偶极子、交叉偶极子阵列声波测井课件.pptxVIP

偶极子、交叉偶极子阵列声波测井一、声波基础理论概述二、偶极子及交叉偶极子阵列声波测量原理三、所提供的基本成果及图件四、偶极子及交叉偶极子阵列声波地质应用 1、岩石力学参数的计算 2、岩性的识别 3、识别气层 4、判断裂缝发育井段、类型及区域有效性 5、地层各向异性分析 6、地应力参数计算及井眼稳定性分析五、总结 声波在地层中传播的原理 声波在岩石中传播的体波有两种，即纵波和横波，面波有斯通利波。纵波也叫P波，是一种岩石的压缩和膨胀所产生的波，传播方向于岩石中的质子的震动方向一致；横波也叫S波，是岩石受剪切力的作用而产生的一种波，传播方向与岩石中质子的震动方向垂直。声波的传播速度受岩石机械特性的控制，岩石的机械特性可以用岩石的密度和弹性力学参数来表示。 在被流体饱和的岩石中，其机械特性取决于所含流体的类型和含量、岩石颗粒的构成以及颗粒间的胶结程度。软的松散的岩石具有较小弹性硬度，因此声波在软地层中的传播速度比在硬地层中的传播速度慢。纵 波 纵波，有时称为“压缩波”，是一种典型的纵向波。纵波按“压缩模式”传播，即波的传播方向与质点位移方向平行。气体、液体及固体都能反抗压缩，因此，纵波能通过气体、液体及固体传播。纵波的速度为： Vp={(K+1.33μ)/ρ}0.5 ρ：传播波的物质的密度 K ：体积模量 μ：剪切模量 没有孔隙的固体：材 料 时 差（us/ft） 材 料 时 差（us/ft）硬石膏: 50石 膏：52.6方解石：49.7石灰岩：47.6水 泥 (固结）: 83.3 石 英：52.9白云石：43.5岩 盐：66.6钢 ：50套 管：57.0花岗岩：50.7饱和原生水的孔隙岩石：材 料 时 差 （us/ft）白云岩（孔隙度5-20%）50-66.6石灰岩（孔隙度5-20%）54-76.9砂 岩（孔隙度5-20%）62.5-86.9砂岩（未固结）孔隙度20-35% 86.9-111.1页 岩58.8-143液体及气体：材 料 时 差 （us/ft）水（淡水）：208水（含NaCl 100,000mg/L）192.3水（含NaCl 200,000mg/L）181.8石 油：238.1泥 浆：189氢：235.3甲 烷：666.6横 波 横波，有时称“畸变波”，是一种典型的横向波，横波按“剪切模式”传播，即波的传播方向垂直于质点的位移方向。固体由于其刚性，趋向反抗剪切，即这种固体的力能引起一个物体的两个连续部分彼此相对的滑动。因此，横波能通过固体传播。液体及气体不具有刚性（若其粘滞性可以忽略），而且不能反抗剪切，因此横波不能通过液体及固体传播。横波的速度为： Vs=(μ/ρ)0.5 对于大多数岩石，Vs比Vp小1.6至2.4倍软地层中声波的传播由于软的固结松散的岩石具有较小的弹性硬度，使得软地层中声速相对较慢。因此在硬地层中可以获得横波和纵波时差，然而在慢速的固结较差的地层中，由于横波速度小于井内流体声速，横波首波与井中钻井液一起传播，不能产生临界折射的滑行横波，使得单极声波测井无法测出横波的首波。斯 通 利 波 斯通利波在泥浆中产生，通过仪器外壳和井壁间的泥浆传播，斯通利波对井壁的刚性及地层的渗透性非常敏感。斯通利波的能量是以低频及低衰减的形式传播。其速度低于泥浆的声速。硬地层中声波测井仪探测到的波形分析斯通利波纵波横波软地层中声波测井仪探测到的波形分析纵波斯通利波常规全波列声波测井仪的测量原理 常规声波测井仪采用单极子技术，在快速地层中可以从波形数据中提取纵、横、斯通利波慢度，但在软地层中只能探测到纵、斯通利波信号，且仪器稳定性较差。 利用测井资料中的纵波时差、横波时差、体积密度、岩性指示曲线（自然伽马等）、双井径、井斜角等曲线，计算泊松比、杨氏模量、切变模量、体积弹性模量、体积压缩系数等岩石力学参数及地层孔隙压力、地层破裂压力、垂向主应力（岩层上覆压力）、最大水平主应力、最小水平主应力、最大水平主应力方向等应力参数。测井资料中的横波时差是计算岩石力学参数、应力参数及地层各向异性的重要基础资料，因此准确获取横波资料致关重要。 MAC、XMAC仪器是目前国际上非常先进的声波测井仪，由于声波换能器的响应频带较宽，低频响应更好，在井下实现数字化，信号动态范围更大，因此记录的波形更完整，更有利于获得准确的纵波、横波、斯通利波的时差、幅度等参数，特别是XMAC仪器在分析地层速度各向异性方面具有独特的优势。 一、声