聲波測井6課件

第五章聲波幅度測井聲波幅度測井(聲幅測井)測量井下聲波信號的幅度(通常測量接收探頭接收到的首波的幅度)。聲幅測井主要用于檢查固井質(zhì)量(固井后水泥與套管的膠結(jié)情況)，因此，也稱作水泥膠結(jié)測井。裸眼井的聲幅測井套管井的聲幅測井變密度測井主要內(nèi)容石油工業(yè)套管標準參數(shù)：厚度：7.52～11.51mm；楊氏彈性模量：E=2.06×109N/m2密度：=7.9×103kg/m3縱波聲速：Cp=5400～5700m/s對于20KHz的聲波信號，波長＝27～28.5cm，遠大于套管的厚度。展開的套管可視為薄板，若薄板上下表面為真空（和空氣），即表面為自由表面時，其中彈性波的傳播為一種彎曲模式的板波（或者叫作蘭姆波【Lamb波】）；套管中傳播的Lamb波統(tǒng)稱為套管波。套管波的傳播方向就是套管的軸向方向(X方向)。套管波是一種縱向振動與橫向振動組成的、在有限介質(zhì)中傳播的復合波，其速度接近于套管中縱波速度。一裸眼井聲幅測井1.目的：劃分硬地層的裂縫帶2.聲系及測量(1)單發(fā)單收：測量地層滑行縱波的首波幅度；(2)單發(fā)雙收：測量兩接收探頭的滑行縱波的幅度差。3聲波能量變化的兩種方式(1)地層吸收聲波能量而使幅度衰減；(2)在聲阻抗不同的兩種介質(zhì)界面上，折射、反射使聲波的能量發(fā)生變化。兩種變化同時存在，以哪種情況為主，視具體情況而論在裂縫發(fā)育及疏松巖石的井段，聲幅的衰減主要是地層的吸收聲波能量所致。套管井中波幅的變化主要和套管與地層的介質(zhì)之間的界面引起的聲波能量分布有關。由此，在裸眼井中用聲幅測井可劃分裂縫帶和疏散巖石的地層，套管井中的聲幅測井主要用來評價固井質(zhì)量。4滑行波幅度衰減和地層情況間的關系(1)不同角度的裂縫對波的衰減不同垂直裂縫：與水平方向的夾角>75°斜交裂縫：與水平線的夾角30～75°水平裂縫：與水平方向的夾角<30°從實驗得出:垂直裂縫主要衰減縱波；水平裂縫主要衰減橫波。(2)裂縫內(nèi)的物質(zhì)對聲波能量的影響聲波通過裂縫時(兩種界面),只有部分能量透過,裂縫內(nèi)的物質(zhì)對聲波起衰減作用(巖>疏),由此聲波通過較大裂縫,其接收到的能量比非裂縫地層低得多。聲波通過裂縫,能量衰減與裂縫的張開度、發(fā)育程度有關，對于縱波，張開度大和裂縫發(fā)育，則聲幅衰減增加，測得的聲幅低。5溶洞性地層對于溶洞性地層，波繞溶洞傳播：(1)增加了波的傳播路徑；(2)溶洞引起波的散射，造成聲波能量較大幅度的衰減，所以聲波在溶洞性地層傳播，地層波幅很小，溶洞對波的衰減相當大。6尋找裂縫和溶洞地層的特征聲幅曲線上，幅度值低；在時差曲線上，時差值高，可能出現(xiàn)周波跳躍。二套管井的聲幅測井1聲系：單發(fā)單收，源距為1米TR水泥套管泥漿20%40%mv對固井質(zhì)量的判斷應用相對幅度的概念：相對幅度=(目的層段曲線幅度/自由套管曲線幅度)×100%相對幅度<20%水泥膠結(jié)良好；20%<相對幅度<40%水泥膠結(jié)一般；相對幅度>40%水泥膠結(jié)差。套管外無水泥5影響水泥膠結(jié)測井的因素(1)測井時間：最好在注水泥后20-40小時進行測量,因為水泥有個凝固過程,過早或過晚,都會造成錯誤解釋；(2)水泥環(huán)的厚度：水泥環(huán)的厚度>2cm時，對套管波的衰減是個定值,水泥環(huán)的厚度<2cm時,水泥環(huán)越薄,對套管波的衰減越小,測得的聲幅值高.(3)氣侵泥漿：氣侵泥漿的吸收系數(shù)大,使聲波的衰減很大,此時測得的聲幅低,造成誤解.三聲波變密度測井(VDL)聲幅測井只記錄聲波波列中首波的幅度，因而，只能檢查第一界面的膠結(jié)封固情況，但地層的串槽有可能是由于第二界面膠結(jié)封固不好引起的。因而發(fā)展了變密度(變厚度)測井，對井下接收到的聲波波列的前12～14個波的幅度與到達時間進行記錄。聲系與常規(guī)聲幅測井相同，源距1m或1.5m。1套管井中波傳播的路徑(1)沿套管(2)井內(nèi)泥漿(3)通過地層因為水泥的聲速<鋼的聲速,不滿足產(chǎn)生滑行波的條件,所以沒有通過水泥環(huán)的波。2接收波的先后順序套管波地層波泥漿波3聲波變密度測井(1)聲系：單發(fā)單收，源距為1.5m(2)目的：全面評價水泥膠結(jié)質(zhì)量,了解套管與水泥環(huán)、水泥環(huán)與地層的膠結(jié)情況。(3)記錄波的定義及順序①套管波：聲波信號是在套管內(nèi)傳播的縱波，速度快，最先到達。②地層波：是在地層內(nèi)傳播的縱波、橫波、視瑞利波的組合，幅度值高。③泥漿波：通過泥漿直接到達接收探頭的波，它到達最晚、幅度穩(wěn)定且幅度變化不大、頻率低。(4)變密度記錄方式調(diào)輝記錄調(diào)寬記錄①

調(diào)輝記錄負半周的信號放大轉(zhuǎn)變?yōu)閷挾纫恢碌木匦尾?，幅度與原信號幅度成正比矩形波輸入示波管，矩形波幅度作為灰度控制信號從管波到泥漿波、矩形波的幅度不同熒光屏上出現(xiàn)亮暗相間的掃描線，亮度與矩形波的幅度成正比.對一波列信號，掃描線在同一水平線上被攝相儀感光在相紙上，儀器提升，相紙走動，就連續(xù)地把不同深度的掃描線拍攝成了變密度測井圖套管波地層波泥漿波②

調(diào)寬記錄調(diào)寬記錄與調(diào)輝記錄的區(qū)別：①矩形波的幅度相同，而寬度不同②變密度圖的條帶顏色深淺一致，只是條帶的寬度不同而已，而調(diào)輝記錄正好相反。目前以調(diào)輝記錄為主(5)變密度圖的解釋套管與水泥交界面稱為第一聲學界面水泥與地層交界面稱為第二聲學界面①

自由套管：管外無水泥、形成套管－泥漿界面，Z套管/Z泥漿大，耦合率差，R大T小，管波強、地層波弱或全消失，在變密度圖上出現(xiàn)平直的條紋，越靠近左邊，越明顯，在套管接頭的地方有人字紋。套管接頭的人字紋自由套管的變密度圖②

第一、二交界面膠結(jié)好，聲耦合率好：套管波弱、地層波很強(很大部分能量透射到地層中去了)。變密度圖：左邊條紋模糊或消失，右邊的條紋色深，反差大。③

第一界面交界面差，第二界面膠結(jié)好；一界面的聲耦合率差，管波強，二界面聲耦合率好地層波中等。變密度圖：左邊條紋明顯，右邊也有顯示；④第一界面膠結(jié)好、第二界面膠結(jié)差；一界面的聲耦合率好、管波弱，二界面的聲耦合率差、地層波弱或消失。變密度圖上：左右條紋模糊。⑤第一、第二界面膠結(jié)差；一界面聲耦合率差、套管波強，二界面膠結(jié)差、地層波弱以至于消失。變密度圖上：右邊的條紋模糊或消失，左邊的條紋