声波测井声速测井
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地球物理测井方法课件：2-1 声波速度测井
(测井目前没有利用)
➢面波，井壁地层与井内液体界面上 ➢在地层中沿井壁表面传播 ➢质点运动轨迹是椭圆，短轴在井轴方向
1.7
1.6
速 度
1.5 1.4 1.3
流 1.2
体 1.1
速 1.0
度 0.9
截止频率
相速度 群速度
流体速度
/
0.8
0.7 0 10 20 30 40 50 60 70 80 9 100
电子线路（产生电脉冲、放 大接收信号）
二、单发双收声速测量原理
1.滑行纵波的产生
VP>Vf
发射探头有方向特性,保证 有以临界角入射的波
GaoJ-2-1
37
2.接收探头能接收到的不同路径的波
（1）直达波 （2）反射波
（3）滑行波 （ 惠更斯原理）
从时间上将滑行波与直达波和反射波分开！
GaoJ-2-1
(4)有截止频率
GaoJ-2-1
31
3. 斯通利波 (Stoneley Wave)
➢面波，流体纵波和地层横波相互作用产生 ➢在井内沿井壁表面传播 ➢质点运动轨迹是椭圆，长轴在井轴方向
1
VST Vf [1 ( f b )(Vf VS )] 2
1
VST Vf [1 2(1 )(K E)]பைடு நூலகம்2
GaoJ-2-1
1927 年 ， 由 于 地 震 资 料 解 释的需要，第一台单发单 收声速测量仪出现； 声波测井上世纪 50年代出 现，先后出现：常规声速 测井、常规声幅测井、长 源距声波全波列、阵列声 波测井、井下电视、偶极 子及多极子声波测井等。
GaoJ-2-1
水平界面
井眼
反射波
T
反射波
➢面波，井壁地层与井内液体界面上 ➢在地层中沿井壁表面传播 ➢质点运动轨迹是椭圆，短轴在井轴方向
1.7
1.6
速 度
1.5 1.4 1.3
流 1.2
体 1.1
速 1.0
度 0.9
截止频率
相速度 群速度
流体速度
/
0.8
0.7 0 10 20 30 40 50 60 70 80 9 100
电子线路（产生电脉冲、放 大接收信号）
二、单发双收声速测量原理
1.滑行纵波的产生
VP>Vf
发射探头有方向特性,保证 有以临界角入射的波
GaoJ-2-1
37
2.接收探头能接收到的不同路径的波
（1）直达波 （2）反射波
（3）滑行波 （ 惠更斯原理）
从时间上将滑行波与直达波和反射波分开！
GaoJ-2-1
(4)有截止频率
GaoJ-2-1
31
3. 斯通利波 (Stoneley Wave)
➢面波，流体纵波和地层横波相互作用产生 ➢在井内沿井壁表面传播 ➢质点运动轨迹是椭圆，长轴在井轴方向
1
VST Vf [1 ( f b )(Vf VS )] 2
1
VST Vf [1 2(1 )(K E)]பைடு நூலகம்2
GaoJ-2-1
1927 年 ， 由 于 地 震 资 料 解 释的需要，第一台单发单 收声速测量仪出现； 声波测井上世纪 50年代出 现，先后出现：常规声速 测井、常规声幅测井、长 源距声波全波列、阵列声 波测井、井下电视、偶极 子及多极子声波测井等。
GaoJ-2-1
水平界面
井眼
反射波
T
反射波
3_2+声速测井
626
14
§四2、声影波响速测度量测的井地质因素
2、岩石结构 1) 岩石胶结差、疏松, 声波速度小；反之，声速大 2) 若岩石中有裂缝、溶洞等, 则速度降低 3、孔隙度φ 岩性均匀、胶结物及胶结类型不变时,孔隙度 越高，其声速越低
15
§四2、声影波响速测度量测的井地质因素
4、岩石孔隙间的储集物 φ 和骨架不变，流体:油，气，水
Vf cosθ
VP
直达波：
Cθ
1
DR
Vf VP
tf
=
L Vf
2
§一2、声使波滑速行度波测成井为首波的条件
滑行波先于直达波到达接收探头必须满足: tf > tP
即：
L > 2d + L − 2dtg θ
Vf Vf cos θ
VP
化简：L > 2d V P + Vf = 2 d V P + V f
VP 2 − Vf 2
2、井眼补偿时差原理
∆t增大 T1R1来自扩 径T1和T2交替发射声脉冲，
井 段
分别测量时差∆t1和∆t2
∆t1 最终记录其声波时差为：
R2
∆t 2
未
扩
径
井
段
T2
∆t = ∆t1 + ∆t2 2
10
§22、声井波眼速补度偿测时井差原理
优点
T1
Ø消除井径变化和仪器倾斜影响
Ø可消除深度误差
R1
o′ 盲
R2
o o′′
区
o = o ′ + o ′′ 2
缺点
Ø分辨率降低
T2
Ø对低速地层会出现“盲区”
11
§三2、声双波发速双度收测井井眼补偿声速测井
第二节声速测井
后研究每一部分对岩石宏观物理量的贡献,并视
宏观物理量为各部分贡献之和。即： 测井参数×总体积=∑测井参数×相应体积
3、求取孔隙度
3.2、泥质砂岩
由于泥质声波时差较大，按公式计算的泥质砂 岩的孔隙度偏大，必须进行泥质校正。由下式计算 地层孔隙度。
t (1 vsh ) t ma vsh t sh t f
0.3米
泥岩
声波速度测井应用
2 判断气层、确定油气和气水界面 据流体密度和声速有：V水>V油>V气，在高 孔隙和侵入不深的条件下能识别气层,其特征:
周波跳跃 高声波时差(大30微秒/米以上)
气 层
声波速度测井应用
2 判断气层、确定油气和气水界面
(1) 周波跳跃产生的原因
由于在滑行首波到达接收探头的路径中遇到吸收系 数很大的介质 ,首波能触发R1但不能触发R2,R2被幅度较 高的后续波触发,因此,时差增大.
AC B t vm v1
由于井径的变化和井剖面岩 性的变化，使得A、B、C都不 是常量，而是随着井径和岩性的 变化而变化，所以单发单收声系 没有实用价值。
A
B
C
声波速度测井原理
2、单发双收声系
T—R1： T—R2：
t1 t2
AB BC CE V1 VP V1 AB BD DF V1 VP V1 CD l 0.5m VP VP VP
作
业
某油田的一口淡水泥浆井中，某一固结压实纯砂岩地 层的声波时差 t 为 291.5s/m ，电阻率 Rt 为 68· m ，假定 tma=182s/m， tf=620s/m，RW=0.08· m。
(1) 计算该储集层孔隙度； (2) 计算该储集层含水饱和度； (3) 确定该储集层流体性质。
声波测井原理
到由于岩层应力变化而引起声场分布的变化情况， 为地震预报和震情监测提供资料；判断井下出水 或出气的层位以及检查水或气在套管外的串漏情
况。
声波测井主要优点 不受泥浆性质影响； 不受矿化度影响； 不受泥浆侵入影响。
第一节 岩石的声学特征
一、岩石的弹性
二、声波在岩石中的传播特征
基本概念和相关知识
2 岩石的声速特性及影响因素
(1)VP、VS与 、 、E间的关系
E (1 ) V P (1 )(1 2 )
V
S
E 2 (1 )
当=0.25，VP/VS=1.73,
E
VP(S)
(2) 传播速度与岩性的关系
岩性不同 弹性模量不同 VP、VS的影响
不同
中只能传播纵波。
三、声波在介质界面上的传播
2. 波的传播
入射波 入 射 角 反 射 角 反射波
介质1 介质2 折射角 折射波
3. 产生滑行波的条件
S in VP 1 折射定律: S in 1 VP2
VP2 > VP1时,折射角 = 90°
第一临界角:1*=arcsin(VP1/VP2)
性体，在岩石中传播的声波可以被认为是弹 性波。
2.2 描述弹性体的参数
虎克定律：在弹性限度内，弹性体的弹性形变与 外力成正比，即：f＝-E·
由于应力与外力数值相等，方向相反，故上式可
以改写成为：＝E·
(1)杨氏弹性模量 E
E＝应力/应变＝/
应力：作用在单位面积上的力，F / S。
应变：弹性体在力方向上的相对形变，△L / L。
一 声波在井壁上的折射与滑行波
井下声波发射探头发射出的声波，一部分在井壁 （井内泥浆与井壁岩层分界面）上发生反射；一 部分在井壁上发生折射，进入井壁地层。由于井 壁地层是固相介质，因而，折射进入地层的声波 可能转换成为折射纵波和折射横波。
声波测井原理
1. 纵波、横波旳定义
纵波：介质质点旳振动方向与波旳传播发向一致。弹 性体旳小体积元体积变化，而边角关系不变。
横波：介质质点旳振动方向与波传播方向垂直旳波。 特点：弹性体旳小体积元旳体积不变，而边角 关系发生变化，例如,切变波。
注意：
(1) 横波不能在流体（气、液体）中传播，因为它旳 切变模量=0
2 弹性体旳应力和应变
2.1物体分类
弹性体：当物体受力发生形变，一旦外力取消又能恢 复原状旳物体，称为弹性体。
塑性体：反之，当物体受力发生形变，一旦外力取消 而不能恢复原状旳物体，称为塑性体。
弹性体
可变成
塑性体
在声波测井中，声源旳能量很小，声波作用 在岩石上旳时间很短，因而岩石能够当成弹 性体，在岩石中传播旳声波能够被以为是弹 性波。
VP (m/s)
VS (m/s)
第一临界角 第二临界角
泥
岩
1800
950
62º44´
不产生滑行横波
砂 层（疏松）
2630
1518
37º28´
不产生滑行横波
砂 岩（疏松）
3850
2300
24º33´
44º05´
砂 岩（致密）
5500
3200
16º55´
30º
石灰岩（骨架）
7000
3700
13º13´
25º37´
绪论
声波测井
声波测井
声波
声波旳分类 一般按照频率来分，声波能够分为：
超声波（ultra-sonic wave）>20Байду номын сангаасHz
声波 (sonic wave)
20~20KHz
次声波（infrasonic wave) <20Hz
纵波：介质质点旳振动方向与波旳传播发向一致。弹 性体旳小体积元体积变化，而边角关系不变。
横波：介质质点旳振动方向与波传播方向垂直旳波。 特点：弹性体旳小体积元旳体积不变，而边角 关系发生变化，例如,切变波。
注意：
(1) 横波不能在流体（气、液体）中传播，因为它旳 切变模量=0
2 弹性体旳应力和应变
2.1物体分类
弹性体：当物体受力发生形变，一旦外力取消又能恢 复原状旳物体，称为弹性体。
塑性体：反之，当物体受力发生形变，一旦外力取消 而不能恢复原状旳物体，称为塑性体。
弹性体
可变成
塑性体
在声波测井中，声源旳能量很小，声波作用 在岩石上旳时间很短，因而岩石能够当成弹 性体，在岩石中传播旳声波能够被以为是弹 性波。
VP (m/s)
VS (m/s)
第一临界角 第二临界角
泥
岩
1800
950
62º44´
不产生滑行横波
砂 层（疏松）
2630
1518
37º28´
不产生滑行横波
砂 岩（疏松）
3850
2300
24º33´
44º05´
砂 岩（致密）
5500
3200
16º55´
30º
石灰岩（骨架）
7000
3700
13º13´
25º37´
绪论
声波测井
声波测井
声波
声波旳分类 一般按照频率来分，声波能够分为：
超声波（ultra-sonic wave）>20Байду номын сангаасHz
声波 (sonic wave)
20~20KHz
次声波（infrasonic wave) <20Hz
第2章_声波测井-2.1声波测井基础及声速测井
①同一介质传播特性
声幅特性 石 油 工 程 测 井
声波的能量与其幅度的平方成正比。声幅的 高低反映声能的大小。声波在介质中传播时，介 质要吸收声能，使声幅衰减，其衰减规律为：
J J 0e
2 al
式中 J0—初始声强（单位面积上的声功率）； Ｊ—声波经 l 距离后的声强；
α—介质的吸收系数。
声波测井可以分为几类？各举一个实例
①声速测井（AC）
③声波频率测井（NL）
②声幅测井（CBL）
声波测井的分类
声波速度测井 测声速，计算地层孔隙 度、岩石力学参数、地 应力和地层压力 测声幅，研究固井质 量, 观察井壁情况、裂 缝和套损
AC，LSS，DSI
声 幅 测井 CBL，VDL，SBT， CET，PET，BHTV， CBIL，USI 噪声测井
滑行纵波和横波沿界面滑行 时，将沿临界角方向向介质 1中辐射能量。对于井下岩 层，一般都满足vm （泥浆速 度）＜vp（地层速度）第一 临界条件，因此井中很容易 激发沿井壁滑行的地层纵波。
滑 行 波 R 辐射能
石 油 工 程 测 井
常见介质的纵横波速度及第一第二临界角
介质名称 泥 岩 砂 砂 砂 层（疏松） 岩（疏松） 岩（致密） VP (m/s) 1800 2630 3850 5500 7000 7900 5400 VS (m/s) 950 1518 2300 3200 3700 4400 3100 第一临界角 62º 44´ 37º 28´ 24º 33´ 16º 55´ 13º 13´ 11º 41´ 17º 41´ 第二临界角
4 杨氏模量E：
Hook定律：
l F a l S ES
F/S E l / l F
常规测井培训3孔隙度曲线
5.6 资料应用
确定岩性和孔隙度
这是其主要用途，并常与中子孔隙度测井等结合使用。
确定泥质含量
可以利用密度-声波时差交会图；也可利用Pe或U计算泥质 含量。
划分裂缝带和气层
裂缝发育时，泥浆进入裂缝，使b、和Pe值都会有显示。 气层的判断要与其它资料结合，地层含天然气可使b值降 低，而密度孔隙度φD增大。
能量最大，即氢对快中子的减速能力最强。快中子被减速就会变成超热 中子或热中子； 热中子与地层原子处于热平衡状态，不再减速，而由密度大的区域向密 度小的区域扩散，直至被地层原子核俘获为止； 地层常见元素中，对热中子俘获能力最强的是氯，因此岩石对热中子的 俘获能力主要取决于含氯量。氯主要存在于地层水中。
（3）补偿声速测井
单发双收主要缺点：井径变化（扩大）界面处， 声波时差出现“假异常”；
双发双收补偿声速：相当于两个单发双收声系， 井径变化对它们的影响相反，取二者平均值，消 除假异常。
4.3 影响因素
地层厚度的影响 厚度大于间距的地层称为厚层，小于间距的 称为薄层。由于声速测井的输出（时差）代 表R1R2间地层的平均时差，因此它们的声速 测井时差曲线存在一定差异。
滑行波产生条件：
➢ v2>v1
➢ 临界角入射
（2）单发双收声速测井
通过测量到达接收探头的 时间差反映地层速度；
声系：一个发射探头，两 个接收探头；
声波时差：声波传播单位 距离所用的时间，单位s/m， 常用μs/m或μs/ft 。
通过测量滑行波到达两个 接收探头的时间差，换算 为声波时差，沿井剖面连 续测量，记录声波时差曲 线，常用AC或Δt表示。
公式适用于：均匀粒间孔隙、固结压实纯地层。其它情况
需要校正，常见的淡压水实泥校浆正：公62式0：
第6章 声波测井(4课时)
显。
上述分析看出，可根据岩石声速来研究岩层，确定岩层的岩性和孔隙度。
79
17
6.2 岩石的声学特性
三、声波在介质界面上的传播特性
声波通过传播速度不同的两种介质的分界面时，会发生反射和折射，并遵循 光的反射定律和折射定律。
声波在介质分界面上的传播 滑行波、临界角概念 当入射角增大到某一角度时，折射角达到90，则入射角叫临界角。此时，折射波 将在第Ⅱ介质中以V2的速度沿界面传播，这种折射波在声波测井中叫滑行波。
声系
电子线路
隔声体
单发射双接收声系 声系 双发射双接收声系 双发射四接收声系
79 20
6.3 声波速度测井
一、单发射双接收声速测井仪器的测量原理
1、下井仪器组成
提供脉冲电信号，触 发T发射声波，R1、 R2接收声波信号，并 转换成电信号。
T以压电效应的逆 效应产生声振动， 发射声波；R以压
电效应的正效应接
各类声波测井用的机械波介于声波和超声波之间。
对测井时发射的声波而言，井下岩石可认为是弹性介质，在声振动作用下产生 切变弹性形变和压缩弹性形变。岩石既能传播横波又能传播纵波，岩石中横波与 纵波速度和岩石的弹性关系密切。
79 6
6.2 岩石的声学特性
一、岩石的弹性
弹性体概念 塑性体概念
一个物体是弹性体还是塑性体，除与物体本身的性质有关外，还与作用其上的 外力的大小、作用时间的长短以及作用方式等因素有关。一般地说，外力小、作用 时间短，物体表现为弹性体。 声波测井中声源发射的声波能量较小，作用在岩石上的时间也很短，所以对声 波速度测井来讲，岩石可以看作弹性体。因此，可以用弹性波在介质中的传播规律 来研究声波在岩石中的传播特性。
79
声波测井
声波测井声波测井是通过测量井壁介质的声学性质来判别地层特性及井眼工程状况的一类测井方法。
主要内容：声速测井（声波时差测井），声幅测井，全波列测井。
主要应用：判断岩性，估算储集层的孔隙度，检查固井质量。
第一节岩石的声学性质声波是物质运动的一种形式，它由物质的机械震动而产生，通过质点间的相互作用将震动由近及远的传递而传播。
对于声波测井来说，井下岩石可以认为是弹性介质，在声震动作用下，产生切变形变和压缩形变，因而，可以传播横波，也可以传播纵波。
一、岩石的弹性弹性体：物体受外力作用发生形变，取消外力能恢复到原来状态的物体，叫弹性体，这种形变叫弹性形变；塑性体：取消外力后不能恢复到原来状态的物体；物体是否为弹性体的决定因素：物体本身的性质、外界条件（压力、温度）、外力的作用方式、作用时间和大小。
对于声波测井来讲，声源发出的声波能量较小，作用在岩石上的时间短，故将岩石看成弹性体，其理论为弹性波在介质中的传播性质。
弹性体的弹性力学性质：扬氏模量E，泊松比σ，体积形变模量K等。
杨氏模量(E)--- 弹性体拉长或压缩时应力（F/A）与应变(ΔL/L)之比。
切变模量(μ)---弹性体在剪切力作用下,切应力（F t/A）与切应变(Δl/l)之比。
泊松比(σ) --- 弹性体在形变时横向形变（相对减缩ΔD/D）和纵向形变（相对伸长ΔL/L）之比。
体积形变弹性模量(K) ---在外力作用下，物质体积相对变化（体积应变）与应力之比。
它的倒数为体积压缩系数。
二、岩石中的声波传播特性声波测井的声波频率：15Khz~30Khz（声波和超声波）。
质点的震动以波动形式在介质内传播，根据质点震动方向与波的传播方向的关系，分为；纵波—质点震动方向与波传播方向一致（压缩波）；横波—质点震动方向与波传播方向相互垂直（剪切波、切变波）；声波在介质中的传播速度主要取决于介质的弹性模量和密度。
在均匀介质中，声波速度与杨氏模量E 、泊松比σ、密度ρ的关系为：)21)(1()1(σσσρ-+-⋅=E v p )1(21σρ+⋅=E v s 三、声波在介质界面上的传播特性1、波的反射和折射波阻抗----定义为介质的声速与密度之乘积。
矿场地球物理课件第六章声波测井
第六章 声波测井声波在不同介质中传播时，速度有很大差别，而且声波幅度（能量）的衰减、频率的变化等声学特性也是不同的。
声波测井就是利用岩石等介质的这些声学特性来研究钻井地质剖面、判断固井质量等问题的一种测井方法。
声波测井主要分为两大类：声速测井和声幅测井。
声速测井是测量声波在地层中的传播速度的测井方法。
声幅测井是研究声波在地层或套管传播过程中幅度的变化的测井方法。
声速测井可以用来确定地层的孔隙度，判断地层岩性，识别储集层的流体性质。
声幅测井可以识别气层，裂缝储集层，评价固井水泥胶结情况。
声波测井与地震勘探资料相结合，在解决地下地质构造、判断岩性、识别压力异常层位、探测和评价裂缝、判断储集层中流体的性质方面得到广泛应用。
声波测井成为结合测井和物探的纽带。
第一节 岩石的声学特性 一、岩石的弹性及弹性参数二、声波在沉积岩石中的传播特性 纵横波速度表达式：三、声波在沉积岩石中的传播的影响因素1. 岩性：构成不同岩石的矿物的弹性模量大小不同，岩石的声波速度大小也不相同。
沉积岩孔隙中通常被石油、气、水等流体介质所充填。
这些空隙流体的弹性模量和密度不同于岩石骨架的弹性模量和密度，因此，岩石孔隙和孔隙流体对岩石的声波速度有明显影响。
一般孔隙流体相对于岩石骨架声波速度较低，所以岩性相同，孔隙流体不同的岩石声波速度不同。
岩性和孔隙流体相同，孔隙度越大岩石的声波速度越小。
3. 岩层的地质年代 ：一般深度相同，成份相似的岩石，地质年代越老，声波速度越高。
4. 岩石埋藏的深度：在岩性和地质年代相同的条件下，声波速度随岩层的埋藏深度加深而增加。
四、声波在介质界面上的传播特性当声波由一种介质向另一种波阻抗不同的介质传播时，在两种介质界面上，将发生声波的反射和折射。
在ρ2v 2>ρ1v 1时，折射角大于入射角，即β>α 。
当α增大到某一角度i 时，折射角达到90°。
此时折射波在第二种介质中以v 2速度沿两种介质的界面传播。
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第二节 声波速度测井
一 单发双收的测量原理 1 声系
T：发射探头－电能转化为声能。 R：接收探头－声能转化为电能；
声波在介质中的传播主要指声速、声幅和频率特性
井筒
TA
源 距
间 距
R2 岩石的声速特性及影响因素
(1)VP、VS与 、 、E间的关系
VP
E(1) (1)(12)
③ 当R1和R2都处于井径扩大或缩小井段时，t1、t2同时 增加或下降，或不变。
2 岩层厚度的影响
(1) 厚层（h>l间距),曲线的半幅点为层界面,曲线幅 度的峰值为时差。
惠更斯原理 介质中波所传播到的各点都可以看成新的波源，称 为子波源；可认为每个子波源都可以向各个方向发 出微弱的波，称为子波；这种子波是以所在介质的 声波速度传播的，新的波前就是由这些子波相互叠 加而形成的，这些子波所形成的包络决定了新的波 前。这就是惠更斯原理。根据惠更斯原理，利用已 知的波前可求得后来时刻的波前。
VS
E
2(1)
当=0.25，VP/VS=1.73, E VP(S)
(2) 传播速度与岩性的关系
岩性不同
弹性模量不同
VP、VS的影响
不同
VP、VS不同
(3) 孔隙度的影响 流体的弹性模量和密度都不同于岩石骨架，相对讲， 即使岩性相同，其中的流体也不同。孔隙度增大， 传播速度就降低。
(4)岩层的地质时代影响
一 折射波与临界角
二 产生滑行波的条件
折射定律:
Sin VP1 Sin1 VP2
VP2 > VP1时,折射角 = 90°时产生滑行纵波
第一临界角:1*=arcsin(VP1/VP2)
同理可得出:当折射产生横波时有
Sin Sin2
VP1 VS2
第二临界角:2* = arcsin(VP1/VS2)
第四章 声波速度测井
声波速度测井是测量井下岩石地层的声波传播 速度（或时差），以判断井剖面地层的岩性， 估算储集层孔隙度的测井方法。
声波速度测井是岩性－孔隙度测井系列中的主 要测井方法之一。
声波速度测井所记录的地层声速一般是指地层 纵波的速度（或时差）。
第一节 声波在井壁上的折射与滑行波
石灰岩（骨架）
7000
3700
13º13´
25º37´
白云岩（骨架）
7900
4400
11º41´
21º19´
钢
管
5400
3100
17º41´
31º04´
三 反射系数、折射系数（R、T）
反射系数R： R=WR/W=反射波的能量/入射波的能量
=(2•V2-1•V1)/(2•V2+1•V1) 折射系数T： T=WT/W=折射波的能量/入射波的能量
常见介质的纵横波速度及第一第二临界角
介质名称
VP (m/s)
VS (m/s)
第一临界角 第二临界角
泥
岩
1800
950
62º44´
不产生滑行横波
砂 层（疏松）
2630
1518
37º28´
不产生滑行横波
砂 岩（疏松）
3850
2300
24º33´
44º05´
砂 岩（致密）
5500
3200
16º55´
30º
实际资料表明：厚度、岩性相同，岩层越老，则传播 速度越快。
(5) 岩层的埋藏深度影响
岩性和地质时代相同：埋深增加导致传播速度增加。
结论：可用传播速度来研究岩层的岩性和孔隙度。
3 岩层的声幅特性
平面波的衰减仅由介质的吸收引起的，声波的能量与
其幅度的平方成反比，声幅的大小反映了声波能量的
高低。
J= J0e-2L
=21•V1/(2•V2+1•V1)
入射角=0°，T+R=1
四 波阻抗、声耦合率
(1)波阻抗Z
Z=波的传播速度×介质的密度=V• (2)声耦合率
两种介质的声阻抗之比：Z1/Z2
Z1/Z2越大或越小，声耦合越差，R大，T小， 声波不易从介质1到介质2中去。 Z1/Z2越接近1，声耦合越好，R小，T大，声 波易从介质1到介质2中去。
(4)时差的表达式 时差：在介质中声波传播单位距离所用的时间
t t2 t1 (A v 1 B v2 D D v 1) F (A v 1 B v2 C v 1)E
如果井径规则，则AB=DF=CE，上式为：
t BDBCCD v2 v2
显然，CD正好是仪器的间距(常数)，时差与声速成反 比。时差的单位：s/m。
(5)输出的测井曲线 (一条声波时差曲线)
时差 s/m
二 影响时差的因素
1 井径的影响
① R1(处在D增加)，R2(位于正常或缩小)井段时，滑行波 到达R1的时间增加，而到达R2的时间不变，因此时差 下降。
② R1位于正常(或缩小井段)，R2位于井径扩大，滑行波 到达R1的时间不变，而到达R2的时间增加，因此时差 增加。
费尔马原理 一般声波在均匀各向同性、完全弹性的无限 大介质中传播时，它经过空间任意两点时， 是沿着这两点所决定的直线传播的。然而， 理论和实验证明，在不均匀介质中，若各向 异性介质，声波并不沿直线传播，这时声波 在传播时遵循何种规律呢？
费尔马原理：声波在一般介质中传播时，所经过的 任意两点的传播路径满足所用时间最小的传播条件， 这就是费尔马时间最小原理，这一原理是从光波动 学中借鉴而来的。在介质的声学性质已知的情况下， 可以根据费尔马原理来确定声波在经过介质的任意 两点时所走的路径，还可以确定声波的走时，即声 波经过这两点时所用的时间。
J： 声波经过L距离后的声强 J0： 初始声强 ：介质的吸收系数
下降 V下降 增加 频率增加 增加
2 单发双收的测量原理
(1) 产生滑行波的条件(V地>V泥浆) 产生滑行波的过 程是可逆的
(2) 到达接收探头的波类
➢折射纵波 ➢反射波 ➢泥浆波(直达波)
(3)滑行纵波首先到达接收探头 因反射波、泥浆波都只在泥浆中传播，V地大于V泥，如 果合理选择源距可以使纵波首先到达接收探头，而成 其为首波。
井下声波发射探头发射出的声波，一部分在井 壁（井内泥浆与井壁岩层分界面）上发生反射； 一部分在井壁上发生折射，进入井壁地层。由 于井壁地层是固相介质，因而，折射进入地层 的声波可能转换成为折射纵波和折射横波。
井内泥浆声速C1<井壁岩层声速C2，→折射 角大于入射角。 对声波测井来讲，对接收到的声波信号有贡 献的只是折射角等于90º的折射波，即折射后 沿井壁“滑行”的折射纵波和折射横波。