《测井新方法》第五讲：正交偶极子声波测井张元中中国石油大学（北京）资源与信息学院测井研究中心zhangyz@cup.edu.cn;mr.zhangyz@gmail.com主要内容1、声波测井发展历程2、物理基础与方法原理3、仪器结构、指标和使用条件4、采集的信息及用途5、岩石的机械特性6、典型应用案例1、声波测井发展历程声波的一般特性声波的一般特性��声波：是由机械振动产生的振动波。声波：是由机械振动产生的振动波。��声波的频率范围：声波的频率范围：20~20000Hz(20~20000Hz(人耳能人耳能听到）听到）��次声波：频率低于次声波：频率低于20Hz20Hz��超声波：频率大于超声波：频率大于20000Hz20000Hz��纵波（压缩波）：质点振动方向和波的纵波（压缩波）：质点振动方向和波的传播方向一致。传播方向一致。��横波（剪切波）：质点振动方向和波的横波（剪切波）：质点振动方向和波的传播方向垂直。传播方向垂直。��流体只能传播纵波而不能传播横波。流体只能传播纵波而不能传播横波。��纵波速度总是大于横波速度。纵波速度总是大于横波速度。1、声波测井发展历程声波的一般特性声波的一般特性�在井眼和地层中传播的声波主要由两类波组成：体波（纵波和横波）和导波（伪瑞利波和斯通利波），还有一些多次反射波。�体波的主要特点是：沿地层中传播，幅度存在几何扩散，而速度频散可忽略。�导波的主要特点是：沿井壁传播幅度最大，不存在几何扩散，而速度有频散。�岩石机械特性控制声波在岩石中的传播速度，而岩石的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。ParticleMotionWaveDirectionWaveDirectionParticleMotion1、声波测井发展历程��声波测井是根据声波的物理传播特性测量井下岩层的声波传播速度（时差）声波测井是根据声波的物理传播特性测量井下岩层的声波传播速度（时差）或幅度衰减等规律，据此判断地层的岩性、估算孔隙度以及岩石的弹性力学或幅度衰减等规律，据此判断地层的岩性、估算孔隙度以及岩石的弹性力学性质的测井方法。性质的测井方法。�声波测井方法声波测井方法5050年代初在国外开始出现，早期的声波测井方法与地震勘探年代初在国外开始出现，早期的声波测井方法与地震勘探得原理类似，主要记录声波传播速度。得原理类似，主要记录声波传播速度。��在近在近5050年的发展中，先后出现了用于检查水泥胶结质量的声幅测井；测量年的发展中，先后出现了用于检查水泥胶结质量的声幅测井；测量井剖面声波纵波速度倒数（慢度或声波时差）的声速测井；能够得到井壁上井剖面声波纵波速度倒数（慢度或声波时差）的声速测井；能够得到井壁上孔洞、裂缝分布情况直观图像的井下声波电视测井，以及在此基础上发展起孔洞、裂缝分布情况直观图像的井下声波电视测井，以及在此基础上发展起来的井周声波扫描成像测井。来的井周声波扫描成像测井。��2020世纪世纪7070年代末出现长源距声波全波列测井，实现了对滑行纵波、滑行横年代末出现长源距声波全波列测井，实现了对滑行纵波、滑行横波、伪瑞利波和斯通利波等在时间轴上的分离，从而实现了对声波全波列的波、伪瑞利波和斯通利波等在时间轴上的分离，从而实现了对声波全波列的数字化记录。数字化记录。1、声波测井发展历程��在声波测井发展历史中，需要解决的一个重要问题是井筒中横波的测量。在声波测井发展历史中，需要解决的一个重要问题是井筒中横波的测量。��在快速地层（地层横波速度大于井内流体声波速度，也称为在快速地层（地层横波速度大于井内流体声波速度，也称为““硬硬””地层）中，地层）中，声源能够较好的激发滑行横波；而在慢速地层（地层横波速度小于井内流体声声源能够较好的激发滑行横波；而在慢速地层（地层横波速度小于井内流体声波速度，也称为波速度，也称为““软软””地层），则不能激发滑行横波。地层），则不能激发滑行横波。��许多油田遇到了松散砂岩是高质量储集层的情况，这些储层的纵波时差大于许多油田遇到了松散砂岩是高质量储集层的情况，这些储层的纵波时差大于100us/ft100us/ft，地层横波速度低于井眼流体纵波速度，横波速度在这些地层...
