偶极子 交叉偶极子阵列声波测井.pptx

2017/9/6
1
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
2017/9/6
3
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。
2017/9/6
4
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+)/ρ}
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:
方解石: 石灰岩:
水泥(固结): 石英:
白云石: 岩盐:
钢: 50 套管:
花岗岩:
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-
石灰岩(孔隙度5-20%) 54-
砂岩(孔隙度5-20%) -
砂岩(未固结)孔隙度20-35% -
页岩 -143
液体及气体:
材料时差(us/ft)
水(淡水): 208
水(含NaCl 100,000mg/L)
水(含NaCl 200,000mg/L)
石油:
泥浆: 189
氢:
甲烷:
2017/9/6
8
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)
对于大多数岩石,
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。
2017/9/6
10
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。