第六章聲波測井

1、2022-5-11聲波測井1第六章第六章 聲波測井聲波測井巖石的聲學(xué)性質(zhì)巖石的聲學(xué)性質(zhì)聲波速度測井聲波速度測井聲波幅度測井聲波幅度測井長源距聲波全波列測井長源距聲波全波列測井2022-5-11聲波測井2 聲波在不同介質(zhì)中傳播時，其速度、幅度衰減聲波在不同介質(zhì)中傳播時，其速度、幅度衰減及頻率變化等聲學(xué)特性是不同的。聲波測井就是及頻率變化等聲學(xué)特性是不同的。聲波測井就是以介質(zhì)聲學(xué)特性為基礎(chǔ)，研究鉆井地質(zhì)剖面、評以介質(zhì)聲學(xué)特性為基礎(chǔ)，研究鉆井地質(zhì)剖面、評價固井質(zhì)量等問題的測井方法。價固井質(zhì)量等問題的測井方法。 聲波測井分為聲速測井和聲幅測井。聲波測井分為聲速測井和聲幅測井。聲速測井聲速測井測量地層聲

2、波速度。地層聲波速度與地層巖性、孔測量地層聲波速度。地層聲波速度與地層巖性、孔隙度及孔隙流體性質(zhì)等因素有關(guān)。根據(jù)地層聲波速隙度及孔隙流體性質(zhì)等因素有關(guān)。根據(jù)地層聲波速度，可確定地層孔隙度、巖性、孔隙流體性質(zhì)。度，可確定地層孔隙度、巖性、孔隙流體性質(zhì)。 2022-5-11聲波測井3 聲波是一種機械波。聲波是一種機械波。根據(jù)聲波頻率聲波分為根據(jù)聲波頻率聲波分為 次聲波（頻率低于次聲波（頻率低于2020HzHz）；）； 可聞聲波（可聞聲波（2020HzHz至至2020kHzkHz）；）； 超聲波（頻率大于超聲波（頻率大于2020kHzkHz）。）。 第一節(jié)第一節(jié) 巖石的聲學(xué)特性巖石的聲學(xué)特性2022

3、-5-11聲波測井4一、巖石的彈性一、巖石的彈性 1 1、彈性力學(xué)的基本假設(shè)、彈性力學(xué)的基本假設(shè) 1 1）、）、物體是連續(xù)的物體是連續(xù)的，即描述物體彈性性質(zhì)，即描述物體彈性性質(zhì)的力學(xué)參數(shù)及形變狀態(tài)的物理量是空間的連續(xù)函數(shù)的力學(xué)參數(shù)及形變狀態(tài)的物理量是空間的連續(xù)函數(shù)； 2 2）、）、物體是均勻的物體是均勻的，即物體由同一類型的，即物體由同一類型的均勻材料組成，在物體中任選一個體積元，其物理均勻材料組成，在物體中任選一個體積元，其物理、化學(xué)性質(zhì)與整個物體的物理、化學(xué)性質(zhì)相同；、化學(xué)性質(zhì)與整個物體的物理、化學(xué)性質(zhì)相同； 3 3）、）、物體是各向同性的物體是各向同性的，即物體的性質(zhì)與，即物體的性質(zhì)與方

4、向無關(guān)；方向無關(guān)；2022-5-11聲波測井5 滿足以上基本假設(shè)條件的物體稱為理想完全滿足以上基本假設(shè)條件的物體稱為理想完全線彈性體，描述介質(zhì)彈性性質(zhì)的參數(shù)為常數(shù)。當(dāng)線彈性體，描述介質(zhì)彈性性質(zhì)的參數(shù)為常數(shù)。當(dāng)外力取消后不能恢復(fù)到其原來狀態(tài)的物體稱為塑外力取消后不能恢復(fù)到其原來狀態(tài)的物體稱為塑性體。性體。4 4）、）、物體是完全線彈性的物體是完全線彈性的，在彈性限度內(nèi)，物，在彈性限度內(nèi)，物體在外力作用下發(fā)生彈性形變，取消外力后物體體在外力作用下發(fā)生彈性形變，取消外力后物體恢復(fù)到初始狀態(tài)。應(yīng)力與應(yīng)變存在線性關(guān)系，并恢復(fù)到初始狀態(tài)。應(yīng)力與應(yīng)變存在線性關(guān)系，并服從廣義胡克定律。服從廣義胡克定律。202

5、2-5-11聲波測井6 聲波測井中聲源發(fā)射的聲波能量較小，作用在聲波測井中聲源發(fā)射的聲波能量較小，作用在地層上的時間也很短，地層上的時間也很短，所以可以把巖石看作彈性體。所以可以把巖石看作彈性體。因此，可以用彈性波在介質(zhì)中的傳播規(guī)律研究聲波因此，可以用彈性波在介質(zhì)中的傳播規(guī)律研究聲波在巖石中的傳播特性。在巖石中的傳播特性。 在均勻無限大的地層中，聲波速度主要取決于在均勻無限大的地層中，聲波速度主要取決于聲波類型、地層彈性和密度。一般用下述幾個彈聲波類型、地層彈性和密度。一般用下述幾個彈性參數(shù)描述巖石的彈性性質(zhì)。性參數(shù)描述巖石的彈性性質(zhì)。2022-5-11聲波測井72 2、彈性力學(xué)參數(shù)、彈性力學(xué)

6、參數(shù)1 1）、應(yīng)力與應(yīng)變）、應(yīng)力與應(yīng)變 物體在外力作用下發(fā)生彈性形變的同時，在物物體在外力作用下發(fā)生彈性形變的同時，在物體內(nèi)部產(chǎn)生的抵抗其形變的力稱為內(nèi)力體內(nèi)部產(chǎn)生的抵抗其形變的力稱為內(nèi)力。作用在單作用在單位面積上的彈性內(nèi)力稱為應(yīng)力。位面積上的彈性內(nèi)力稱為應(yīng)力。 根據(jù)應(yīng)力方向與作用面法向的關(guān)系根據(jù)應(yīng)力方向與作用面法向的關(guān)系, ,應(yīng)力分為應(yīng)力分為: :(1)(1)、平行于體積元各面法向的應(yīng)力稱為正應(yīng)力；平行于體積元各面法向的應(yīng)力稱為正應(yīng)力；(2)(2) 、垂直于體積元各面法向的應(yīng)力稱為切應(yīng)力。垂直于體積元各面法向的應(yīng)力稱為切應(yīng)力。2022-5-11聲波測井8 在外力作用下，若彈性體內(nèi)的任意體積元

7、發(fā)生體在外力作用下，若彈性體內(nèi)的任意體積元發(fā)生體積變化，而邊角關(guān)系不變，則稱此形變?yōu)轶w形變。積變化，而邊角關(guān)系不變，則稱此形變?yōu)轶w形變。體積元的各邊邊長的變化率稱為線應(yīng)變。體積元的各邊邊長的變化率稱為線應(yīng)變。 在外力作用下，若僅體積元形狀發(fā)生變化，而在外力作用下，若僅體積元形狀發(fā)生變化，而體積不變，則稱為剪切形變。體積元的邊角關(guān)系的體積不變，則稱為剪切形變。體積元的邊角關(guān)系的變化稱為角應(yīng)變（或切應(yīng)變）。變化稱為角應(yīng)變（或切應(yīng)變）。2022-5-11聲波測井92) 2) 、廣義胡克定律、廣義胡克定律 對于完全線彈性介質(zhì)對于完全線彈性介質(zhì), ,其應(yīng)力與應(yīng)變存在線其應(yīng)力與應(yīng)變存在線性關(guān)系。每一應(yīng)力分

8、量等于六個應(yīng)變分量的線性關(guān)系。每一應(yīng)力分量等于六個應(yīng)變分量的線性組合。性組合。 TC(6-1) T-含有含有6 6個應(yīng)力分量的列向量個應(yīng)力分量的列向量。 -含有含有6 6個應(yīng)變分量的列向量個應(yīng)變分量的列向量。 C-含有含有3636個元素的彈性系數(shù)方陣個元素的彈性系數(shù)方陣。2022-5-11聲波測井10此外此外, ,系數(shù)矩陣系數(shù)矩陣C C為對稱方陣為對稱方陣，只有只有2121個獨立元素個獨立元素. .(1)(1)均勻、橫向各向同性介質(zhì)均勻、橫向各向同性介質(zhì)(TI)(TI) 對于均勻、橫向各向同性的完全線彈性對于均勻、橫向各向同性的完全線彈性介質(zhì)，系數(shù)矩陣只有介質(zhì)，系數(shù)矩陣只有5 5個獨立的彈性系

9、數(shù)。個獨立的彈性系數(shù)。建立圖建立圖6-16-1所示坐標(biāo)系所示坐標(biāo)系. .彈性系數(shù)矩陣如式彈性系數(shù)矩陣如式(6-2)(6-2)所示所示. .2022-5-11聲波測井11其中其中: :6611121()2ccc 131112121113131333444466000000000000000000000000cccccccccCccc(6-2)圖圖6-1 6-1 橫向各向同性介質(zhì)橫向各向同性介質(zhì)2022-5-11聲波測井12(2)(2)裂隙各向異性介質(zhì)裂隙各向異性介質(zhì) 裂隙各向異性介質(zhì)裂隙各向異性介質(zhì), ,一般指具有一組垂向一般指具有一組垂向平行裂隙的介質(zhì)模型平行裂隙的介質(zhì)模型, ,Crampin

10、Crampin 稱其為張性擴稱其為張性擴容各向異性介質(zhì)容各向異性介質(zhì)( EDA) ( EDA) 。在。在EDA EDA 介質(zhì)中建立介質(zhì)中建立如圖如圖6-2 6-2 的坐標(biāo)系的坐標(biāo)系。此時此時, ,系數(shù)矩陣只有系數(shù)矩陣只有5 5個個獨立的彈性系數(shù)。彈性系數(shù)矩陣如式獨立的彈性系數(shù)。彈性系數(shù)矩陣如式(6-3)(6-3)所所示示. .2022-5-11聲波測井13圖圖6-2 6-2 裂隙各向異性介質(zhì)裂隙各向異性介質(zhì) 121211222312231222445555000000000000000000000000cccccccccCccc(6-3)其中其中4422231()2ccc2022-5-11聲波

11、測井14 對于均勻、對于均勻、各向同性的完全各向同性的完全線彈性介質(zhì)線彈性介質(zhì), ,系數(shù)系數(shù)矩陣只有兩個獨矩陣只有兩個獨立的彈性系數(shù)立的彈性系數(shù). .系系數(shù)矩陣形式為數(shù)矩陣形式為(6-(6-4)4)式式. .(3) (3) 均勻、各向同性完全線彈性介質(zhì)均勻、各向同性完全線彈性介質(zhì) 111212121112121211444444000000000000000000000000cccccccccCccc(6-4)112c12c44c其中其中: :2022-5-11聲波測井15321其中其中: :體應(yīng)變體應(yīng)變第一下標(biāo)對應(yīng)受力面法線方向；第一下標(biāo)對應(yīng)受力面法線方向；第二下標(biāo)對應(yīng)作用力方向；第二下標(biāo)對

12、應(yīng)作用力方向；應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系為：應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系為：(6-5)iiT2 或i=1,2,3i=xx,yy,zz正應(yīng)力與正應(yīng)力與正應(yīng)變正應(yīng)變(6-6)jjTJ=4,5,6J=yz,zx,xy切應(yīng)力與切應(yīng)力與切應(yīng)變切應(yīng)變2022-5-11聲波測井162 2）彈性力學(xué)參數(shù)）彈性力學(xué)參數(shù) A A、楊氏模量楊氏模量E E 楊氏模量楊氏模量E E定義為彈性體發(fā)生單位線應(yīng)變時定義為彈性體發(fā)生單位線應(yīng)變時彈性體產(chǎn)生的應(yīng)力大小。彈性體產(chǎn)生的應(yīng)力大小。 2022-5-11聲波測井17楊氏模量的單位是楊氏模量的單位是 （牛頓（牛頓/ /平方米）平方米） 2mNLLAFE(6-7)圖圖6-3 6-3 楊氏模量的定義楊氏模

13、量的定義其中：其中：L=L-L1L=L-L12022-5-11聲波測井18B、泊松比泊松比 彈性體在單軸外力作用下，當(dāng)受力方向產(chǎn)生彈性體在單軸外力作用下，當(dāng)受力方向產(chǎn)生伸長時，自由方向縮小。伸長時，自由方向縮小。 泊松比等于物體自由方向的線應(yīng)變與受力方泊松比等于物體自由方向的線應(yīng)變與受力方向的線應(yīng)變之比的負(fù)值。向的線應(yīng)變之比的負(fù)值。 2022-5-11聲波測井19它表示物體幾何形變的系數(shù)，它表示物體幾何形變的系數(shù)，無量綱。對于一切物無量綱。對于一切物質(zhì)，泊松比介于質(zhì)，泊松比介于0 0到到0.50.5之間。之間。LLDD（68）圖圖6 64 4 泊松比定義泊松比定義其中：其中：D=D-D1D=D

14、-D1 L=L-L1L=L-L12022-5-11聲波測井20C C、切變模量切變模量 彈性體所受的切應(yīng)力與其方向上的切應(yīng)變之彈性體所受的切應(yīng)力與其方向上的切應(yīng)變之比為彈性體的切變模量。比為彈性體的切變模量。切變切變模量的單位是模量的單位是 （牛頓（牛頓/ /平方米）平方米） 2mNAFt(6-9)2022-5-11聲波測井21 2mND D、體積形變彈性模量體積形變彈性模量 K K 體積形變彈性模量體積形變彈性模量K K定義為在外力作用下，定義為在外力作用下，物體所受的體應(yīng)力與物體體積相對變化之比。量物體所受的體應(yīng)力與物體體積相對變化之比。量綱為綱為2mN2022-5-11聲波測井22VVA

15、FK(6-10)圖圖6 65 5 體積彈性模量的定義體積彈性模量的定義其中：其中：V=V1-VV=V1-V F=P F=P2022-5-11聲波測井23二、聲波在巖石中的傳播特性二、聲波在巖石中的傳播特性 1 1 、縱波和橫波、縱波和橫波 聲波傳播方向和質(zhì)點振動方向一致的波叫縱波。聲波傳播方向和質(zhì)點振動方向一致的波叫縱波。聲波傳播方向和質(zhì)點振動方向相互垂直的波為橫波。聲波傳播方向和質(zhì)點振動方向相互垂直的波為橫波。橫波又分為橫波又分為SVSV波和波和SHSH波。波。 固體既可以傳播縱波也可以傳播橫波，但流體不固體既可以傳播縱波也可以傳播橫波，但流體不能傳播橫波。能傳播橫波。 縱波縱波SHSH波波

16、SVSV波波圖圖6 66 6 縱波、橫波傳播方向與介質(zhì)質(zhì)點振動方向的關(guān)系縱波、橫波傳播方向與介質(zhì)質(zhì)點振動方向的關(guān)系2022-5-11聲波測井242 2 、縱波和橫波速度、縱波和橫波速度 聲波在彈性介質(zhì)中的傳播速度定義為單位時聲波在彈性介質(zhì)中的傳播速度定義為單位時間聲波能量傳播的距離間聲波能量傳播的距離, ,與介質(zhì)的彈性和密度有與介質(zhì)的彈性和密度有關(guān)關(guān)。在均勻各向同性介質(zhì)。在均勻各向同性介質(zhì)中，縱波速度、橫波速中，縱波速度、橫波速度及速度比的表達(dá)式分別為：度及速度比的表達(dá)式分別為： )21)(1 ()1 (Evp縱波速度縱波速度(6-11)1 (21Evs橫波速度橫波速度(6-12)21)1 (

17、 2vvsp縱橫波速度比縱橫波速度比(6-13)2022-5-11聲波測井25三、聲波在介質(zhì)分界面上的傳播特性三、聲波在介質(zhì)分界面上的傳播特性 聲波通過聲波通過波阻抗（即聲速與介質(zhì)體密度的乘波阻抗（即聲速與介質(zhì)體密度的乘積積）不連續(xù)的界面時，發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，遵）不連續(xù)的界面時，發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，遵循斯奈爾反射、折射定律。即入射波、反射波、循斯奈爾反射、折射定律。即入射波、反射波、折射波在同一平面內(nèi)沿不同方向傳播折射波在同一平面內(nèi)沿不同方向傳播 。圖。圖6-76-7、6 68 8是聲波的反射和折射示意圖。是聲波的反射和折射示意圖。 2022-5-11聲波測井26圖圖6-76-7、聲波在波阻

18、抗不連續(xù)界面上的反射及折射、聲波在波阻抗不連續(xù)界面上的反射及折射 流體流體1 1流體流體2 2流體流體固體固體2022-5-11聲波測井27固體固體流體流體固體固體流體流體圖圖6-86-8、聲波在波阻抗不連續(xù)界面上的反射及折射、聲波在波阻抗不連續(xù)界面上的反射及折射 2022-5-11聲波測井28v1其中：其中： -入射角；入射角； -折射角；折射角； -入射波速度；入射波速度； -折射波速度。折射波速度。2V折射定律折射定律的數(shù)學(xué)表的數(shù)學(xué)表達(dá)式：達(dá)式： vv21sinsin（6 61414）2022-5-11聲波測井2912當(dāng)V、V 確定時，折射角隨入射角的增加而增大。110當(dāng)VV時，當(dāng)入射角

19、達(dá)到某一值時，折射角可能達(dá)到90 。見圖見圖6-96-9。折射波將折射波將在第二介質(zhì)中以速在第二介質(zhì)中以速度度V V2 2 沿界面?zhèn)鞑?，沿界面?zhèn)鞑ィ瑢?yīng)的入射角為第對應(yīng)的入射角為第一臨界角。一臨界角。臨界入射射臨界入射射圖圖6-9 6-9 聲波在波阻抗不連續(xù)界面聲波在波阻抗不連續(xù)界面 上的臨界入射上的臨界入射 21sinvvi (6-15)2022-5-11聲波測井30第二節(jié)第二節(jié) 聲波速度測井聲波速度測井 聲波速度測井簡稱聲速測井，通過測聲波速度測井簡稱聲速測井，通過測量地層滑行波的時差量地層滑行波的時差t tp p （地層縱波速度（地層縱波速度的倒數(shù)，單位微秒的倒數(shù)，單位微秒/ /米或微秒

20、米或微秒/ /英尺），反英尺），反映井壁地層的特性。映井壁地層的特性。.13.281/s fts m2022-5-11聲波測井311 1單發(fā)雙收聲速測井儀單發(fā)雙收聲速測井儀 下井儀器包含三部分：聲系、電子線路和下井儀器包含三部分：聲系、電子線路和隔聲體。聲系由一個發(fā)射換能器隔聲體。聲系由一個發(fā)射換能器T T和兩個接收和兩個接收換能器換能器R R1 1、R R2 2組成。其中，組成。其中，發(fā)射器和接收器之發(fā)射器和接收器之間的距離稱為源距間的距離稱為源距L L，相鄰接收器之間的距離相鄰接收器之間的距離稱為間距稱為間距l(xiāng) l。如圖如圖6-166-16所示。所示。 一、單發(fā)射雙接收聲速測井儀的測量原理

21、一、單發(fā)射雙接收聲速測井儀的測量原理2022-5-11聲波測井32圖圖-16-16、井下聲系示意圖、井下聲系示意圖 2022-5-11聲波測井332 2、單發(fā)雙收聲速測井儀的測量原理、單發(fā)雙收聲速測井儀的測量原理1 1）、井內(nèi)聲場分析）、井內(nèi)聲場分析 發(fā)射器在井內(nèi)產(chǎn)生聲波，聲波接收器記錄首發(fā)射器在井內(nèi)產(chǎn)生聲波，聲波接收器記錄首波波( (首先到達(dá)接收器的聲波首先到達(dá)接收器的聲波) )到達(dá)時間。根據(jù)首波到達(dá)時間。根據(jù)首波到達(dá)時間，確定首波的傳播速度，測井時到達(dá)時間，確定首波的傳播速度，測井時, ,確保確保首波是地層縱波。首波是地層縱波。2022-5-11聲波測井34井內(nèi)存在以下幾種波：井內(nèi)存在以下

22、幾種波：（1 1）、反映地層滑行縱波的泥漿折射波；）、反映地層滑行縱波的泥漿折射波；（2 2）、反映地層滑行橫波的泥漿折射波；）、反映地層滑行橫波的泥漿折射波；圖圖6-176-17給出了井內(nèi)聲波傳播的示意圖給出了井內(nèi)聲波傳播的示意圖。（3 3）、井內(nèi)泥漿直達(dá)波；）、井內(nèi)泥漿直達(dá)波；（4 4）、井內(nèi)一次及多次反射波；）、井內(nèi)一次及多次反射波；（5 5）井內(nèi)流體制導(dǎo)波（管波或斯通利波）。）井內(nèi)流體制導(dǎo)波（管波或斯通利波）。2022-5-11聲波測井35 圖圖6 617 17 井內(nèi)聲波傳播示意圖井內(nèi)聲波傳播示意圖 直達(dá)波直達(dá)波:ffvLT 一次反射波：一次反射波：ivLTfdsin地層波地層波iva

23、vatgiLTfpecos22),min(dfeTTT 地層聲速測量條件地層聲速測量條件2022-5-11聲波測井36最小源距的確定最小源距的確定),min(dfeTTT ivavatgiLTfpecos22由于由于T Tf f 小于小于T Td d ，所以，只要，所以，只要T Te e 小于小于 T Tf f 即可。即可。（616）ffvLT (6-17)(6-18)2022-5-11聲波測井3722cospffLatgiaLvvivsinfpviv即即: :其中：其中：整理得：整理得：2pfpfvvLavva -a -井眼半徑（單位米井眼半徑（單位米),),(6-19)2022-5-11聲

24、波測井38 如果發(fā)射器在某如果發(fā)射器在某一時刻一時刻t t0 0發(fā)射聲波，發(fā)射聲波，根據(jù)幾何聲學(xué)理論，根據(jù)幾何聲學(xué)理論，聲波經(jīng)過泥漿、地層、聲波經(jīng)過泥漿、地層、泥漿傳播到接收器，泥漿傳播到接收器，其傳播路徑如圖其傳播路徑如圖6-186-18所示，到達(dá)所示，到達(dá)R Rl l和和R R2 2的的時刻分別為時刻分別為t t1 1和和t t2 2，則時間差則時間差T T為：為： 2 2）、單發(fā)雙收聲速側(cè)井儀的測量原理）、單發(fā)雙收聲速側(cè)井儀的測量原理圖圖 6-186-18、聲速測井原理圖、聲速測井原理圖 2022-5-11聲波測井39)(12vvvffpCEDFCDttT 如果在兩個接收器之間對著的井段

25、井徑?jīng)]有明如果在兩個接收器之間對著的井段井徑?jīng)]有明顯變化且儀器居中，則可認(rèn)為顯變化且儀器居中，則可認(rèn)為CE=DFCE=DF，所以所以vplT 其中其中: : 為為 間距間距.l(6-20)(6-21)聲波測井輸出（地層聲波時差），曲線見圖聲波測井輸出（地層聲波時差），曲線見圖619所示。所示。1pptv(6-22)2022-5-11聲波測井40圖圖6 619 19 聲波時差測井曲線聲波時差測井曲線2022-5-11聲波測井413 3、單發(fā)雙收聲系的缺陷、單發(fā)雙收聲系的缺陷 1) 1) 、井徑擴大對時差曲線、井徑擴大對時差曲線的影響的影響 在井眼幾何尺寸變化在井眼幾何尺寸變化的層段，時差曲線出現(xiàn)

26、的層段，時差曲線出現(xiàn)異常。在井眼擴大段的上、異常。在井眼擴大段的上、下界面分別出現(xiàn)時差增大和下界面分別出現(xiàn)時差增大和減小的尖峰。如圖減小的尖峰。如圖6-206-20所示。所示。 圖圖6-206-20、井徑擴大對時差曲線影響的實例井徑擴大對時差曲線影響的實例增大增大減小減小2022-5-11聲波測井422) 2) 、儀器記錄點與實際深度點的偏移儀器記錄點與實際深度點的偏移 單發(fā)雙收聲波測井儀的記錄點定義為兩個接收器單發(fā)雙收聲波測井儀的記錄點定義為兩個接收器的中點。的中點。其實際深度點定義為到達(dá)兩個接收器的折射其實際深度點定義為到達(dá)兩個接收器的折射波的折射點間的中點波的折射點間的中點。 聲波測井的

27、輸出代表厚度為一個間距的地層平均聲波測井的輸出代表厚度為一個間距的地層平均速度，速度，即儀器記錄點上下即儀器記錄點上下0.250.25米厚地層的平均速度。米厚地層的平均速度。分析測量及記錄過程可知，儀器記錄點與聲波在兩個分析測量及記錄過程可知，儀器記錄點與聲波在兩個接收器對應(yīng)地層中的實際傳播路徑的中點不重合，即接收器對應(yīng)地層中的實際傳播路徑的中點不重合，即2022-5-11聲波測井43存在一定的深度誤差，聲波在地層中實際傳播路徑存在一定的深度誤差，聲波在地層中實際傳播路徑的中點偏向發(fā)射器一方，二者偏移的距離為：的中點偏向發(fā)射器一方，二者偏移的距離為：tgah)arcsin(pfvv其中：其中：

28、a 為接收器到井壁的距離；為接收器到井壁的距離； 為第一臨界角。為第一臨界角。 井內(nèi)流體聲速；井內(nèi)流體聲速； 地層縱波波速地層縱波波速。 fvpv（6 62323）2022-5-11聲波測井441 1、聲系結(jié)構(gòu)、聲系結(jié)構(gòu) 該儀器的井下聲系該儀器的井下聲系包括兩個發(fā)射器和兩個包括兩個發(fā)射器和兩個接收器。它們的排列方接收器。它們的排列方式如圖式如圖6 62121所示。其所示。其中，兩個接收器之間的中，兩個接收器之間的距離（間距）為距離（間距）為0.50.5米米，T T1 1、R R1 1和和R R2 2、T T2 2之間之間的距離為的距離為1 1米。米。 二、井眼補償聲速測井二、井眼補償聲速測井圖

29、圖6 62121雙發(fā)雙收聲波測井儀的雙發(fā)雙收聲波測井儀的井眼變化補償示意圖井眼變化補償示意圖2022-5-11聲波測井452 2、井眼補償原理、井眼補償原理 1) 1) 、時差的確定、時差的確定 圖圖6 62121是這種儀器對井徑變化影響的補償示是這種儀器對井徑變化影響的補償示意圖。意圖。122TTT pTtl（6-25）（6-24）2022-5-11聲波測井462) 2) 、井眼補償原理、井眼補償原理 由圖由圖6-216-21可以看出，雙發(fā)雙收聲速測井儀可以看出，雙發(fā)雙收聲速測井儀的的T T1 1發(fā)射得到的發(fā)射得到的T T1 1 和和T T2 2發(fā)射得到的發(fā)射得到的T2 曲線，曲線，在井徑變

30、化處的變化方向相反，所以，取平均在井徑變化處的變化方向相反，所以，取平均值得到的曲線恰好補償了井徑變化對測量結(jié)果值得到的曲線恰好補償了井徑變化對測量結(jié)果的影響。的影響。 2022-5-11聲波測井47 另外，在一定程度上測量結(jié)果降低了深度誤差。另外，在一定程度上測量結(jié)果降低了深度誤差。這是由于上發(fā)射時，測量地層的中點位于儀器記錄這是由于上發(fā)射時，測量地層的中點位于儀器記錄點的上方；下發(fā)射時，測量地層的中點位于儀器記點的上方；下發(fā)射時，測量地層的中點位于儀器記錄點的下方，當(dāng)接收器對應(yīng)地層速度及井徑變化不錄點的下方，當(dāng)接收器對應(yīng)地層速度及井徑變化不大時，即可保證實際記錄點與儀器記錄點重合，不大時，

31、即可保證實際記錄點與儀器記錄點重合，不再出現(xiàn)深度誤差。再出現(xiàn)深度誤差。 2022-5-11聲波測井48三、長源距聲波全波列測井三、長源距聲波全波列測井 聲速測井只利用了縱波的速度信息，而聲波全聲速測井只利用了縱波的速度信息，而聲波全波列測井則記錄聲波的整個波列，不僅可以獲得縱波列測井則記錄聲波的整個波列，不僅可以獲得縱波的速度和幅度信息，橫波的速度和幅度信息，還波的速度和幅度信息，橫波的速度和幅度信息，還可以得到波列中的其它波成分，如偽瑞利波、斯通可以得到波列中的其它波成分，如偽瑞利波、斯通利波等。為石油勘探和開發(fā)提供更多的信息，所以利波等。為石油勘探和開發(fā)提供更多的信息，所以聲波全波列測井是

32、一種較好的聲波測井方法。聲波全波列測井是一種較好的聲波測井方法。 2022-5-11聲波測井491 1、裸眼井中聲波全波列成分、裸眼井中聲波全波列成分 在裸眼井中，接收器記錄到的聲波全波列波形在裸眼井中，接收器記錄到的聲波全波列波形圖上，包括滑行縱波、滑行橫波（硬地層）、偽瑞圖上，包括滑行縱波、滑行橫波（硬地層）、偽瑞利波和斯通利波等各類井內(nèi)聲波，如圖利波和斯通利波等各類井內(nèi)聲波，如圖6 62222所示。所示。 圖圖6 622 22 聲波全波列波形圖聲波全波列波形圖 2022-5-11聲波測井50 全波列波形圖上各種波的速度、頻率、幅度及衰減全波列波形圖上各種波的速度、頻率、幅度及衰減性互不相

33、同。性互不相同。 滑行縱波滑行縱波: :速度快、幅度小、頻率高速度快、幅度小、頻率高, ,為首波。為首波。 只在硬地層只在硬地層( )才能產(chǎn)生滑行橫波，它是才能產(chǎn)生滑行橫波，它是波列中的次首波，其速度小于滑行縱波，但幅度大于波列中的次首波，其速度小于滑行縱波，但幅度大于滑行縱波?；锌v波。 偽瑞利波是沿井壁傳播的表面波，其能量集中分布偽瑞利波是沿井壁傳播的表面波，其能量集中分布在井壁附近很小的范圍內(nèi)，它具有頻散性。低頻成分在井壁附近很小的范圍內(nèi)，它具有頻散性。低頻成分fsvv 2022-5-11聲波測井512 2、聲波全波列測井的記錄方式和記錄的信息、聲波全波列測井的記錄方式和記錄的信息1 1

34、）、記錄方式）、記錄方式 聲波測井儀的橫向探測深度隨聲系源距增加而聲波測井儀的橫向探測深度隨聲系源距增加而增大。增大。的相速度接近于地層橫波速度，幅度明顯大于滑的相速度接近于地層橫波速度，幅度明顯大于滑行橫波。行橫波。 斯通利波是在井內(nèi)泥漿中傳播的管波。其速度斯通利波是在井內(nèi)泥漿中傳播的管波。其速度和幅度與井壁地層有關(guān)，速度低于井內(nèi)泥漿介質(zhì)和幅度與井壁地層有關(guān)，速度低于井內(nèi)泥漿介質(zhì)的縱波速度，幅度的縱波速度，幅度, ,頻率低。頻率低。2022-5-11聲波測井52圖圖6 62323、聲波全波列測井井、聲波全波列測井井眼補償變化時差測量示意圖眼補償變化時差測量示意圖 聲波全波列測井聲波全波列測井

35、通常采用通常采用的聲系是的聲系是R R1 1 2 R 2 R2 2 8 T 8 T1 1 2 T 2 T2 2。間距為間距為2 2ft,ft,最小源距為最小源距為8 8 ft.ft.如圖如圖6 62323所示所示. .采用交替發(fā)射采用交替發(fā)射同時接收的方式記錄地層信息同時接收的方式記錄地層信息. .另外另外, ,為了降低井眼不規(guī)則產(chǎn)為了降低井眼不規(guī)則產(chǎn)生的影響生的影響, ,取不同時刻測量時取不同時刻測量時間差的平均值作為地層的時間間差的平均值作為地層的時間差差. .2022-5-11聲波測井5322)()(2421TTTTTTTTDT其中：其中：TTTT1 1、TTTT2 2為位置為位置1 1

36、處由處由T T1 1發(fā)射，發(fā)射，R R1 1、R R2 2 記記錄到的首波旅行時；錄到的首波旅行時；TTTT2 2、TTTT4 4為位置為位置2 2處由處由T T1 1、T T2 2交替發(fā)射，交替發(fā)射， R R2 2 記記錄到的首波旅行時；錄到的首波旅行時；DTDT：源距為源距為8 8ftft的時差。單位：微秒的時差。單位：微秒/ /英尺英尺 （6 62626）2022-5-11聲波測井54同理，也可以記錄源距同理，也可以記錄源距1010ftft的時差的時差DTLDTL。22)()(1343TTTTTTTTDTL其中：其中：TTTT1 1、TTTT2 2為位置為位置1 1處由處由T2T2發(fā)射，

37、發(fā)射，R R1 1、R R2 2 記錄記錄到的首波旅行時；到的首波旅行時；TTTT2 2、TTTT4 4為位置為位置2 2處由處由T T1 1、T T2 2交替發(fā)射，交替發(fā)射，R R1 1 記錄到記錄到的首波旅行時；的首波旅行時；DTLDTL：源距為源距為1010ftft的時差。單位：微秒的時差。單位：微秒/ /英尺英尺 （6 62727）2022-5-11聲波測井55橫波時差橫波時差DTSDTS等其它曲線。等其它曲線。 2 2、記錄的信息、記錄的信息 長源距聲波全波列測井輸出：長源距聲波全波列測井輸出：TT1、TT2、TT3、TT4四條首波旅行時間曲線四條首波旅行時間曲線，縱波時差縱波時差D

38、TDT曲線曲線聲波全波列波形圖（聲波全波列波形圖（WF1-4WF1-4）見圖見圖6 62424。2022-5-11聲波測井56圖圖624 聲波全波列測井聲波全波列測井2022-5-11聲波測井57第三節(jié)第三節(jié) 聲速測井的影響因素聲速測井的影響因素 一、地層厚度一、地層厚度 地層厚度的大小是相對聲速測井儀的間距來說的，厚度地層厚度的大小是相對聲速測井儀的間距來說的，厚度大于間距的稱為厚層；小于間距的稱為薄層。由于聲速測井的大于間距的稱為厚層；小于間距的稱為薄層。由于聲速測井的輸出（時差）代表輸出（時差）代表0.50.5米厚地層的平均時差，因此它們的聲速米厚地層的平均時差，因此它們的聲速測井時差曲

39、線存在一定差異。測井時差曲線存在一定差異。 1 1、厚層、厚層 1 1）在地層中部時差曲線出現(xiàn)平直段，該段時差值為地層）在地層中部時差曲線出現(xiàn)平直段，該段時差值為地層時差值。當(dāng)?shù)貙訋r性或孔隙性不均勻時，曲線稍有波動，取地時差值。當(dāng)?shù)貙訋r性或孔隙性不均勻時，曲線稍有波動，取地層中部時差曲線的平均值作為地層的時差值。層中部時差曲線的平均值作為地層的時差值。 2022-5-11聲波測井58 2 2）時差曲線的半幅點處對應(yīng)于地層的上、下界面。）時差曲線的半幅點處對應(yīng)于地層的上、下界面。2 2、薄層、薄層目的層時差受相鄰地層時差影響較大。若相鄰地層時目的層時差受相鄰地層時差影響較大。若相鄰地層時差高于目

40、的層的時差，則目的層時差增加；反之，目差高于目的層的時差，則目的層時差增加；反之，目的層時差減小。不能應(yīng)用曲線半幅點確定地層界面。的層時差減小。不能應(yīng)用曲線半幅點確定地層界面。3 3、薄互層、薄互層 間距大于互層中的地層厚度時間距大于互層中的地層厚度時, ,測井值不能反映測井值不能反映地層的真實速度地層的真實速度. .2022-5-11聲波測井59二、二、“周波跳躍周波跳躍”現(xiàn)象的影響現(xiàn)象的影響 在一般情況下，聲速測井儀的兩個接收換能器在一般情況下，聲速測井儀的兩個接收換能器是被同一脈沖首波觸發(fā)的，對于疏松或含氣地層，是被同一脈沖首波觸發(fā)的，對于疏松或含氣地層，由于地層聲吸收大，聲波發(fā)生較大的

41、衰減，這時常由于地層聲吸收大，聲波發(fā)生較大的衰減，這時常常是首波信號只能觸發(fā)路徑較短的第一接收器的線常是首波信號只能觸發(fā)路徑較短的第一接收器的線路。首波不能觸發(fā)第二接收器，其線路只能被續(xù)至路。首波不能觸發(fā)第二接收器，其線路只能被續(xù)至波觸發(fā)，波觸發(fā)，在聲波時差曲線上出現(xiàn)在聲波時差曲線上出現(xiàn)“忽大忽小忽大忽小”的時的時差急劇變化的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象就叫周波跳躍，如圖差急劇變化的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象就叫周波跳躍，如圖6 62525所示。所示。 2022-5-11聲波測井60圖圖6 62525、周波跳躍現(xiàn)象、周波跳躍現(xiàn)象2022-5-11聲波測井61三、盲區(qū)三、盲區(qū) 雙發(fā)雙收聲系測量的地層時差是上、下兩個雙發(fā)雙

42、收聲系測量的地層時差是上、下兩個發(fā)射器分別工作時，由兩個接收器記錄的首波到發(fā)射器分別工作時，由兩個接收器記錄的首波到達(dá)時間的平均值計算得到的。其時差大小反映兩達(dá)時間的平均值計算得到的。其時差大小反映兩接收器對應(yīng)地層速度接收器對應(yīng)地層速度. .在低速地層，上發(fā)射時聲波在低速地層，上發(fā)射時聲波實際傳播距離與下發(fā)射時聲波實際傳播距離出現(xiàn)實際傳播距離與下發(fā)射時聲波實際傳播距離出現(xiàn)完全不重合。此時，在儀器記錄點附近一定厚度完全不重合。此時，在儀器記錄點附近一定厚度的地層對測量結(jié)果沒有任何貢獻，稱之為的地層對測量結(jié)果沒有任何貢獻，稱之為“盲區(qū)盲區(qū)”。即所測時差與記錄點所在深度處地層速度無。即所測時差與記錄

43、點所在深度處地層速度無關(guān)。盲區(qū)厚度為：關(guān)。盲區(qū)厚度為： 2022-5-11聲波測井62其中： a-接收器到井壁的距離；接收器到井壁的距離； -第一臨界角第一臨界角。 125 . 0atgh（6 62828）2022-5-11聲波測井63 第四節(jié)第四節(jié) 聲波速度測井資料的應(yīng)用聲波速度測井資料的應(yīng)用 一、判斷氣層一、判斷氣層 氣和油水的聲速及聲衰減差別很大。因此氣和油水的聲速及聲衰減差別很大。因此在高孔隙度和泥漿侵入不深的條件下，聲波測在高孔隙度和泥漿侵入不深的條件下，聲波測井可以較好的確定含氣疏松砂巖。氣層在聲波井可以較好的確定含氣疏松砂巖。氣層在聲波時差曲線上顯示的特點有：時差曲線上顯示的特點

44、有：2022-5-11聲波測井64 1 1、產(chǎn)生周波跳躍產(chǎn)生周波跳躍 它常見于特別它常見于特別疏疏松的砂巖氣層松的砂巖氣層中，中，如圖如圖6 62626所示。這是由于所示。這是由于含氣疏松砂巖具有較高含氣疏松砂巖具有較高的孔隙度，且孔隙內(nèi)含的孔隙度，且孔隙內(nèi)含聲吸收強的天然氣，致聲吸收強的天然氣，致使聲波能量衰減大，產(chǎn)使聲波能量衰減大，產(chǎn)生周波跳躍。生周波跳躍。2 2、聲波時差增大聲波時差增大 圖圖6 626 26 氣層周波跳躍實氣層周波跳躍實例例2022-5-11聲波測井65二、識別裂縫裂縫發(fā)育地層二、識別裂縫裂縫發(fā)育地層 在裂縫發(fā)育的層，由于裂縫的存在，造成聲在裂縫發(fā)育的層，由于裂縫的存在

45、，造成聲波的反射、透射。由于裂縫內(nèi)充填的流體聲吸波的反射、透射。由于裂縫內(nèi)充填的流體聲吸收高，與巖石的波阻抗相差較大，因此使得接收高，與巖石的波阻抗相差較大，因此使得接收的聲波能量降低，在聲波時差曲線上表現(xiàn)為收的聲波能量降低，在聲波時差曲線上表現(xiàn)為聲波時差的增大。如圖聲波時差的增大。如圖627所示。所示。2022-5-11聲波測井666 627 27 裂縫段與致密段測井曲線對比圖裂縫段與致密段測井曲線對比圖2022-5-11聲波測井671 1 、砂泥巖剖面砂泥巖剖面砂巖聲速與砂巖膠結(jié)物的性質(zhì)及含量有關(guān)。砂巖聲速與砂巖膠結(jié)物的性質(zhì)及含量有關(guān)。 通常鈣質(zhì)膠結(jié)砂巖時差比泥質(zhì)膠結(jié)砂巖的低，并通常鈣質(zhì)膠

46、結(jié)砂巖時差比泥質(zhì)膠結(jié)砂巖的低，并且聲波時差隨鈣質(zhì)含量增加而減小，隨泥質(zhì)含量且聲波時差隨鈣質(zhì)含量增加而減小，隨泥質(zhì)含量增高而增高。增高而增高。三、劃分地層三、劃分地層 由于不同地層具有不同的聲波速度，所以根由于不同地層具有不同的聲波速度，所以根據(jù)聲波時差曲線可以劃分不同巖性的地層。據(jù)聲波時差曲線可以劃分不同巖性的地層。2022-5-11聲波測井682 2 、 碳酸鹽巖剖面碳酸鹽巖剖面 在碳酸鹽巖剖面中，致密石灰?guī)r和白云巖的時差在碳酸鹽巖剖面中，致密石灰?guī)r和白云巖的時差最低最低, ,，如含泥質(zhì)，時差稍，如含泥質(zhì)，時差稍有增高；當(dāng)有孔隙或裂縫有增高；當(dāng)有孔隙或裂縫時，時差明顯增大，甚至還可能出現(xiàn)周波

47、跳躍現(xiàn)象。時，時差明顯增大，甚至還可能出現(xiàn)周波跳躍現(xiàn)象。3 3 、膏鹽剖面、膏鹽剖面 在膏鹽剖面中，無水石膏與巖鹽的聲波時差有明在膏鹽剖面中，無水石膏與巖鹽的聲波時差有明顯的差異，巖鹽部分因井徑擴大，時差曲線有明顯的顯的差異，巖鹽部分因井徑擴大，時差曲線有明顯的假異常，所以可以利用聲波時差曲線劃分膏鹽剖面。假異常，所以可以利用聲波時差曲線劃分膏鹽剖面。2022-5-11聲波測井69四、確定地層孔隙度四、確定地層孔隙度 1 、威利時間平均公威利時間平均公式式 地層聲速和地層孔隙地層聲速和地層孔隙度有關(guān)，度有關(guān)，大量數(shù)據(jù)表明，大量數(shù)據(jù)表明，在固結(jié)、壓實的純地層中在固結(jié)、壓實的純地層中，地層孔隙度和

48、聲波時差，地層孔隙度和聲波時差存在線性關(guān)系，即威利時存在線性關(guān)系，即威利時間平均公式，如圖間平均公式，如圖6 62828所示。所示。 圖圖6 628 28 聲波時差與孔隙度的關(guān)系圖聲波時差與孔隙度的關(guān)系圖 2022-5-11聲波測井70 ttfmat)1 ( 孔隙中流體的聲波時差；孔隙中流體的聲波時差； 巖石骨架的聲波時差。巖石骨架的聲波時差。 地層孔隙度。地層孔隙度。tftma 式中 地層聲波時差地層聲波時差， t（629）2022-5-11聲波測井71 s2 2 、威利時間平均公式的應(yīng)用、威利時間平均公式的應(yīng)用 威利時間平均公式的使用條件威利時間平均公式的使用條件: :孔隙均勻分孔隙均勻分

49、布、壓實的純地層，因此，由威利時間平均公布、壓實的純地層，因此，由威利時間平均公式求出的聲波孔隙度（式求出的聲波孔隙度（ ），對于不同的），對于不同的地層情況要分別處理。地層情況要分別處理。2022-5-11聲波測井72A、粒間孔隙的石灰?guī)r及較致密的砂巖（孔隙度為粒間孔隙的石灰?guī)r及較致密的砂巖（孔隙度為18182525）可直接利用平均時間公式計算孔隙度，）可直接利用平均時間公式計算孔隙度，不必進行任何校正。不必進行任何校正。 B B、孔隙度為孔隙度為25253535的砂巖，其聲波孔隙度需的砂巖，其聲波孔隙度需要引入流體校正系數(shù)。要引入流體校正系數(shù)。氣層：流體校正系數(shù)氣層：流體校正系數(shù)0.70.

50、7；油層：流體校正系數(shù)為油層：流體校正系數(shù)為0.80.80.90.9。1)、固結(jié)壓實的純地層，分兩種情況、固結(jié)壓實的純地層，分兩種情況2022-5-11聲波測井73mafmapstttt其中：其中：a 流體校正系數(shù)；流體校正系數(shù)； 聲波孔隙度；聲波孔隙度； 流體校正后的地層孔隙度。流體校正后的地層孔隙度。ssa（630）2022-5-11聲波測井742)2)、固結(jié)而壓實不夠的砂巖、固結(jié)而壓實不夠的砂巖 對于此類地層，要引入壓實校正。壓實對于此類地層，要引入壓實校正。壓實校正的大小用壓實校正系數(shù)校正的大小用壓實校正系數(shù)CpCp表示，表示，CpCp與地與地層埋藏深度、年代及地區(qū)有關(guān)層埋藏深度、年代

51、及地區(qū)有關(guān), ,如圖如圖6 62929所所示。壓實校正后的孔隙度為：示。壓實校正后的孔隙度為： pscCs（631）2022-5-11聲波測井75 圖圖6 629 29 壓實校正系數(shù)與地層深度的關(guān)系壓實校正系數(shù)與地層深度的關(guān)系1-1-勝利油田正常層系；勝利油田正常層系；2-2-勝利沙勝利沙4 4段；段；3-3-興隆臺、曙光油田；興隆臺、曙光油田；2022-5-11聲波測井76 3)3)、泥質(zhì)砂巖、泥質(zhì)砂巖 由于泥質(zhì)聲波時差較大，按上式計算的孔由于泥質(zhì)聲波時差較大，按上式計算的孔隙度偏大，必須進行泥質(zhì)校正。由下式計算地隙度偏大，必須進行泥質(zhì)校正。由下式計算地層孔隙度。層孔隙度。 ttvtvfsh

52、shmasht)1 (（632）2022-5-11聲波測井771 1、壓實純地層聲波孔隙度的計算、壓實純地層聲波孔隙度的計算pmafmatttt2022-5-11聲波測井782 2、壓實泥質(zhì)地層聲波孔隙度的計算、壓實泥質(zhì)地層聲波孔隙度的計算pmashmashfmafmattttVtttt2022-5-11聲波測井793 3、欠壓實泥質(zhì)地層聲波孔隙度的計算、欠壓實泥質(zhì)地層聲波孔隙度的計算1pmashmashpfmafmattttVCtttt2022-5-11聲波測井80例例1 1 已知：已知： 求：地層孔隙度求：地層孔隙度 。ftstma/49ftstp/85ftstf/189fmapttt)1

53、 (257. 0491894985mafmaptttt解：解： 由由得得2022-5-11聲波測井812 2、已知：、已知：Vsh=20%，ftstp/75ftstf/189ftstsh/100ftstma/49求求: :泥質(zhì)校正后的地層孔隙度。泥質(zhì)校正后的地層孔隙度。 113. 049189491002 . 0491894975mafmashshmafmapttttvtttt解：解：2022-5-11聲波測井823 3、已知：、已知：mstp/380mstma/180mstf/6205 . 1pC求：壓實校正以后的地層孔隙度。求：壓實校正以后的地層孔隙度。解：解：壓實校正前：壓實校正前：45

54、4. 0180620180380mafmaptttt壓實校正后壓實校正后：302. 05 . 1/454. 0/pcC2022-5-11聲波測井83四、其它應(yīng)用四、其它應(yīng)用 1 1、異常地層壓力預(yù)測、異常地層壓力預(yù)測 地層壓力指地層孔隙流體壓力地層壓力指地層孔隙流體壓力。沉積巖層的流。沉積巖層的流體壓力等于其靜水壓力，并對應(yīng)一個正常壓力梯度體壓力等于其靜水壓力，并對應(yīng)一個正常壓力梯度。在一些地區(qū)地層壓力高于或低于有正常壓力梯度。在一些地區(qū)地層壓力高于或低于有正常壓力梯度計算的數(shù)值，即地層壓力出現(xiàn)異常。計算的數(shù)值，即地層壓力出現(xiàn)異常。地層壓力高于地層壓力高于正常值的地層稱為異常高壓地層；地層壓力

55、低于正正常值的地層稱為異常高壓地層；地層壓力低于正常值的地層稱為異常低壓地層。常值的地層稱為異常低壓地層。2022-5-11聲波測井84 對泥巖時差研究發(fā)現(xiàn)，它可以成功地預(yù)測鄰近對泥巖時差研究發(fā)現(xiàn)，它可以成功地預(yù)測鄰近儲層的地層壓力。在半對數(shù)坐標(biāo)系上作泥巖時差與儲層的地層壓力。在半對數(shù)坐標(biāo)系上作泥巖時差與深度的關(guān)系。在正常壓力下，數(shù)據(jù)點都落在正常壓深度的關(guān)系。在正常壓力下，數(shù)據(jù)點都落在正常壓實趨勢線上；高壓異常地層的數(shù)據(jù)點落在趨勢線的實趨勢線上；高壓異常地層的數(shù)據(jù)點落在趨勢線的右側(cè)，時差增大；低壓異常地層的時差小于正常值，右側(cè)，時差增大；低壓異常地層的時差小于正常值，數(shù)據(jù)點落在趨勢線的左側(cè)。如

56、圖數(shù)據(jù)點落在趨勢線的左側(cè)。如圖6-306-30所示。所示。 2022-5-11聲波測井85 圖圖6-30、地層異常壓力檢測、地層異常壓力檢測 地層壓力的計算方地層壓力的計算方法：法：1 1）、正常地層壓力）、正常地層壓力的計算的計算 某一深度地層的正某一深度地層的正常壓力等于地層壓力常壓力等于地層壓力梯度與地層深度的乘梯度與地層深度的乘積。積。單位是單位是 2N m圖件構(gòu)成圖件構(gòu)成:半對數(shù)坐標(biāo)系半對數(shù)坐標(biāo)系; 數(shù)據(jù)點數(shù)據(jù)點:),(Htsh2022-5-11聲波測井86其中：其中：D D地層深度；（地層深度；（m m） g g重力加速度；重力加速度； 孔隙流體的平均體密度?？紫读黧w的平均體密度。

57、2 2）、異常地層壓力的計算）、異常地層壓力的計算 應(yīng)用等效深度法計算異常地層壓力。其原理為應(yīng)用等效深度法計算異常地層壓力。其原理為2/8 . 9smf3/kg mDgPff(6-33)2022-5-11聲波測井87（1 1）、地下某一深度地層所受上覆地層壓力為）、地下某一深度地層所受上覆地層壓力為111sfPP1Pf1顆粒之間的壓應(yīng)力；孔隙流體壓力（地層壓力）。(6-34)2022-5-11聲波測井88（2 2）、深度不同、孔隙度相同的泥巖地）、深度不同、孔隙度相同的泥巖地層，其顆粒所受的壓應(yīng)力相同層，其顆粒所受的壓應(yīng)力相同12(6-35)2022-5-11聲波測井89（3 3）異常壓力地層

58、的地層壓力計算）異常壓力地層的地層壓力計算111222122211;sfsffssfPPPPPPPP正常壓力地層：異常壓力地層：因為二者的孔隙度相同，所以：因此得：2022-5-11聲波測井901122)(DgDDgPfbf2fP1D2Db2D即：即：(6-36)其中其中： 異常地層壓力；異常地層壓力； 正常壓力層深度；正常壓力層深度； 異常壓力層深度；異常壓力層深度； 深度內(nèi)地層平均密度。深度內(nèi)地層平均密度。 2fP1D2Db2D2022-5-11聲波測井91例：已知：超壓地層深度例：已知：超壓地層深度10700英尺，等效英尺，等效深度深度4300英尺（英尺英尺（英尺0.3048米）米）求：

59、地層異常壓力；求：地層異常壓力；泥漿密度泥漿密度地層壓力量綱千克平方厘米：地層壓力量綱千克平方厘米：地層壓力梯度地層壓力梯度0.08;0.08;上覆巖層壓力梯度上覆巖層壓力梯度0.23.0.23.地層壓力量綱地層壓力量綱lb/lb/平方英寸：平方英寸：地層壓力梯度地層壓力梯度0.465;0.465;上覆巖層壓力梯度上覆巖層壓力梯度.0.0.2022-5-11聲波測井92H1=10700*0.3048=3261m;H2=4300*0.3048=1310m;深度換算深度換算Pf2=800*1310=1048000千克平方米P1-P2=2300*(H1-H2)=2300*1951=4487300千克

60、平方米正常壓力正常壓力PF1=PF2+P1-P2=1048000+4487300=5535300千克平方米異常壓力計異常壓力計算算DENM=PF1/H1=5535300/3261=1697千克立方米1.7克立方厘米泥漿密度泥漿密度計算計算2022-5-11聲波測井932 2、巖石強度分析、巖石強度分析 巖石強度指巖石承受各種壓力的特性。根據(jù)巖石強度指巖石承受各種壓力的特性。根據(jù)聲波、地層密度測井資料，可以連續(xù)計算自然條聲波、地層密度測井資料，可以連續(xù)計算自然條件下巖石的各種彈性模量，以對巖石強度進行全件下巖石的各種彈性模量，以對巖石強度進行全面分析。用測井資料計算的巖石彈性模量為動態(tài)面分析。用