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地球物理测井GeophysicalWellLogging声幅测井裸井眼的声幅测井套管井的声幅测井声波变密度测井一、裸眼井的声幅测井1、目的：划分硬地层的裂缝带2、声系及测量（1）单发单收：测量地层滑行纵波的首波幅度。（2）双发双收声系：测量两接收探头的滑行纵波的幅度差。3、声波能量变化的两种方式（1）地层吸收声波能量而使幅度衰减（2）存在声阻抗不同的两种介质界面上，折射、反射使声波的能量发生变化。两种变化同时存在，以哪种情况为主，视具体情况而论在裂缝发育及疏松岩石的井段，声幅的衰减主要是地层的吸收声波能量所致。套管井中波幅的变化主要和套管与地层介质之间的界面引起的声波能量分布有关。由此，在裸眼井中用声幅测井可划分裂缝带和疏松岩石的地层，套管井中的声幅测井主要用来评价固井质量。4、滑行波幅度衰减和地层情况间的关系1）不同角度的裂缝对波的衰减不同与水平线的夹角50°--80°垂直裂缝与水平方向的夹角30°水平裂缝垂直裂缝主要衰减纵波水平裂缝主要衰减横波从实验得出:2)裂缝内的物质对声波能量的影响声波通过裂缝时(两种界面),只有部分能量透过,裂缝内的物质对声波起衰减作用(岩疏),由此声波通过较大裂缝,其接收到的能量比非裂缝地层低得多。声波通过裂缝,能量衰减与裂缝的张开度、发育程度有关，对于纵波，张开度大和裂缝发育，则声幅衰减增加，测得的声幅低。3）溶洞性地层对于溶洞性地层，波绕溶洞传播：a.增加了波的传播路径b.溶洞引起波的散射，造成声波能量较大幅度的衰减，所以声波在溶洞性地层传播，地层波幅很小，溶洞对波的衰减相当大。寻找裂缝和溶洞地层的特征：声幅曲线上，幅度值低。在时差曲线上，时差值高，可能出现周波跳跃。二、套管井的声幅测井(水泥胶结测井CBL)目前用于检查固井质量的声幅测井有水泥胶结测井、变密度测井等测井方法。几个名词套管波：沿井轴方向在套管内传播的声波。一界面：套管和水泥环间的界面。二界面：水泥环和地层间的界面。自由套管：套管外为流体介质。水泥面：套管外固体水泥与泥浆之间的界面。串槽：固井后，由隔层相隔的两个或多个渗透性地层流体通过一界面或二界面相通的现象。套管水泥环地层套管波套管井的井身结构图2、接收到的信号沿套管传播的滑行纵波（套管波）a、套管波的产生：声波以临界角入射到套管内壁，在套管内激发套管波；b、套管波沿套管传播时，在井内产生临界折射波，此波被井内接收器接收并记录其首波幅度；c、套管波幅度与一界面的胶结程度有关，一界面胶结良好，套管波幅度低；一界面胶结差，套管波幅度高。这样，就得到了一条随深度变化的套管波幅度曲线，以反映一界面胶结情况。3、评价水泥胶结质量由于套管与水泥接触，且Z套与Z水泥很接近，声耦合好，大部分能量都被折射到水泥环中，而少部分能量折回到井中被记录，声幅值低。反之，水泥胶结不好，则声幅高。对固井质量的判断应用相对幅度的概念：相对幅度20%水泥胶结良好20%相对幅度40%水泥胶结一般相对幅度40%水泥胶结差20%40%mv%100泥浆浆井段曲线幅目的井段曲线的井相对对幅4、影响水泥胶结测井的因素1)测井时间最好在注水泥后20--40小时进行测量,因为水泥有个凝固过程，过早或过晚,都会造成错误解释。2)水泥环的厚度实验证明，水泥环厚度2厘米，其对测井曲线的影响基本固定；2厘米，随水泥环厚度的减小，测井值升高（失真），因此，在对资料进行解释时，应参考井径曲线。见P68图2-16，时间过早幅度偏高，显示未胶结；过晚，声幅偏低，胶结良好显示。3)气侵泥浆气侵泥浆的吸收系数大,使声波的衰减很大,此时测得的声幅低，造成误解。5)微环固井时,因热效应和压力的影响,套管膨胀,注完水泥后,又可能收缩,在套管和水泥环间有一环形空间,间隙0.1mm,它使声耦合率变差,使测得的声幅值增加。4）仪器偏心与井内泥浆气侵一样，仪器偏心也造成声幅的降低，造成胶结良好的假象。水泥胶结测井曲线分两部分：自由套管部分和管外有固体水泥部分。5、水泥胶结测井的应用根据套管波幅度与一界面的胶结程度的关系，一般认为，一界面胶结良好，套管波幅度低；一界面胶结差，套管波幅度高。水泥胶结测井曲线实例自由套管管外有固结的水泥CBL套管波幅度低一界面胶结好CBL测井曲线CBL套管波幅度高一界面胶结差CBL测井曲线相对幅度越大，表明固井质量越差，一般分为三个等级：相对幅度小于20%，胶结良好；相对幅度介于20—40%，胶结中等；相对幅度大于40%，胶结不好（串槽）。CBL测井曲线自由套管一界面胶结差一界面胶结中等一界面胶结好套管接箍三、声波变密度测井(VDL)1、套管井中波传播的路径(1)沿套管(2)井内泥浆(3)通过地层因为V水泥V钢的声速,不满足产生滑行波的条件,所以没有通过水泥环的波。2、接收波的先后顺序:套管波地层波泥浆波套管波地层波泥浆波3、声波变密度测井1)声系2)目的全面评价水泥胶结质量,了解套管与水泥环、水泥环与地层的胶结情况。3）记录波的定义及顺序①套管波声波信号是在套管内传播的纵波，速度快，最先到达。单发单收源距为15m是在地层内传播的纵波、横波、视瑞利波的组合，幅度值高。③泥浆波通过泥浆直接到达接收探头的波，它到达最晚、幅度稳定且幅度变化不大、频率低。②地层波地层波与套管波的区别表现为：套管波到达时间比较稳定；地层波的到达时间随地层速度的变化而变化。4）变密度记录方式调辉记录调宽记录调宽记录与调辉记录的区别：变密度图的条带颜色深浅一致，只是条带的宽度不同而已，而调辉记录正好相反。目前以调辉记录较为常见。请课下看书P70与图2-185）影响地层波幅度的因素a.一、二界面的胶结程度：一、二界面同时胶结良好，地层信号一般比较强；b.水泥环的强度：一、二界面胶结良好，同时水泥环强度高，地层信号一般比较强；c.地层的声学性质：地层声能吸收率高，声衰减高，地层信号弱。6）变密度图的解释a.自由套管大部分能量通过套管传播回到接收器，很少有能量进入地层中。变密度曲线左端套管波为黑白反差明显呈整齐直线条；右端地层波为灰白模糊不清的曲线条或缺失，呈灰白间隔的直线条。声幅曲线为高幅值。全波列波形中套管波幅度很大，地层波非常弱或没有。b.仅一界面胶结好大部分能量通过套管透射到水泥环中，很少进入地层中。变密度曲线左端套管波为灰白模糊不清直线条或缺失；右端地层波为灰白模糊不清的曲线条或缺失，泥浆波呈灰白间隔的直线条。声幅曲线为低幅值。全波列波形中套管波幅度弱，地层波也非常弱或没有。c.部分胶结一部分能量在套管中传播，也有相当大能量透射到地层中。变密度曲线左端套管波为灰白间隔直线条；右端地层波为灰白间隔的曲线条。声幅曲线为中等幅值。全波列波形中套管波幅度中等，地层波也呈中等。d.两个界面都胶结好套管、水泥和地层连成一体，大部分能量通过套管透射水泥，再透射到地层中。变密度曲线左端套管波为灰白模糊不清直线条或缺失；右端地层波为黑白反差明显的曲线条。声幅曲线为低幅值。全波列波形中套管波幅度很弱，地层波很强。左图水泥与套管未胶结的变密度测井图。右图水泥与套管地层胶结良好的变密度测井图。