聲波測井原理

聲波測井原理第一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.2聲波測井的主要內(nèi)容聲波的基本知識巖石的彈性特征和巖石力學(xué)參數(shù)巖石的聲波特性孔隙介質(zhì)的Biot理論井眼聲學(xué)第二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.3測量井眼聲速評價巖性和孔隙度Acousticlog（AC-DT）Full-wavetrainlog（LSS）Digitalarrayacousticlog（DAC）Dipole、quadruploe&multipoleacousticlogtodetectvelocityofPand/orSwave聲波測井的主要內(nèi)容第三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.4固井質(zhì)量評價測井井壁地層及套管技術(shù)狀況評價測井CementBondLogging（CBL）VariableDensityLogging（VDL）CementEvaluationTool（CET）SegmentedBondTooL（SBT）BoreHoleTeleViewer（BHTV）UltraSonicImager（USI）CirumferentialBoreHoleImagerLogging（CBIL）第四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.5最先進(jìn)的聲波測井方法LWD—compressionalandshearwavelogloggingwhiledrillinghasbeendevelopedsince70s-80slastcentury,AClogisthemostdifficultmethodoftheseadvancedlogging.Howevertheoreticalanalysisandresearchhasbeendoneforalongtimeago,theeconomictoolsareavailableinthelast10-15y.Now,LWD-ACcanacquiredcompressional,shearwaveandfull-wavedata,whichcanbeusedtounderstandthepropertiesofbolehole,pipeandformation第五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.6參考資料唐曉明定量測井聲學(xué)石油工業(yè)出版社2004…………第六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.7參考資料唐曉明定量測井聲學(xué)石油工業(yè)出版社2004…………第七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.8需要掌握的內(nèi)容巖石的力學(xué)參數(shù)聲速或聲幅在巖石中的變化規(guī)律井眼中聲波的發(fā)射與接收原理各種聲波測井方法的原理、儀器結(jié)構(gòu)、測量過程、曲線和應(yīng)用第八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.9學(xué)-----教方法1.通讀全書（學(xué)生）2.提出問題（學(xué)生）3.提問問題（教師）4.演講問題（學(xué)生----老師）5.解答-解釋問題（老師--學(xué)生）6.需要進(jìn)一步研究的課題（老師----學(xué)生）7.作業(yè)和論文（學(xué)生）

inter-action第九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.10教材內(nèi)容---Input掌握內(nèi)容---Output學(xué)教方法---ProcessIPO思維方法（如何學(xué)-激勵-興趣）第十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.11測井研究的幾個方向：理論研究：電磁場理論，彈性波動力學(xué)，核物理學(xué)，巖石力學(xué)等，數(shù)學(xué)物理方程的數(shù)值解法；計(jì)算機(jī)方法：編程開發(fā)大型商業(yè)化軟件，數(shù)值模擬；儀器的研發(fā)；數(shù)據(jù)處理解釋技術(shù)，學(xué)習(xí)各種軟件。第十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.12

聲波聲或聲波是什么呢？同學(xué)們了解多少？？在物理上如何描述一個聲波呢？有關(guān)聲波的一些知識第十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.13第十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.14

聲波聲波的分類一般按照頻率來分，聲波可以分為：超聲波（ultra-sonicwave）>20KHz聲波(sonicwave)20~20KHz次聲波（infrasonicwave)<20Hz第十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.15Ultra-sonicwavea）方向性好，幾乎沿直線傳播；b）穿透能力強(qiáng)，能穿透許多電磁波不能穿透的物質(zhì)；易于攜帶有關(guān)傳聲媒質(zhì)狀態(tài)的信息（診斷或?qū)髀暶劫|(zhì)產(chǎn)生效應(yīng)。（治療）c）在媒質(zhì)中傳播時能產(chǎn)生巨大的作用力，可以用來為硬質(zhì)材料做切割、鑿孔等，也可以用來清洗和消毒等。我們比較熟悉的就是醫(yī)院中常用的B超，它是把超聲波射入人體，根據(jù)人體組織對超聲波的傳導(dǎo)和反射能力的變化來判斷有無異常，如對人體臟器做病變檢查、結(jié)石檢查等，它具有對人體無損傷、簡便迅速的優(yōu)點(diǎn)．第十五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.16超聲波超聲治療學(xué)是超聲醫(yī)學(xué)的重要組成部分。超聲治療時將超聲波能量作用于人體病變部位，以達(dá)到治療疾患和促進(jìn)機(jī)體康復(fù)的目的在全球，超聲波廣泛運(yùn)用于診斷學(xué)、治療學(xué)、工程學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域。賽福瑞家用超聲治療機(jī)屬于超聲波治療學(xué)的運(yùn)用范疇。（一）工程學(xué)方面的應(yīng)用：水下定位與通訊、地下資源勘查等（二）生物學(xué)方面的應(yīng)用：剪切大分子、生物工程及處理種子等（三）診斷學(xué)方面的應(yīng)用：A型、B型、M型、D型、雙功及彩超等（四）治療學(xué)方面的應(yīng)用：理療、治癌、外科、體外碎石、牙科等第十六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.17又稱亞聲，是頻率在20Hz以下的低頻率波．次聲波的特點(diǎn)是：來源廣、傳播遠(yuǎn)、穿透力強(qiáng)科學(xué)家們利用它來預(yù)測臺風(fēng)、研究大氣結(jié)構(gòu)等．在軍事上可以利用次聲來偵察大氣中的核爆炸、跟蹤導(dǎo)彈等等．許多自然災(zāi)害如地震、火山爆發(fā)、龍卷風(fēng)等在發(fā)生前都會發(fā)出次聲波．次聲波對人體能夠造成危害，引起頭痛、嘔吐、呼吸困難等癥狀．Inferiorsonicwave第十七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.18

聲波次聲波：頻率低于1赫的次聲波，可以傳到幾千以至上萬公里以外的地方．1960年，南美的智利發(fā)生大地震，地震時產(chǎn)生的次聲波傳遍了全世界的每一個角落！1961年，蘇聯(lián)在北極圈內(nèi)進(jìn)行了一次核爆炸，產(chǎn)生的次聲波竟繞地球轉(zhuǎn)了5圈之后才消失！第十八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.19

聲波次聲波具有極強(qiáng)的穿透力，不僅可以穿透大氣、海水、土壤，而且還能穿透堅(jiān)固的鋼筋水泥構(gòu)成的建筑物，甚至連坦克、軍艦、潛艇和飛機(jī)都不在話下．次聲穿透人體時，不僅能使人產(chǎn)生頭暈、煩燥、耳鳴、惡心、心悸、視物模糊，吞咽困難、胃痛、肝功能失調(diào)、四肢麻木，而且還可能破壞大腦神經(jīng)系統(tǒng)，造成大腦組織的重大損傷．次聲波對心臟影響最為嚴(yán)重，最終可導(dǎo)致死亡第十九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.20

聲波次聲武器——次聲炸彈的研制盡管尚處于研制階段，但科學(xué)家們預(yù)言；只要次聲炸彈一聲爆炸，瞬息之間，在方圓十幾公里的地面上，所有的人都將被殺死，且無一能幸免．次聲武器能夠穿透15厘米的混凝土和坦克鋼板．人即使躲到防空洞或鉆進(jìn)坦克的“肚子”里，也還是一樣地難逃殘廢的厄運(yùn)．次聲炸彈和中子彈一樣，只殺傷生物而無損于建筑物．但兩者相比，次聲彈的殺傷力遠(yuǎn)比中子彈強(qiáng)得多．第二十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.21聲波人們感覺到最恐怖的聲音之一就是嬰兒的哭啼聲。五角大樓正在研制的這種武器就是利用了人的這一弱點(diǎn)。該武器將采用特超聲聲學(xué)系統(tǒng)模擬出嬰兒的哭啼聲，并使用該系統(tǒng)所發(fā)出的超聲信號來擊潰敵軍。

據(jù)從事此武器研究的五角大樓專家們表示，武器研制成功后其操作使用者并不受任何傷害。這種新型武器所產(chǎn)生的聲音可達(dá)140分貝，其聲音響度相當(dāng)于一架噴氣式客機(jī)在人頭頂上飛過時所產(chǎn)生的聲音效果。第二十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.22

聲波次聲波亡人的事件：1980年，一艘名叫“馬爾波羅”的帆船在由新西蘭駛往英國的途中突然神秘地失蹤；20年后，卻在火地島附近被人發(fā)現(xiàn)。船上的一切都原封不動、完好如初。就連已死多年的船員也都各就各位，保持著工作狀態(tài)?？茖W(xué)家對他們的神秘死亡引起了極大的關(guān)注，經(jīng)過長期研究，終于發(fā)現(xiàn)，原來他們正是死于海上風(fēng)暴產(chǎn)生的次聲第二十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.23

聲波1992年11月24日，桂林上空發(fā)生了一起空難，141人死亡，成為中國民航史上最慘烈的飛機(jī)失事事件。當(dāng)事件的原因經(jīng)多方解釋而未肯定之時，中國聲學(xué)研究所的專家，提出了存在著因“次聲波”的作用而致使飛機(jī)墜毀的可能性。第二十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.24地震學(xué)專家和動物學(xué)專家認(rèn)為，一些動物的視覺、聽覺、觸覺、振動覺、平衡覺器官功能比人類強(qiáng)大。伴隨地震而產(chǎn)生的物理、化學(xué)變化（振動、電、磁、氣象、水氡含量異常等），往往能使一些動物的某種感覺器官受到刺激而發(fā)生異常反應(yīng)。

地震前地下巖層早已在逐日緩慢活動，呈現(xiàn)出蠕動狀態(tài)，而斷層面之間又具有強(qiáng)大的磨擦力，于是有人認(rèn)為在磨擦的斷層面上會產(chǎn)生一種每秒鐘僅幾次至十多次、低于人的聽覺所能感覺到的低頻聲波。人要在每秒20次以上的聲波才能感覺到，而動物則不然。那些感覺十分靈敏的動物，在感觸到這種聲波時，便會驚恐萬狀，以致出現(xiàn)冬蛇出洞，魚躍水面，豬牛跳圈，狗哭狼吼等異常現(xiàn)象。5.12汶川大地震第二十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.25聲波測井聲波測井是測量和記錄井剖面上巖層的聲學(xué)性質(zhì)（巖石的聲速、聲幅）的一種測井方法。

第二十五頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.261聲波速度測井聲波速度測井，又叫聲波時差測井，它是測量井剖面聲波縱波速度Cp的倒數(shù)，即聲波縱波在1米地層中傳播所需的時間，在測井中叫做時差，記作t，t＝1/Cp，單位：微秒/米或微秒/英尺。聲波速度測井是聲波測井中應(yīng)用最廣泛的聲波測井方法，主要利用聲波速度測井資料來研究井剖面的巖性，估算儲集層孔隙度等。第二十六頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.272聲波幅度測井聲波幅度測井(聲幅測井)主要用于檢查固井質(zhì)量。水泥膠結(jié)良好時，聲波幅度較?。凰嗄z結(jié)不好時，聲波幅度較大。第二十七頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.283噪聲測井噪聲測井記錄井下自然聲場(噪聲)分布情況，得到由于巖層應(yīng)力變化而引起聲場分布的變化情況，為地震預(yù)報(bào)和震情監(jiān)測提供資料；判斷井下出水或出氣的層位以及檢查水或氣在套管外的串漏情況。第二十八頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.29主要內(nèi)容提綱-主要彈性參數(shù)楊氏模量剪切模量泊松比體積模量密度第二十九頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.30主要內(nèi)容提綱-聲場參數(shù)縱波速度橫波速度聲波頻率和周期聲波波長聲強(qiáng)第三十頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.31主要內(nèi)容提綱-聲波傳播規(guī)律反射與折射Snelllaw第一臨界角第二臨界角第三十一頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.32主要內(nèi)容提綱-巖石聲速影響主要礦物的聲速巖石對聲速的影響規(guī)律（注意縱橫波的區(qū)別）M.R.WyllietimeaverageequationPOR隨聲速、深度的變化規(guī)律縱橫波速度比的變化規(guī)律Static&dynamicmechanicalparametersVelocityattenuationlaw第三十二頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.33主要內(nèi)容提綱-Biottheory基本假設(shè)基本結(jié)論常見礦物和巖石的力學(xué)、聲學(xué)參數(shù)第三十三頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006DirectedbyLiuHongqiCopyrightreserved.34第二節(jié)聲波測井的幾何聲學(xué)問題SliderwaveFermatminimumtimeprincipleSelectionofsoundresourceSoundsystemandrecordofsonicwaveDTcalculationformula第三十四頁，共三十八頁，編輯于2023年，星期五11/20/2006Directed