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《地球物理測井9(聲波測井)》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、9聲波測井9聲波測井利用巖石的聲學(xué)特性(聲波速度、聲幅)來研究巖石的一類方法。9.1巖石的聲學(xué)特性聲波的成分及速度:聲波是由物質(zhì)的機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的。通過質(zhì)點(diǎn)間的相互作用將振動(dòng)由近及遠(yuǎn)地傳遞,根據(jù)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)特征的不同,聲波可分為:①縱波(或壓縮波或P波):質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向一致??v波主要產(chǎn)生體積變化,所以也稱壓縮波。9.1巖石的聲學(xué)特性在介質(zhì)中的速度:Vp—介質(zhì)中縱波的速度()(m/s)ρ—介質(zhì)的體積密度(g/cm3)9.1巖石的聲學(xué)特性在介質(zhì)中的速度:E—介質(zhì)的楊氏模量(縱向伸長系數(shù)):——單位截面上受的力與單位長度的形變之
2、比。9.1巖石的聲學(xué)特性在介質(zhì)中的速度:σ—泊松比(橫向壓縮系數(shù))——橫向相對壓縮與縱向相對伸長之比9.1巖石的聲學(xué)特性②橫波(或剪切波或S波)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直。橫波主要引起形狀變化(切變),也稱之為剪切波。在介質(zhì)中的速度:9.1巖石的聲學(xué)特性③面波:在厚度約等于波長的層內(nèi)沿介質(zhì)的表面?zhèn)鞑サ牟?。包括:瑞利波:其速度約等于0.9Vs~Vs拉夫波:其速度約等于0.9Vs~Vs偶波:它是最快的面波:速度=0.9Vs~Vs斯通利波:是在液—固體界面上由液體中的縱波和固體中的橫波干涉所產(chǎn)生的。其速度小于固體中的Vs和液體中的
3、Vp。9.1巖石的聲學(xué)特性可以看出:(1)介質(zhì)中的聲波速度與介質(zhì)的彈性系數(shù)及體積密度(巖性、Φ……)有關(guān)。9.1巖石的聲學(xué)特性(2)同一介質(zhì)中的不同波的速度不同;對于大多數(shù)沉積巖:Vp≈1.73Vs即一般縱波速度Vp大于橫波速度Vs,橫波速度大于面波速度。9.1巖石的聲學(xué)特性波的折射與反射;聲波在經(jīng)過不同的兩種介質(zhì)的分界面時(shí),會發(fā)生反射和折射,且遵循光的反射定律和折射定律。9.1巖石的聲學(xué)特性對于縱波:9.1巖石的聲學(xué)特性對于橫波:9.1巖石的聲學(xué)特性當(dāng)β=90o時(shí),折射波沿界面?zhèn)鞑ァ胁ㄟ@時(shí)的i—全反射角(臨界入射角)9.1巖
4、石的聲學(xué)特性反射系數(shù)和折射系數(shù):9.1巖石的聲學(xué)特性ρ1V1與ρ2V2的差別越大,反射系數(shù)越大,折射系數(shù)越小。9.1巖石的聲學(xué)特性波的干涉:當(dāng)相同頻率的幾個(gè)波到達(dá)同一點(diǎn)時(shí)發(fā)生波的干涉,即振動(dòng)加強(qiáng)(相位相同)或減弱(相位相反)。9.1巖石的聲學(xué)特性引起聲波幅度衰減的其他原因:地層吸收能量而使幅度衰減(即質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)要克服相互間的摩擦力)。不同的介質(zhì)對波幅的衰減程度不同,它主要取決于:(1)波的頻率(波長)及波的類型(縱波、橫波等)(2)地層的密度(一般密度越小,聲幅的衰減越嚴(yán)重)(3)巖石的結(jié)構(gòu)(顆粒大小、接觸情況等)(4)介質(zhì)中的聲
5、波速度。9.2聲波速度測井(AC)聲波速度測井簡稱聲速測井,它主要是通過測量波的速度來研究地層。9.2聲波速度測井(AC)單發(fā)雙收聲速測井儀測量過程中發(fā)射探頭發(fā)射聲脈沖,接收探頭接收聲脈沖。9.2聲波速度測井(AC)(1)泥漿直達(dá)波:9.2聲波速度測井(AC)(2)一次反射波:9.2聲波速度測井(AC)多次反射波:9.2聲波速度測井(AC)(3)滑行波9.2聲波速度測井(AC)聲波的傳播:(1)泥漿直達(dá)波:(2)一次反射波:多次反射波:(3)滑行波顯然,泥漿直達(dá)波、反射波都是在泥漿中傳播的,其傳播速度與地層無關(guān),只有滑行波的傳播與
6、地層有關(guān)。9.2聲波速度測井(AC)滑行波作為首波到達(dá)接收器R的條件:因?yàn)樗?.2聲波速度測井(AC)滑行波作為首波到達(dá)接收器R的條件:9.2聲波速度測井(AC)滑行波作為首波到達(dá)接收器R的條件:9.2聲波速度測井(AC)聲波時(shí)差與地層速度的關(guān)系:滑行波到達(dá)R1的時(shí)間TR1:9.2聲波速度測井(AC)聲波時(shí)差與地層速度的關(guān)系:滑行波到達(dá)R2的時(shí)間TR2:9.2聲波速度測井(AC)聲波時(shí)差與地層速度的關(guān)系:滑行波到達(dá)R1、R2的時(shí)間差:其中:l—儀器的間距,對于某一儀器l=常數(shù)。所以,ΔT反映了地層聲速的變化。但ΔT的大小還與l有
7、關(guān),即某地層用不同的儀器測量時(shí),隨l的不同所測得的ΔT也會不同,給解釋帶來不便。9.2聲波速度測井(AC)測井所記錄的聲波時(shí)差:同一地層Vt不變,用不同的儀器測量時(shí)Δt相同。而不同地層,Vt不同。即用Δt可以分析地層的Vt解決相應(yīng)的地質(zhì)問題:Δt的單位:μs/m或μs/ft;記錄點(diǎn):是R1與R2的中點(diǎn)。9.2聲波速度測井(AC)其他聲速測井儀的測量原理(從略)它們與單發(fā)雙收有一定的差別,每一種測井儀器的誕生都是對已有測井儀器工作性能的改進(jìn)。如:雙發(fā)雙收聲波測井儀的研制就是為了克服井眼的影響。9.2聲波速度測井(AC)對于單發(fā)雙收測
8、井儀在井眼擴(kuò)大井段的上下界面處,時(shí)差曲線出現(xiàn)假異常。9.2聲波速度測井(AC)雙發(fā)雙收測井儀可克服井眼的影響。由T1R1R2測得Δt1由T2R2T1測得Δt2其測量結(jié)果受井眼的影響較小。9.2聲波速度測井(AC)總之,我們通過各種聲速測井儀器可獲得