横波的区分：到达时间：到达时间：CpCstp p或或Cp/Cs1.75 储集层为裂缝孔隙；储集层为裂缝孔隙；s p或或Cp/Cs1.75 储集层为粒间孔隙；储集层为粒间孔隙；2 Pickett提出利用横波时差估算孔隙度提出利用横波时差估算孔隙度：Cmas岩石骨架的横波速度；岩石骨架的横波速度；M经验系数，当经验系数，当37%时，时，m=2。1980年，年，Raymer公式公式 （对比）（对比）在根据在根据ts计算孔隙度的计算孔隙度的图版中：图版中：白云岩：白云岩：ts/tp1.8；石灰岩：石灰岩：ts/tp1.9；砂砂 岩岩：ts/tp1.581.78；含气砂岩含气砂岩：ts/tp1.6；该方法的优点在于考虑了岩性对孔隙度的影响。该方法的优点在于考虑了岩性对孔隙度的影响。如如果果考考虑虑岩岩石石的的泊泊松松比比和和岩岩石石的的密密度度，可可以以绘绘出出右右图图所所示示的的纵纵波波横横波波速速度度和和孔孔隙隙度度的关系。从图中可以看出：的关系。从图中可以看出：1.随随着着孔孔隙隙度度的的增增大大纵纵横横波波速速度度都都下下降降，纵纵波波降降低低的的更更明明显；显；2.POR40%，Cp，Cs，Cp/Cs与与POR近近似似为为线线性性关关系；系；3.POR=020%，Cp/Cs没没 有有变化；变化；4.Cs 随随POR的的变变化化不不明明显显，不能用来计算孔隙度不能用来计算孔隙度二二 判断孔隙形状及储集层孔隙类型判断孔隙形状及储集层孔隙类型国国内内外外研研究究表表明明：孔孔隙隙形形状状及及大大小小是是影影响响弹弹性波的因素之一。性波的因素之一。将将孔孔隙隙形形状状看看成成长长轴轴及及短短轴轴不不同同的的椭椭球球体体，纵纵剖剖面面上上的的短短轴轴长长度度a与与长长轴轴长长度度b的的比比值值，即即 a/b作作为为孔孔隙隙形形状状的的特特征征值值，定定义义为为“纵纵横横比比”。球球形形孔孔隙隙，=1，数数值值越越小小，则则孔孔隙隙越越接接近近于于裂裂缝缝。因因此此，与与 对对弹弹性性波波都有影响。都有影响。从上图可以看出：从上图可以看出：1.孔隙度一定时，孔隙度一定时，降低，降低，Cp,Cs,Cp/Cs都降低；都降低；这这说说明明，在在裂裂缝缝状状孔孔隙隙的的地地层层，声声波波的的传传播播速速度度要要小小于于同同孔隙度的孔隙型地层。孔隙度的孔隙型地层。2.孔隙度较小时，孔隙度较小时，对对Cp,Cs,Cp/Cs的影响更加明显；的影响更加明显；3.孔孔隙隙度度的的变变化化对对Cp/Cs影影响响不不明明显显；而而对对Cp/Cs影影响响明明显显除除了了根根据据速速度度计计算算孔孔隙隙度度的的大大小小，还还可可以以根根据据纵纵横横波波的的幅幅度度信信息息判判断断储储集集层层的的孔孔隙隙类类型型。统计资料表明：统计资料表明：裂裂缝缝性性储储集集层层中中纵纵波波和和横横波波的的幅幅度度都都有有减减小小，而横波幅度的减小尤其显著。而横波幅度的减小尤其显著。声声波波的的衰衰减减是是由由于于溶溶洞洞或或孔孔洞洞对对声声波波的的散散射射所所引引起起的的，岩岩石石对对声声波波散散射射衰衰减减的的大大小小与与声声波波信信号号频频率率的的三三次次方方成成正正比。比。P与与 S分别为纵横波的衰减系数。分别为纵横波的衰减系数。1.P与与 S都随孔隙度的增加而增大；都随孔隙度的增加而增大；2.孔隙度不变时，孔洞半径增大，孔隙度不变时，孔洞半径增大，P与与 S增加；增加；3.孔孔隙隙度度不不变变时时，孔孔洞洞半半径径较较小小时时，P与与 S的的变化更明显；变化更明显；三三 判断岩性判断岩性对对不不同同岩岩性性的的地地层层，其其泊泊松松比比 具具有有不不同同数数值值，而而 可可由由岩岩石石的的纵纵波波与与横横波波速速度度Cp和和Cs计计算得出。算得出。岩石或矿物岩石或矿物C Cp p/C/Cs s岩石或矿物岩石或矿物C Cp p/C/Cs s石石 英英1.487泥灰岩泥灰岩1.87-2.45方解石方解石1.931石石 膏膏2.49白云石白云石1.800硬石膏硬石膏1.85粘粘 土土1.936花岗岩花岗岩1.63-1.87石英岩石英岩1.67-1.78玄武岩玄武岩1.69砂砂 岩岩1.58-2.05辉长岩辉长岩1.51-1.67石灰岩石灰岩1.67-2.08辉绿岩辉绿岩1.75-1.82白云岩白云岩1.77-2.15常见岩石及矿物的常见岩石及矿物的Cp/Cs值值对对于于常常见见的的储储集集层层岩岩性性，Cp/Cs的的常常见见值值为为1.581.78(砂砂岩岩)，1.8(石石灰灰岩岩)，及及1.9(白白云云岩岩)。砂砂岩岩、石石灰灰岩岩、白白云云岩的纵波及横波时差岩的纵波及横波时差 tp、ts的分布如下图所示。的分布如下图所示。从图中可以看出：从图中可以看出：在碳酸盐剖面上，白云岩化程度升高，在碳酸盐剖面上，白云岩化程度升高，Cp/Cs比值增大；比值增大；在砂泥岩剖面上，泥质含量增加，在砂泥岩剖面上，泥质含量增加，Cp/Cs比值增大；比值增大；曲线符号为曲线符号为Cp/Cs的数值的数值四四 判断岩石孔隙中流体的性质判断岩石孔隙中流体的性质地地层层中中的的流流体体性性质质不不同同，则则纵纵波波与与横横波波速速度度比比Cp/Cs是是不不相相同同的的，例例如如，含含水水砂砂岩岩的的Cp/Cs大于含气砂岩的大于含气砂岩的Cp/Cs。五五 计算岩石的弹性力学参数计算岩石的弹性力学参数若把地层看成是各向同性的弹性介质，则下面的关系成立：若把地层看成是各向同性的弹性介质，则下面的关系成立：则可以根据纵波横波速度计算弹性力学参数：则可以根据纵波横波速度计算弹性力学参数：实际的计算表明，由上面计算的泊松比比实际的要大，实际长源实际的计算表明，由上面计算的泊松比比实际的要大，实际长源距声波测井记录的横波为假距声波测井记录的横波为假Raylreigh波，其速度与波，其速度与Cs的关系为：的关系为：我们目前对全波列测井资料的解释基本上是以速度资料为主，对我们目前对全波列测井资料的解释基本上是以速度资料为主，对于声波的幅度、频率以及波列包络图形等信息进行岩性的解释都于声波的幅度、频率以及波列包络图形等信息进行岩性的解释都还处于定性阶段，并且很多都是经验公式。还处于定性阶段，并且很多都是经验公式。小小 结结1.声波全波列包括哪些波？声波全波列包括哪些波？2.长源距声波测井（长源距声波测井（LSS）仪器结构和测量原理）仪器结构和测量原理3.长源距声波测井有哪些应用？长源距声波测井有哪些应用？4.声波测井资料在岩石力学方面有哪些应用？声波测井资料在岩石力学方面有哪些应用？