声速测井

更新时间:2022-08-25 12:09

声速测井是利用不同的岩石和流体对声波传播速度不同的特性进行的一种测井方法。

定义

声波在不同介质中传播时,速度、幅度及频率的变化等声学特性也不相同。声波测井就是利用岩石的这些声学性质来研究钻井的地质剖面,判断固井质量的一种测井方法。

声波测井的方法主要有声速测井、声幅测井和声波电视测井三种。工程地质勘察中应用最多的是声速测井。声速测井测量井下固定距离(间距)间,岩层纵波传播所用的时间,并以测得的岩层声速划分岩性、估算储集岩层的孔隙度。

原理

声速测井的测量原理如图1 所示,声波测井仪的井中探测部分由超声波发射器 T 和接收器 R1、R2 组成。T 与地面上的脉冲讯号源相连,R1 和 R2 则与电子线路构成的记录装置相连。

由 T 发射的声脉冲经泥浆传到井壁,由于声波在泥浆中的速度 V小于在井壁岩层中的速度 V岩,故当声波射线按临界角射至井壁时,即沿井壁滑行且产生通过泥浆传到接收器的折射波。只要声波发射器与接收器之间的距离超过折射波的盲区范围,就能由记录装置将初至折射波的旅行时录出。进而可计算出岩层中的速度。

作用

地层对比

由于不同的岩石具有不同的声波传播速度,所以声波速度测井曲线可用于划分岩性剖面。当其他测井方法不能获得良好的标准层时,可以利用声波测井曲线成功地进行地层对比。由于不同岩性地层具有不同的声波速度,因此可以用时差划分地层。(1)致密岩石的时差 < 孔隙性岩石的时差;(2)岩层的孔隙增加-声速下降-时差增加;(3)砂岩的时差 < 泥岩的时差。

确定孔隙度

岩层的声速主要受密度控制,密度越大声速也越大,时差就越小。对于成分相同的岩石,密度又是孔隙度的函数,因此可以根据声速测井资料求取岩石孔隙度。

确定油水分界面

据流体密度和声速有:V水>V油>V气,在高孔隙和侵入不深的条件下能识别气层。其特征为:(1)周波跳跃;(2)高声波时差(大30微秒/米以上).

测量仪器

测量仪器的目的是测量地层滑行波的时差△t(地层纵波速度的倒数,单位是μs/m或μs/ft)。这种井下仪器包括三个部分:声系、电子线路和隔声体。声系由一个发射换能器T和一个接收换能器R组成,其中,发射器和接收器之间的距离称为源距,声波测井声系的最小源距为1米。电子线路提供脉冲电信号,触发发射器T发射声波,接收器R接收声波信号,并转换为电信号。

野外工作

野外实际工作中,声速测井应在无金属套管、有井液的孔段测试。声速测井工作在每个测试孔中采用单孔法进行。一般采用0. 2 m或0. 5 m点距,使用上发射下接收的一发双收探头。

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