声波测井仪器的原理及应用
补偿声波测井原理
补偿声波测井是一种用于地质勘探和岩层分析的测井技术，它通过发送声波信号并接收反射信号来获取地下岩层的物理性质。
以下是补偿声波测井的基本原理：
1. 发射声波信号：补偿声波测井使用一个或多个发射器，将声波信号发送到地下。
这些声波信号可以是连续的声波脉冲或调频连续波（Frequency Modulated Continuous Wave，FMCW）。
2. 声波传播：发射的声波信号在地下传播，并与地下岩层的界面、孔隙和介质发生相互作用。
声波的传播速度和衰减特性受到地层物理性质的影响。
3. 反射信号接收：当声波遇到地下界面或岩层变化时，部分能量被反射回地表。
补偿声波测井使用一个或多个接收器来接收这些反射信号。
接收器可以位于同一位置或分布在测井仪器的不同位置，以获取不同方向和入射角度下的反射信息。
4. 数据采集和处理：接收到的反射信号通过测井仪器进行数据采集，并进行信
号处理和分析。
处理过程包括幅度校正、时差测量和频率分析等，以获取关于地下岩层的信息。
5. 补偿处理：在补偿声波测井中，还需要进行补偿处理来纠正声波传播中的干
扰和失真。
常见的补偿包括直达波补偿、透射波补偿和多次反射补偿等，以提高数据的准确性和可靠性。
6. 解释和分析：通过分析处理后的数据，可以获得地下岩层的一些重要信息，
如声波速度、衰减特性、密度、孔隙度等。
这些信息可以用于地质解释、岩层性质评估和矿产资源勘探等应用。
补偿声波测井技术利用声波在地下岩层中的传播和反射特性，可以获取关于地层的物理参数。
它在石油勘探、水文地质、岩性识别和井壁评价等领域具有广泛的应用。
声波测井原理
声波测井原理声波测井是一种利用声波在地层中传播的特性来获取地层信息的技术手段。
声波测井可以提供地层的孔隙度、渗透率、岩性、地层压力等重要参数，对于油气勘探和开发具有重要意义。
声波测井原理是声波在地层中传播的物理过程，下面将对声波测井原理进行详细介绍。
首先，声波测井是利用声波在地层中传播的速度来获取地层信息的。
声波在地层中传播的速度与地层的物性参数有密切的关系，不同类型的地层对声波的传播速度有不同的影响。
通过测量声波在地层中的传播速度，可以推断出地层的孔隙度、渗透率等参数。
其次，声波测井是利用声波在地层中的反射和折射来获取地层信息的。
当声波遇到地层界面时，会发生反射和折射现象，根据反射和折射的规律，可以推断出地层的厚度、岩性等信息。
通过分析反射和折射的特征，可以识别出地层中的油气层、水层等目标层位。
另外，声波测井是利用声波在地层中的衰减来获取地层信息的。
声波在地层中传播时会发生衰减，衰减的程度与地层的渗透率、孔隙度等参数有关。
通过测量声波的衰减情况，可以推断出地层的渗透率、孔隙度等信息。
总的来说，声波测井原理是利用声波在地层中传播的速度、反射和折射、衰减等特性来获取地层信息的。
通过对声波在地层中的传播过程进行分析和解释，可以揭示地层的内部结构、物性参数等重要信息。
声波测井技术在油气勘探和开发中具有重要的应用价值，对于提高勘探开发效率、降低勘探风险具有重要意义。
综上所述，声波测井原理是声波在地层中传播的物理过程，通过对声波在地层中的传播速度、反射和折射、衰减等特性进行分析，可以获取地层的孔隙度、渗透率、岩性、地层压力等重要参数。
声波测井技术是一种重要的地球物理勘探手段，对于油气勘探和开发具有重要意义。
希望本文能够对声波测井原理有所了解，并对相关领域的研究工作有所帮助。
测井的原理和应用
测井的原理和应用1. 测井的概述测井是石油工程中的一项重要技术，通过下井仪器的测量，以获得井内地层的物性参数，从而评估石油和天然气储层的含油气性质和储量。
测井技术在石油勘探、开发和生产中起到了至关重要的作用。
2. 测井的原理测井的原理是基于下井仪器通过测量井壁周围的物理量，利用物理和地质的关联关系来推断井内地层性质的一种技术。
下面将介绍几种常用的测井技术及其原理。
2.1 电测井电测井是一种通过测量井壁周围的电性参数来推断地层性质的技术。
它利用地层的电导率差异，通过测量电阻率来判断地层的类型和特征。
2.2 声波测井声波测井是一种通过测量地层对声波的传播速度来推断地层性质的技术。
它利用地层的声波传播速度差异，通过测量声波传播时间来判断地层的类型和充实度。
2.3 核磁共振测井核磁共振测井是一种通过测量地层中核磁共振信号来推断地层性质的技术。
它利用地层中的核磁共振信号，通过测量共振频率和幅度来反演地层的物性参数。
3. 测井的应用测井技术在石油勘探、开发和生产中有着广泛的应用。
下面将介绍几个常见的应用领域。
3.1 储层评价测井技术可以提供储层的物性参数，如孔隙度、渗透率、饱和度等，从而评价储层的质量和产能。
3.2 油气井完井设计测井技术可以提供地层的性质参数，帮助优化油气井的完井设计，提高油气井的产能。
3.3 水驱和聚驱监测测井技术可以提供油层和水层的界面位置和分布，帮助监测水驱和聚驱过程中的流体移动和驱替效果。
3.4 储层模型建立测井技术可以提供地层的性质参数，用于建立储层模型，从而进行油气资源评估和储量计算。
3.5 井眼修复和沉积环境研究测井技术可以提供井眼的形态和修复情况，帮助判断沉积环境和地层演化过程。
4. 测井的发展趋势随着科技的不断进步，测井技术也在不断发展。
以下是测井技术的一些发展趋势。
4.1 多物性测井技术随着对复杂储层的勘探和开发需求增加，多物性测井技术被广泛关注。
通过融合多种测井技术，可以获得更加全面准确的地层信息。
远探测声波成像测井的种类及应用实例
远探测声波成像测井的种类及应用实例微分衰减声纳（DifferentialAcoustic Sonic，简称DAS）测井是一种以增强频率范围0.5~20 kHz，并表示为深度及声参数的探测成像技术。
这种科学技术主要应用于改进和调节地层和石油气藏造砂冲积作用，通过检测声衰减增强来削弱混浊饱和油气层，理论上可以用它来估算饱和油气层粘度、起床能力、厚度等参数，以及油藏浊度分布样式，可以以此来评价油气层的发育层度和油藏的演化模式，从而给出最佳开发解决方案，大大提高技术水平。
传统的微分衰减声纳（DAS）测井仪器有着较弱的深度精度，只能够实现区段50米以内的测量分辨率，而三叉戟微分衰减声纳（TriskelionDAS）就是针对上述缺陷而推出的，它主要拥有一系列“大探视”、“小探视”、“极微探视”和“远山探测”等四个模式，用于模拟整个单位内和注入区的层叠结构，有着极强的深度精度。
它比传统的微分衰减声波成像技术拥有更大的范围，帮助我们在具体层段搜索到藏油和气体藏、估算油藏有效厚度和充裕度、估算原油残留压力以及把握油藏恢复潜力等方面提供方面的信息应用实例下凸台区块TZBP-01井：通过TriskelionDAS成像技术，我们可以对该区块地层有效厚度和充裕度进行准确估算，从而改善了压裂控制和评价水平，辅以饱和度计测和实时录井数据确定TZBP-01在高浊度层的层叠情况。
新凹台区块JSJTP-01井：我们应用TriskelionDAS测井技术和饱和度计测，通过增强的深度精度和削弱的混浊饱和油气层，实现了较高的成功率，确定了JSJTP-01井的层叠属性。
总之，随着微分衰减声纳（DAS）测井和三叉戟微分衰减声纳（TriskelionDAS）测井技术的发展，我们能够以传统意义上更精准、更低成本的方式在油藏上进行高分辨率的预测，从而大大提高技术水平。
地球物理测井方法 第二章 声波测井
（5）声衰减系数 (平面波：只有物理衰减）
p p0e l
为声衰减系数，它与介质的声速、密度 及声波的频率有关
GaoJ-2-1
17
五、井内声波的发射和接收
换能器(探头)： 压电陶瓷晶体 可以将电磁能转换为声能，又可以将声能 转换为电磁能的器件。
压电效应：晶体在外力作用下产生变形时，会引 起晶体内部正、负电荷中心发生位移而极化，导 致晶体表面出现电荷累积(声-电)。
Wavelength
GaoJ-2-1
质点振动
波传播方向
8
介质振动模式与声波类型
垂直传播
SH水平振动
SV水平振动
P垂直振动
SH水平振动
GaoJ-2-1
SV垂直振动
水平传播
P水平振动
9
快慢横波和横波分离
Propagation Direction
R
S
GaoJ-2-1
10
井眼中的声波类型及特点
纵波（P波）：Compressional Wave
本科生课程 《地球物理测井方法》
第 2 章 声波测井
（Acoustic Logging） 前 言 声波测井基础 第1节 声波速度测井 第2节 声波幅度测井
声波测井
➢研究的对象：井孔周围地层或其它介质的声学 性质(速度、幅度(能量)、频率变化等)
➢物理及地质基础：不同介质的弹性力学性质不 同,使其声波传播速度、衰减(幅度)规律不同
A V
岩石体变模量定义：岩石受均匀静压力作用时，所加
静压力的变化∆P与体应变 的比值：
K= -∆P/
体变模量的单位为N/m2。
（5）拉梅系数λ和 （Lame Coefficient）
测井仪器原理
测井仪器原理测井仪器是一种用于地质勘探和油田开发的重要工具，它通过测量地下岩石的物理性质来获取地层信息，为油气勘探和开发提供关键数据支持。
测井仪器的原理是基于地下岩石对射入的能量（如电磁波、声波等）的响应，通过分析这些响应信号来推断地层的性质和构造。
本文将从测井仪器的工作原理、常见类型和应用领域等方面进行介绍。
首先，测井仪器的工作原理主要涉及地球物理学中的电磁波、声波和核磁共振等知识。
在测井过程中，测井仪器会向地下发送特定频率和能量的电磁波或声波，当这些能量穿过地层时，不同类型的岩石会对其产生不同的响应。
通过接收和分析这些响应信号，测井仪器可以推断地层的含油气性质、渗透率、孔隙度等重要参数。
此外，核磁共振测井则是利用原子核在外加磁场和射频场作用下的共振现象，来获取地层的物性参数。
其次，测井仪器根据不同的工作原理和应用需求，可以分为电测井、声波测井、核磁共振测井等多种类型。
电测井是利用地下岩石对电磁波的导电性或介电常数差异来进行测量，主要用于识别含水、含油、含气层位和评价地层孔隙度。
声波测井则是通过发送声波信号，测量地层对声波的速度和衰减等参数，用于判断地层的岩性、孔隙度和渗透率等信息。
而核磁共振测井则是利用地下岩石中的氢核或其他核对外加磁场和射频场的共振响应，来获取地层孔隙度、流体类型和饱和度等参数。
最后，测井仪器在石油勘探开发中有着广泛的应用。
它可以帮助地质学家和工程师了解地下地层的构造、性质和流体分布情况，为油气勘探、油藏评价和油田开发提供重要的技术支持。
通过测井仪器获取的地层数据，可以帮助油田工程师进行钻井设计、油藏开发和生产管理，最大限度地提高油气田的勘探开发效率和经济效益。
总之，测井仪器作为一种重要的地质勘探工具，其原理和应用涉及地球物理学、地质学和工程技术等多个领域。
通过对地下岩石物理性质的测量和分析，测井仪器可以为油气勘探和开发提供准确、可靠的地层信息，对于提高油气田的勘探开发效率和资源利用率具有重要意义。
声波测井-超声波成像测井4
声成像反映井壁宏观形态,探测较大裂缝；电成像反映地 层内部结构，对细小裂缝较灵敏。二者相互弥补，为识别岩性、 分析地层特征、评价储层、判断裂缝充填情况提供了重要手段， 在套管井中用声成像还能检测套管破损、变形情况。
超声波成像测井
声电成像测井资料的地质应用
三、应用
定性识别
●地层特征识别 ●诱导缝的识别 ●天然裂缝的识别 ●孔洞、井眼崩落及
超声波成像测井
一、概述
60年代末－Mobil公司第一套BHTV 80年代初－Shell公司改进BHTV 80年代末－三大测井公司井下电视商业化 80年代末和90年代初－中国成功研制井下电视 90年代初－
●Ultra Sonic Imager(USI) ●Ultra Borehole Imager(UBI) ●Circumferential Borehole Imaging Log(CBIL) ●Circumferential Acoustic Scanning Tool(CAST) ●Borehole Televiewer (BHTV) 华北油田测井公司
超声波成像测井二方法原理下井仪器结构超声波成像测井二方法原理声波的反射脉冲回波信号超声波成像测井二方法原理换能器声脉冲在井壁的扫描线示意图v为测井速度n为转速为声脉冲频率数据采集超声波成像测井二方法原理幅度成像声阻抗幅度成像声阻抗幅度低阻抗小幅度低阻抗小幅度高阻抗大幅度高阻抗大传播时间成像井眼半径成像传播时间成像井眼半径成像时间长半径大时间长半径大时间短半径小时间短半径小对井壁进行扫描对井壁进行扫描记录回波幅度记录回波幅度回波传播时间回波传播时间
超声波成像测井
二、方法原理
超声波成像测井
二、方法原理
数字声波井周成像测井(CBIL) Circumferential Borehole Imaging Log 以脉冲回波的方式，对整个井壁进行扫描，记录: ●回波幅度图像BHTA ●回波传播时间图像BHTT
第06章 声波测井
如图，在井中居中放置一单发单 收（发射探头T，接收探头R）声波 测量装置，井眼的半径为a。假定T 发射的是平面波，要想在井壁上产生 滑行纵波，则必须使得入射波的入射 角为第一临界角，并且要想在井轴上 接收到滑行纵波，接收点到发射点的 最小距离为：Lmin = 2atgθ c 其中 为第一临界角。
R
2S
= 90
o
θ1 ≥ θ
S
= arcsin
V1 VS
3流体直达波
所谓流体直达波，即是由声源出发，经过井内流体而直接到达接 收器的波。它不受周围不连续区域的影响。事实上，某一点的声 场是由直达波场（或入射波场）与反射波场叠加而成的，这种波 显然符合费马原理。
4 一次和多次反射波
入射波可能会遇到井壁或界面，并 会与之产生一次和多次作用，产生 一次和多次反射波。
但是，在实际测井中，由于声波在传播过程中存在着各种 衰减，增大源距，声波衰减严重，从而造成记录的声信号的信 噪比降低，甚至记录不到信号，因此在一定的发射声功率的条 件下，源距选得又不能过长。 在实际声波测井中，由于井下声波测井仪器是用钢质外壳 做成的，为了接收来自岩层的滑行纵波，消除井内沿仪器外壳 传播的直达波，一般在仪器外壳上沿着井轴方向刻有小槽，这 样直达波在遇到这种刻槽时会产生多次反射，从而使直达波的 能量急剧衰减到很低。
杨氏模量E
E即为纵向伸长系数。由胡克定律：相对伸长与单位面积 上的作用力成正比：
F 1 F L =α = L S E S
泊松比σ
弹性物体在外力作用下，产生的纵向伸长同时有横向压缩，其 比例系数为泊松比。
d σ= d
L L
由于大多数岩石的泊松比为0.25。。
二、岩石的声波速度
传播方向和质点振动方向相互一致的声波为纵波，而传播 方向与质点振动方向相互垂直的为横波。纵波和横波的传播速 度vp、vs与弹性参数有如下关系：
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第三章 数字声波测井原理及应用
3.5 数字声波仪器小结
1、SL6680针对井下岩性复杂和作业现场环境恶劣等情况,采用阵 列接收探头、高速数字化采集和传输方式的新一代数字声波测井仪器。 采用阵列信号处理技术来校正由于各种原因造成的测量误差,极大地提 高了测井数据的有效性与准确性;直接在井下仪器中对采集到的声波信 号进行数字化,将数字声波信号通过数字遥传系统传送到地面设备,提高 了仪器的可靠性和抗干扰能力。
声波测井仪器的原理及应用
胜利测井四分公司
王玉庆
目录 第一章 前言 第二章 岩石的声学特性 第三章 数字声波测井原理及应用 第四章 正交多极子阵列声波测井
第五章 声波测井流程及注意事项
第一章 前言
声波测井是近年来发展较快的一种测井方法。由最早的声速测 井、声幅测井发展到后来的声波全波列测井、偶极子和多极子测井、 声波成像测井、井间声波测井及随钻声波测井等 常用的声波测井，如声波测井和声幅测井，是记录滑行纵波首 波的传播时间和第一个波得波幅。 正交多极子阵列声波测井是当今测量地层纵波、横波和斯通利 波的最好方法之一，无论在大井眼井段还是非常慢速的地层中都能 得到较好的测量结果 目前测井四分公司以Eclips5700和SL6000为主要地面系统，常用 到声波测井仪器主要以数字声波和正交多极子阵列声波为主。
4.1 XMACII多极子阵列声波测井原理
单极子声源
单极子声源相当于一个点声源在裸眼井中可激发纵波、横波、伪瑞利
波和斯通利波等波形，通过波形处理技术即可提取接收波形中的纵波、横波 和斯通利波的波速。
缺点：
1、工作频率(15～25 kHz) 太高，声波穿透地层的深度较小、信号的 传播距离较小。
2、在软地层(横波波速比井内流体波速小的地层 ) 不能激发横波，因
目录 第一章 前言 第二章 岩石的声学特性 第三章 数字声波测井原理及应用 第四章 正交多极子阵列声波测井
第五章 声波测井流程及注意事项
第二章 岩石的声学特性
声波是物质运动的一种形式，它是由物质的机械振动而产生的， 通过质点间的相互作用将振动由近及远的传递而传播的。 对于声波测井发射的声波来说，井下岩石可以认为是弹性介质， 在振动作用下能产生切变弹性形变和压缩弹性形变。把岩石看成弹性 体，我们就可以运用弹性波在介质中的传播规律来研究。 在均匀各向同性介质中，纵波速度 与杨氏弹性模量E、 波松比 、密度 之间的关系式为：
第三章 数字声波测井原理及应用
3.2仪器的工作模式
Subset2：DELTA-T测井，TX1发射，RX1、RX2、RX3和RX4接收 Subset3：DELTA-T测井，TX2发射，RX1、RX2、RX3和RX4接收 Subset5：VDL和CBL测井，TX2和TX1交替发射、RX1接收 Subset6：DELTA-T测井，TX2和TX1交替发射，RX1、RX2、RX3和RX4接 收工作模式的选择由串行数据来控制
第三章 数字声波测井原理及应用
它由三大部分组成，即SL6667通讯和信号采集、SL6680高压发射控 制及信号处理以及声系组成等 SL6680EA负责发射控制、信号采集等功能，包括升压稳压、发射选 择、接收多路传输、接收增益控制。同步信号与发射控制信号共同触发点 火电路，相应的发射探头被高压触发，这样便完成了一次发射 SL6680MA声系主要由两个发射换能器和四个接收换能器构成。 声系通过上接头与SL6680电子线路短节连接
目录 第一章 前言 第二章 岩石的声学特性 第三章 数字声波测井原理及应用 第四章 正交多极子阵列声波测井
第五章 声波测井流程及注意事项
第三章 数字声波测井原理及应用
3.1 数字声波测井原理
数字声波是一种对阵列声波信号进行数据采 集，将采集后的数据按照要求编码并通过仪器接 口上传到地面系统的声波测井仪器。 它可以进行不同源距和间距的声波测井，用 于测量井眼周围从发射器到接收器之间一段地层 的声波旅行时间，其测量结果用来计算地层孔隙 度，或直接用来进行地层对比；也可以用来对声 信号可进行全部记录，提取更多的，包括纵波、 横波的幅度和速度在内的各种信息。
Байду номын сангаас
第三章 数字声波测井原理及应用
3.4 数字声波测井仪器的性能
数字声波测井仪可以同时与伽马、连斜、高分辨率感应测井仪并联。这样大 大缩短了测井时间，优其是在较深的井效果比较明显。且抗干扰能力强。
①数字信号便于存储，可以单发多收，同时存储四路声波信号，这样，测一个点 只需发射一次声波，大大提高了测井的速度； ②相对模拟信号而言，数字信号的抗干扰能力很强，传送时干扰的影响会小得多 ，从而大大提高了信道传输时信息的准确性； ③可以采用数字信号处理方法，来增强系统性能和扩展功能。
第三章 数字声波测井原理及应用
3.3时差计算
声波采集处理卡定时按井下仪器需要的逻辑方式向井下仪器发出逻辑信号， 启动井下仪器不同的发射探头发射声波，同时启动声波声波采集卡开始AD采 样，常规的采样频率1MHZ，采样时间2ms，每个AD采样间隔1us，一个声波 信号需要采集2000个点，一般声波信号频率基本是18khz-20，波形与正弦波类 似，一个波完整周期是50us，大致相当于50个采样点。
而无法测量这种地层的横波波速。
第四章 正交多极子阵列声波测井
偶极子声源
偶极声波源很象一个活塞，它能使井壁一侧压力增加，而另一侧压 力减小，从而产生扰动，形成轻微的挠曲，在地层中直接激发出纵波与横 波。这种挠曲波的振动方向与井轴垂直，但传播方向与井轴平行。这种声 波发射器的工作频率一般低于4kHz ，而且它还具有低频发射功能，其工 作频率可低于1 kHz ，这在大井眼和速度很慢的地层中可得出很好的测量 结果，同时也增大了探测深度。
2、采用数字遥传仪器总线标准,可与多种仪器进行组合,提高了仪器 使用的灵活性。现场实验表明，该仪器设计合理，在完井声波时差的测 量中取得了很好的效果
目录 第一章 前言 第二章 岩石的声学特性 第三章 数字声波测井原理及应用 第四章 正交多极子阵列声波测井
第五章 声波测井流程及注意事项
第四章 正交多极子阵列声波测井