测井原理 全套精品课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,地球物理测井,绪 论,一、地球物理测井的定义,二、地球物理测井开展历史,三、地球物理测井过程,四、地球物理测井作用,五、地球物理测井面临问题,绪 论,一、地球物理测井定义,石油勘探开发相关专业,:,地质,:,研究油气藏的形成和分布规律,;,物探,:,寻找可能储油空间,;,测井,:,探测、评价储集层,钻井,:,采油,:,定义,:,地球物理测井是地球物理学的一个分支,简称测井,(Well logging),。,它是在勘探和开采石油、天然气、煤、金属矿等地下矿场的过程中，利用各种仪器测量井下地层各种物理特性参数和井眼的技术状况，以解决地质和工程问题的工程技术学科。,二、地球物理测井开展历史,1、早期阶段(1929-1949),1927年9月5日，世界第一次测井由Shlumberger 兄弟与Doll一起完成。,1934年第一份测井解释论文由Shlumberger兄弟和E.G leonarclon共同完成并发表,1939年12月20日，中国第一次测井由翁文波院士在四川巴县石油沟油矿1号井实现。,1942年阿尔奇在美国石油工艺杂志发表“作为确定某些储集层特性辅助手段的电阻率测井，提出了孔隙度电阻率测井数据和岩石含水饱和度的关系。这是测井解释的革命,把以前的定性分析开展到定量水平。,普通电阻率测井是当时主要的测井方法,其他还有SP、CAL、GR,2,、中期阶段,(1949-1968),1),感应,声波速度,侧向,补偿中子,补偿密度相继问世,;,2)1956,年提出在声波测井中运用平均方程计算孔隙度方法,;,3),直观判断油水层,3,、近期阶段,(1969-1979),1)70年代计算机技术在测井作业中得到应用;,2)数控测井技术开展起来,3700系统/CSU系统,3)车载计算机在井场及时为用户提供快速直观解释结果,4)测井数据和处理数字化,4,、现代,(1979-),1),测井手段日趋完善新型仪器得到应用,;,地层倾角,长源距声波,自然伽马能谱,2),成像测井出现,;,MAXI500,系统,/5700,系统,/EXCELL2000,3),计算机技术广泛应用到数据采集和处理提高测井资料的精度和资料处理能力,;,4),测井资料和地质,地震,测试等综合应用,三、地球物理测井过程,1,资料采集阶段,2,资料解释阶段,四、地球物理测井的作用,1划分地层;,2准确得到地层深度;,3计算孔隙度、饱和度、渗透率等地层参数;,4确定油水层;,5地层比照;,6工程应用;,7油层动态监测.,五、面临问题及开展趋势,1.对储层的认识及地层的模型建立,2.反演问题多解性地质约束、物理约束,3.效劳对象扩大储层非储层,4.联合反演(地质、地震、测井结合,5. 油层水淹问题;,6.低孔低渗问题,第二章 自然电位测井,沿井轴测量记录自然电位变化曲线,用以区别岩性的测井方法叫,自然电位测井,主要有三个问题,1,、自然电场形成原因,2,、自然电位曲线影响因素及特点,3,、自然电位曲线应用,2.1,自然电场形成原因,由于泥浆与地层水的矿化度不同,在钻开岩层后,在井壁附近两种不同矿化度的溶液发生电化学反响,产生电动势,形成自然电场.,主要有扩散电动势和扩散吸附电动势.,第二章自然电位测井,一 扩散电动势,渗透性薄膜,第二章自然电位测井,一般地层水为NaCL溶液,当不同浓度的溶液在一起时存在使浓度到达平衡的自然趋势,即高浓度溶液中的离子要向低浓度溶液一方迁移,这种过程叫离子扩散.,在扩散过程中,各种离子的迁移速度不同,如氯离子迁移速度大于钠离子(后者多带水分子),这样在低浓度溶液一方富集氯离子(负电荷)高浓度溶液富集钠离子(正电荷),形成一个静电场,电场的形成反过来影响离子的迁移速度,最后到达一个动态平衡,如此在接触面附近的电动势保持一定值,这个电动势叫扩散电动势记为Ed,第二章自然电位测井,扩散电动势,Ed,大小与温度和浓度差有关,也可写为,:,其中,:,Kd:,与温度和溶液成分有关的常数,第二章自然电位测井,假设把渗透性薄膜变成泥岩薄膜,结果如何?,同样离子将要扩散,但泥岩对负离子有吸附作用,可以吸附一局部氯离子,扩散的结果使浓度小的一方富集大量的钠离子而带正电,浓度大的一方富集大量的氯离子而带负电,这样在泥岩薄膜形成扩散吸附电动势记为Eda,二 扩散吸附电动势,泥岩薄膜,第二章自然电位测井,扩散吸附电动势,Eda,大小与温度和浓度差有关,可写为,:,其中,:,Kda:,与温度和溶液成分有关的常数,此外还有,过滤 电动势,这种电动势是在压力差作用下泥浆滤液向地层渗入时产生的,只有在,压力差较大时才考虑过滤电动势的影响,.,第二章自然电位测井,泥岩,第二章自然电位测井,一 自然电位曲线,在自然电位测井时一般把测量电极,N,放在地面上,电极,M,用电缆放在井下,提升,N,电极,沿井轴测量自然电位,(M,电位,),随深度变化的曲线叫,自然电位曲线,(SP).,由自然电场分布特征可以看到,在砂岩和泥岩交界处,自然电位曲线有明显变化,2.2,自然电位测井曲线及其形态特征,第二章自然电位测井,在相当厚的纯砂岩和纯泥岩交界面附近的自然电位变化最大,它是产生自然电场的总电动势,记为,E,通常把,E,称为静自然电位,记为,SSP,Ed,的幅度为砂岩线,Eda,的幅度为泥岩线,.,实际测井中以泥岩线作为自然电位测井曲线的基线,(,零线,),泥岩基线,.,偏离,泥岩基线为,异常幅度,第二章自然电位测井,储集层自然电位异常的分类：,当地层水矿化度大于泥浆滤液矿化度时，储集层自然电位曲线偏向低电位一方的异常称为负异常。,当地层水矿化度小于泥浆滤液矿化度时，储集层自然电位曲线偏向高电位一方的异常称为正异常。,二,SP,曲线及特点,1曲线对称地层中点;,2厚地层SP=SSP曲线半幅度点正对地层界面;,3 厚度减小SP减小,地层中间取得幅度最大值.,实际曲线与理论曲线类似,但没有理论曲线规那么且没有绝对零点,在砂泥岩剖面井中一般地层水浓度较高,因此在砂岩层段出现负异常,1 地层水和泥浆的影响正、负异常的区别,2 储集层与泥岩的岩性影响,砂岩,泥岩一般不予考虑,3 温度的影响一般T升高，SP升高;,4 地层厚度影响,厚度增加SP增加？,5 储集层电阻率和含油性的影响,含油气饱和度越高，地层电阻率越大，SP减小。,6 井眼的影响,井径扩大截面积增加,泥浆电阻变小,SP变小,三影响因素,第二章自然电位测井,为什么不能用于盐水泥浆,2.3,自然电位曲线的应用,一 判断岩性和划分渗透层,;,1,、碎屑岩剖面,泥岩基线,粘土含量由少变多，渗透性由好变差,渗透性也随岩是颗粒粗细、分选性等变化,含油气的砂岩自然电位要小一些,2,、碳酸盐岩,二估算泥值含量,三确定地层水电阻率,四判断水淹层位,基线偏移,第三章普通电阻率测井,第三章普通电阻率测井,普通电阻率测井是最早出现的测井方法之一,梯度电极系测井,电阻率测井 普通电阻率测井 电位电极系测井,微电阻率测井,侧向测井,(,三,/,七,/,双,),感应测井,岩石的电阻率和岩性含油性有密切的关系,因此研究岩石电阻率的差异区分岩性划分油水层是普通电阻率测井的主要任务,.,主要讨论,:,1,、井壁介质的电阻率分布,;,2,、岩石电阻率与岩性孔隙度含油饱和度的,关系,;,3,、普通电阻率测井原理,;,4,、普通电阻率测井曲线；,5,、普通电阻率测井曲线应用。,6,、介绍标准测井,3.1,井壁介质的电阻率分布,一、泥浆侵入现象,在钻井过程中,通常保持泥浆柱压力稍微大于地层压力,在压力差作用下,泥浆滤液向渗透层侵入,泥浆滤液替换地层孔隙所含的液体而形成,侵入带,同时泥浆中的颗粒附在井壁上形成,泥饼,这种现象叫,泥浆侵入,.,泥浆侵入分两类,:,高侵,:,侵入带电阻率,Ri,大于原状地层电阻率,Rt;,低侵,:,侵入带电阻率,Ri,小于原状地层电阻率,Rt,水层经常发生高侵现象,油层经常发生低侵现象,高侵,低侵,二、井壁介质的电阻率分布,泥浆,Rm,泥饼,Rmc,侵入带,Ri,冲洗带,Rxo,过度带,原状地层,Rt,3.2,岩石电阻率与岩性孔隙度、含油饱和度的关系,一 岩石电阻率与岩性关系,不同的岩石电阻率不同,火成岩,:,高,(,致密 坚硬 不含地层水,),岩石电阻率,岩石骨架,:,不导电,沉积岩,:,低 胶结物,:,依据胶结物类型,油气,:,不导电,孔隙,地层水,:,导电,二、岩石电阻率与地层水的关系,岩石的导电能力主要取决于地层水的电阻率,1,、与地层水所含盐类化学成分的关系,;,2,、与,地层水矿化度的关系,1,、建立测井解释模型,泥质：细粉砂与湿黏土组成，有孔隙，但无效。,岩石骨架：岩石中除了泥质以外的固体局部。,三、岩石电阻率与孔隙度关系,2,、建立响应方程,岩石电阻率与孔隙度大小有关.,一般孔隙度越大,含流体越多,岩石的导电能力越强,电阻率越小.,实验说明:,孔隙中完全充满水的岩石的电阻率Ro与所含水的电阻率Rw的比值只与孔隙度 岩性有关.即当孔隙度 岩性一定时,这个常数只与孔隙度 胶结情况和孔隙形状有关而与地层水的电阻率无关,.,定义此常数为岩石的地层因素,(,相对电阻率,),用,F,表示,其中,:,R0:,孔隙中完全含水地层电阻率,;,Rw:,地层水电阻率,;,a:,与岩性有关的比例系数,(0.61.5),m:,胶结指数,(1.53),四 岩石电阻率和含油饱和度关系,当岩石含水和油时,油水在孔隙中的分布特点(如图):水包围在岩石颗粒的外表,孔隙中央局部充填石油.因此含油岩石的电阻率比该岩石含水时的电阻率高.,一般含油饱和度越高,岩石的电阻率越高为此定义电阻增大系数I:,I,只与岩石的含油饱和度有关,实验研究说明,系数,b,只与饱和度有关,n,只与岩性有关,它们表示油水在孔隙中的分布状况对岩石电阻率的影响,.,一般,b=1,n=2,阿尔奇公式,3.3,普通电阻率测井原理,一测量原理,1,实验室测量原理,2,普通电阻率测量原理,1),均匀各向同性介质,在电阻率为,R,均匀各向同性介质中放一点电源,A,发出电流,I,形成点电源场,场中任何一点的电流密度为,由微观欧姆定律,因此只要知道任何一点的电位就可以得到电阻率,3,非均匀各向同性介质,对于非均匀各向同性介质,不是岩石的真正电阻率但它反映电阻率的变化因此称之为综合条件下的,视电阻率,Ra,写为,:,一套能够在钻孔中实施供电和测量的装置,-,这种装置叫,电极系,.,一般电极系包含,:,供电电极,:A B,测量电极,:M N,有两种类型,:,电位电极系,梯度电极系,:,二 测量装置,-,电极系,1,电位电极系,定义,:,成对电极距离大于不,成对电极到成对电极距离的电极系叫,电位电极系,电位电极系测量记录的是,M,点电位,2,梯度电极系,定义,:,成对电极距离小于不,成对电极到成对电极距离的电极系叫,梯度电极系,梯度电极系测量记录的是,MN,电位梯度,;,梯度电极系按成对电极和单电极的相对位置分为,正装和倒装,梯度电极系,3,电极系的相关定义,1)电极距,电极系长度:电位电极系电极距L=AM;,梯度电极系电极距L=AO;,2)探测深度,以供电电极为中心以一半径作一球面,如果球面内的介质对测量结果的奉献为50%那么此半径为电极系的探测深度(或探测半径),一般 电位电极系探测深度2L;,梯度电极系探测深度 L,3),记录点,电位电极系记录点,AM,中点,;,梯度电极系记录点,MN,中点,4),电极系表示方法,图示法,:,符号法：,N0.5M2.25A;,B2.25A0.5M.,一梯度电极系曲线及特点,1,梯度电极系曲线,:,一般对于梯度电极系为方便讨论,假设围岩和泥浆的电阻率相同,3.4,普通电阻率测井曲线,实际测井都是提升电极系进行测量,1),电极系在下部围岩且远离高阻层,:,2)A,电极靠进高阻层底界面,Ra,逐渐变大,(ab,段,),:,3)A,电极进高阻层记录点,O,在界面下,:A,电极流出电流在界面上法向分量连续, Ra,不变,(bc,段,),4),记录点,O,进高阻层,6)记录点O离下界面很远时,下部低阻层对电流吸引作用消失Ra不变(ef段),5)记录点O进入高阻层逐渐离开下界面,下部低阻层对电流吸引作用减弱视电阻率Ra逐渐减小(de段),7)电极A靠近上界面时,上部低阻层对电流吸引作用, Ra逐渐减小(fg段),8)A,电极进低阻层记录点,O,在界面下,:A,电极流出电流在界面上法向分量连续, Ra,不变,(gh,段,),9),记录点,O,进入低阻层,10)记录点O进入低阻层逐渐离开上界面,下部高阻层对电流排斥作用减弱视电阻率Ra逐渐增大,11),电极系在上部围岩且远离高阻层,:,1),视电阻率,Ra,曲线极大极小值正对高阻层的上下界面,;,2),厚层,:,中间平行段视电阻率,Ra,曲线值为地层电阻率,.,2,梯度电极系曲线特点,1),曲线对称于地层中间,;,2),视电阻率,Ra,曲线对地层中间取极值,当地层较厚时取极大,当地层较小时取极小,;,采用同样方式可以分析电位电极系曲线及其特点,:,二,视电阻率,Ra,曲线影响因素,1,电极系影响,:,AO=2d,，电极距小，井内分流影响使视电阻率偏低；,AO=2d-8d,，极大值增加而平均值减小的过程，表示井内分流影响而上部围岩影响增大；,AO=2d-8d,，极大值减小而平均值迅速减小的过程，表示随着电极距增大，上部围岩影响越来越大,2,井眼影响,井径越大、泥浆电阻率越低，井眼对电流的分流作用越大，流向地层的电流越少，导致视电阻率减小。,3,围岩,层厚影响,4,侵入影响,5,高阻邻层屏蔽影响,6,地层倾角影响,3.5,普通电阻率曲线的应用,一 划分岩性,;,砂泥岩剖面,:,泥岩电阻率低,砂岩电阻率高,碳酸岩剖面,:,致密层电阻率低,裂缝性层电阻率高,二估算地层真电阻率,;,视电阻率,Ra,经过围岩 井眼和侵入等校正后可以得到,地层真电阻率,三计算含水饱和度,判断油水层,利用岩石电阻率和含水饱和度的关系,计算含水饱和度,进一步判断油水层,是一种最简单的综合测井,是各油田或油区为了粗略划分岩性和油气、水层，并进行井间地层比照，对每口井从井口到井底都必须测量的一套综合测井方法。因它常用于地层比照，故又称比照测井。,为便于比照，都采用相同的深度比例1：500和横向比例。),3.6,标准测井,一、标准测井工程,1、标准电极系测井,为了能够到达粗略划分油气、水层的目的，电极系必须有足够的横向探测深度。,一般，油田选用为标准电极系，还补充0.5m电位电极系。,2、自然电位测井,划分储集层与渗透层的主要标志。,3、井径测井caliper log,在裸眼井内测量井眼直径随深度变化，了解井眼状况或帮助区分岩性的一种测井方法，也可以在套管内检查套管变形或破裂。,二、标准测井的应用,1、粗略划分岩性和油气、水层,2、地层比照,第四章侧向测井和微电阻率测井,普通电阻率测井是最早出现的测井方法之一,三侧向,侧向测井,(Rt),七侧向,普通电阻率测井 双侧向,微电极,微电阻率测井,(Rxo),微侧向,邻近侧向,微球形聚焦测井,主要讨论,:,1:,侧向测井实现原理,;,2:,微电阻率测井实现原理,;,3:,曲线应用,4.1,侧向测井,在高矿化度泥浆的钻井中或高电阻率剖面井中进行普通电阻率测井时,由于井的分流作用大,所测量的视电阻率曲线变化平缓,几乎无法分辨岩层,更无法确定岩层的电阻率,.,因此,在电极上增加聚焦电极迫使供电电极发出的电流侧向地流入地层从而减小井的分流作用和围岩的影响,提高纵向分辨能力,这种测井叫,侧向测井又称为聚焦测井,为了求地层径向各带电阻率设计各种侧向测井,.,如三侧向 七侧向 双侧向 微侧向等等,一三,侧向,三电极侧向测井简称为三侧向,.,为了测准确渗透层井段侵入带和原状地层电阻率设计深,/,浅三侧向,两种电极系探测深度不同但测量原理相同,.,1,电极系,:,(,如图,),(1),深三侧向,主电极,:A0;,屏蔽电极,:A1 A2,(2),浅三侧向,主电极,:A0;,屏蔽电极,:A1 A2,回路电极,:B1 B2,2,测量原理,二、七侧向测井,1,电极系,:,(,如图,),(1),深七侧向,主电极,:A0;,监督电极,:,屏蔽电极,:A1 A2,(2),浅七侧向,主电极,:A0;,监督电极,:,屏蔽电极,:A1 A2,回路电极,:B1 B2,2,测量原理,三双侧向测井,三侧向测井探测深度浅而七 侧向探测深度虽然有所改进但深浅七侧向电极距不同,所测两条视电阻率曲线受围岩影响不同给解释工作带来一定的困难因此提出双侧向(8侧向)测井.,1 双侧向测井电极系,双侧向测井电极系是三 七侧向测井电极系结合的产物,主电极,:A0;,监督电极,:,屏蔽电极,:,深双侧向,:,电极 作为屏蔽电极,浅双侧向,:,电极,作为回路电极,2,测量原理,侧向测井比照,三侧向,七侧向,双侧向,探测深度,浅,深,深,纵向分辩率,低,(,深浅侧向分辩率,不同,),高,(,深浅侧向分辩率,不同,),中等,(,深浅侧向分辩率相同,),曲线解释方便程度,不方便,不方便,方便,四侧向测井曲线应用,1,曲线特点,2,侧向测井影响因素和应用条件,井眼： 和 反映井眼影响，井内泥浆电阻率愈低，那么 和 愈小 ， 受井眼愈小；适用盐水泥浆。,侵入带：侵入带电阻率 和侵入带直径 ，它们愈大， 愈高，对侧向测井影响愈大。,围岩：当围岩电阻率 转化的机械力使振动部件作受迫振动引起周围介质振动,接收换能器工作步骤:,周围介质振动振动部件受外部声场作用产生振动转换为电信号,在声波测井中，下井仪器的一项重要任务就是在井中产生声波，激发人工声场。因此，一般声波测井下井仪器中都装有一个能发射声波的换能器或发射探头。通常所说的换能器是指将能量从一种形式转换成另一种形式的装置，如从电能转换为声能、机械能转换为声能等等。用于发射声能的换能器称为发射换能器或发射探头，接收用的换能器称为接收换能器或接收探头。,为了到达声波测井的目的，对井下换能器或探头必须作一些要求，可以从以下几个方面来考虑：,1有足够的声功率对发射探头而言,在井中产生的声信号必须足够大的能量，以便于接收探头的探测。由于声波要在泥浆及井壁附近地层中传播一段距离，并且在传播过程中经过几何扩散和泥浆及岩石的吸收引起的衰减，因此发射信号必须有足够大的幅度才能到达接收器而被记录。,2发射频率既要满足划分地层分辨率的要求，又要满足不能有大的衰减的要求， 声波换能器的工作频率既不能过低也不能过高，过低，不利于提高仪器的分辨率；过高，由于声波在介质中的衰减与频率的平方成正比，因而在较短的距离内就会衰减掉。,3声波换能器还必须具有一定的方向性，以便于产生和接收滑行波,对于一般的地层，第一临界角在13630，因此对声波的指向角有一定的要求。,一、反射与折射,1,、反射折射定律,在两种介质界面上，声波传播符合斯奈尔定律,V1,Vp,，,Vs,泥浆,地层,第七章 声速测井,第一节,声波在井壁上折射与滑行波,2,、垂直入射,幅度反射、,折射系数,能量反射、,折射系数,V1,Vp,，,Vs,二、滑行纵波,1,、第一临界角折射纵波,由折射定律,也就是折射纵波沿井壁岩层传播,滑行纵波，此时入射角为第一临界角，即,2.滑行纵波特性：,1沿井壁附近滑行传播，速度为Vp。,2是一种非均匀波，在地层中，离井壁距离增加按负指数规律衰减，能量集中在3p即Vp/f范围内，在Z= p内集中了滑行波能量63%，因此探测范围在一个p左右。,例：砂岩Vp=4000m/s，f=20kHz,p =0.2m,3)在井中传播方式:滑行波在传播过程中不断向井中辐射能量,在井壁上传播其波阵面是圆锥体惠更斯定律。,说明C与B点波阵面相位相同侧面波，F点发射源看作点源，向四面入射，以C点固定CB面转一周成圆锥面。,4对于井内接收点，滑行波的振幅随距离Z增加是衰减的。,直达波A1/Z 滑行纵波A 1/Z (lnZ)2,对于Ze=2.72m,滑行波衰减快,对于Ze=2.72m,直达波衰减快,与频率成正比,频率高幅度大,但地层衰减也大,球面波,直达波,滑行纵波,三、滑行横波,滑行横波特性,由折射定律,也就是折射横波沿井壁岩层传播,滑行横波，此时入射角为第二临界角，即,滑行横波特性:,1沿井壁附近滑行传播，速度为Vs。,2是一种非均匀波，在地层中，离井壁径向距离增加按负指数规律衰减，能量集中在3s即Vs/f范围内，在Z= s内集中了滑行波能量63%，因此探测范围在一个s左右。,直达波A1/Z 滑行横波A 1/Z2，不像纵波滑行横波始终比泥浆直达波衰减快。,4滑行横波幅度大于纵波幅度,它们的波长之比为：s/ p=Vs/Vpfp/fs=0.578 20/18 =0.65,因此靠近井壁附近滑行横波幅度较滑行纵波幅度有更多能量。另外，横波反射系数远小于纵波反射系数，即有更多能量进入地层，在相同的情况下有更多的能量转换为滑行横波。,直达波,滑行横波,5),在井中传播方式,:,滑行波在传播过程中不断向井中辐射能量,在井壁上传播其波阵面是圆锥体。,说明,C,与,B,点波阵面相位相同,侧面波，,F,点发射源看作点源，向四面八方入射，以,C,点固定,CB,面转一周成圆锥面。,某些地层纵横波速度和临界角,Vf=1600m/s,，,=1.2g/cm3,A,B,C,T,R,L,除了滑行波外还有直达波和反射波.,1)1 c 井中直达波反射波,地层折射纵横波,2) c 1 s井中直达波滑行纵波反射波,地层折射横波,3) s 10.825m时,在整个地层剖面,接收的首波总是来自沿井壁岩层传播的滑行纵波。,目前国产仪器源距为1米,一般仪器的外壳是钢管，通过刻槽方法消除来自钢管的直达波，经屡次反射使能量急剧衰减。,A,B,C,T,R,L,a,V,1,V,s,c,滑行波作为首波的优点,:,1),方便容易记录；,2),受地层干扰少。,对于单发单收声系,L=1,米，波在实际地层中滑行的距离不同，不仅与地层特性有关，还与井眼条件有关，受泥浆的影响不是固定的,很难得到地层的速度。,声波测井仪器中,声波发射探头和接收探头按一定要求形成的组合称为声波测井仪器的声系,.,单发单收声系,:,一个发射探头,+,一个接收探头,源距,(space):,声波发射器中点至声波接收器中点的距离,间距,(span):,两个接收器中点的距离,1,、单发双收声系,Vp,V1,T,R1,R2,TR1,：,TR2,：,R2R1,：,因此当井眼规那么(CE=DE)时，t只与地层速度有关，实现了测量地层速度的目的。,通常通过仪器刻度，时差单位为:,t=1 / Vm/s=106/Vus/m或用单位us/ft1ft=0.3048m),1),单法双收声系测量原理,L,l,第二节 井内测量声速信息方法,单发双收声系的优缺点,优点: 能直接测量岩层的声波速度或时差;在固定l上仅与岩层速度有关传播时间,在整个井眼剖面上得到的岩层速度指在l间距内平均值。,现用间距为0.5米,使声波测井曲线能划分厚度0.5米以上岩层。,间距l是不是愈小愈好？,1l选择过大，对分辨薄层不利，同时R2接收声信号幅度可能由于衰减太多，幅度太小而不易检测到，不易识别，容易产生记录误差。,2l选择过小，记录时差的绝对值变小,在地面仪器的精度一定时,被测量的绝对值小将导致记录的相对误差变大另外间距太小.,例：dt=2us，砂岩t=182us/m，白云岩t=141us/m,l=0.5m， 砂岩：dt=2/(0.5*182)=2.2% 白云岩：dt =2/(0.5*141)=2.8%,l=0.2m 砂岩：dt =2/(0.2*182)=5.5% 白云岩：dt =2/(0.2*141)=7.1%,为了提高对薄层的分辨率,需要提高仪器的测量精度,以减小间距l。目前最小间距l=0.1524米(6in)。,存在的问题：,井眼不规那么影响；当ABCEDF时,记录的时差不仅与地层速度有关，还与泥浆速度(V1)、井径(CE,DF)大小有关。,T,R1,R2,1,、正常,2,、,DFCE,正异常, 深度误差,(,仪器记录点与实际传播路径中点不在同一深度上,),O,为仪器记录点,R1,、,R2,的中点，实际深度点,O,为传播路径的中点，,两者相差,h=a tgc,，产生深度误差。,例：泥岩,0.192,米,(a=0.1,米,),白云岩,0.023,米,(a=0.1,米,),对于上发下收：,H-h=H-atgc,对于下发上收：,H+h=H+atgc,但由于随着岩层的变化,井径和角度,c,是变化的，因此深度误差没法校正。,2,、双发双收声系,1)测量原理,当井眼规那么时,F1J1、J2,J1:ABCE,J2:ABDF,t1=CD/Vp,F2J2、J1,J2：A B C E ,J1：A B D F ,t2=C D /Vp,t= (t1+ t2)/2,=CD/Vp,测量段为CC ,A 可消除井径变化对测量结果的影响,F1J1、J2，分别在扩井、未扩井段,F2J2、J1，分别在扩井、未扩井段,在扩井井段CE=D F ，在未扩段C E =DF，那么,优点,F1,F2,J1,J2,A,E,F,F,E,A,B,C,D,D,C,O,O, ,B,2可消除深度误差,F1J1、J2，实际深度点O ,h=-a*tgc，实际深度H-a*tgc,F2J2、J1，实际深度点O ,h=a tgc，实际深度H+a*tgc,实际O O 的中点就是仪器记录点O，两者一致。即时差平均值的中点岩层CC 的中点,2缺点,1薄层分别率差,对测量值(时差)有奉献的实际地层厚度(以L=1m为例):,单发双收：h=0.5,双发双收：,h=CC =0.5+2atgc,这对分辨薄层特别是分辨低速泥岩中的薄夹层(例如石膏薄层)是不利的.,2)对于低速地层出现盲区,当c68.20(低速地层),CD与C D 不重合之间有间隔,此间隔地层对测量结果无奉献称盲区。,对于泥岩，盲区厚度,h=C C-2l,=2atg c+l-2l,=2atg c -l,=0.267m,(a=0.2,l=0.5, c=62.450),T1,T2,R1,R2,C,D,D,C,3,、其它类型的井眼补偿声系,1单发双收声系加地面延迟电路,F 1.0 J1 0.5 J2双发双收,1FJ1 tA,2FJ2 tB 提升一间距l,相当于下发上收 t2=tB-tA,3FJ1、J2 tC 、 tD,提升一源距L,相当于上发下收 t1=tC-tD,相当双发双收：,t= t1 +t2/2,2双发四收声系,F1J2、J4 t1,F2J3、J1 t2,井眼补偿：,t= t1 +t2/2,双发四收声系的功能与双双发双收声系相同，在薄层分辨率和消除低速层盲区等比双发双收声系好。由于电子线路变得复杂，可能增加了干扰信号。,4,、长源距双发双收声系,问题提出：,1低速地层气层、裂缝发育地层第一临界角大，用短源距时，测不到低速层地层的滑行波，很可能测得是泥浆直达波；,2破碎带存在，用用短源距时，只能测得破碎带声学特性。假设要测得原状地层声学特性要用长远距。,用聚焦换能器发射、接收探头，可使源距增大23倍，,R1 2 R2 8 T1 2 T2 CSU,T1 7 R1 2 R2 7 T23700,是不是源距愈长愈好？,测量原理：CSU-双发四收(8 ),1T1R1、R2： t2,2上移9.8 (或10 ),T1、T2R2： t1,3井眼补偿,t= t1 +t2