声波时差应用
孔隙度测井
孔隙度测井（一）体积密度测井 1、原理：加屏蔽的贴井壁滑板上的伽玛放射性源，定向地层发射等量的伽玛放射线，在与地层中的电子碰撞发生康普顿散射的过程中，采用与源距固定距离的探测器记录散射的伽玛射线。
因此，密度测井读数主要取决于地层的电子密度，对于由低原子量的元素法组成的大多数沉积岩石来说，电子密度与体积密度有很好的正比关系，所以密度测井可以直接测量地层的体积密度。
2、应用：（1）求地层孔隙度：ρb---ρmaφ＝――――――ρf----ρmaφ―――――孔隙度ρb――――地层体积密度ρf――――地层孔隙度中水的密度ρma――――岩石骨架密度（2）划分岩性界面：划在曲线的半幅点处。
（3）判断岩性泥质岩：成岩较好的泥质岩的体积密度大于含水砂岩的体积密度，即ρb泥＞ρb水。
碳酸岩：ρb云＞ρb灰。
硬石膏：ρb膏＞ρb云。
盐膏：ρb盐膏＜ρb泥，ρb盐膏＜ρb砂。
ρb云――白云岩密度2.86 ρb灰――灰岩密度2.71 ρb盐――岩盐密度2.16 ρb膏――硬石膏密度2.96 ρb砂――砂岩密度2.65 ρb 泥――泥岩密度2.2-2.8 ρb膏――石膏密度2.32 （4）判断油气水层油层：ρb油＜ρb泥气层：ρb气＜ρb泥水层：ρb水≤ρb泥ρb油――油层密度ρb气――气层密度（5）识别裂缝发育带碳酸岩剖面，ρb缝＜ρb围ρb缝――裂缝带密度，ρb围――围岩密度。
（二）补偿中子测井 1、原理：中子源向地层连续发射的中子流，发射出的中子流分布在中子源周围，似一个同心球，这种径向分布的状况除了介质性质之外，主要是含氢量的函数。
当地层孔隙度中的流体是地层中氢的主要来源时，中子测井值就和孔隙中的流体体积相对应。
若岩石骨架不含氢，则中子测井的读数就等于孔隙度。
2、应用（1）测定地层孔隙度。
（2）测定矿物含量。
（3）划分岩性（定性）。
泥质岩：中子孔隙度高，一般泥岩的束缚水含量比砂岩高。
碳酸岩、盐膏岩，中子孔隙度低。
利用泥岩声波时差估算地层压力
利用泥岩声波时差估算地层压力
周立宏;刘国芳
【期刊名称】《石油实验地质》
【年(卷),期】1996(018)002
【摘要】开展压力预测是油气田钻探设计中的一项重要工作。
本文详细论述了采用泥岩声波时差方法地层压力的基本原理，同时提出了据此原理编制的技术软件。
经实例验证和专家鉴定认为该方法精度高，操作简便，在不同田范围内的开发和应用将具有深远的意义。
【总页数】5页(P195-199)
【作者】周立宏;刘国芳
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TE19
【相关文献】
1.利用声波时差资料研究欠压实泥岩盖层古压力封闭能力的方法 [J], 付广;张发强
2.利用声波时差检测地层孔隙压力的新方法 [J], 梁红军;樊洪海
3.利用泥岩声波时差预测地层压力方法优选 [J], 徐源;庞雄奇;胡涛;徐田武;郑晓薇
4.用地震数据反演的高分辨率速度和基于泥岩的压实与埋藏成岩作用的岩石物理模型估算地层流体压力 [J], Nader C．Dutta;闭金元（译）;李忠平（校）
5.利用地层测试压力资料估算油层动用程度和剩余油饱和度 [J], 黄登峰;肖福平;荆常宝;范乐元;李广轩;林纯增
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XMAC测井技术处理解释与应用
7、套管井中评价水力压裂裂缝
过套管X-MAC各向异性分析综合图
1582-1610m
1583-1601m
4、岩石机械特性和裂缝应力分析模块
岩石机械特性计算是利用纵波时差、横波时差、岩 性密度、自然伽玛等曲线计算弹性模量、井周应力、岩
石破裂压力等20多个参数，反映岩石抗压缩、抗剪 切、抗张裂的能力。可进行裂缝识别、泥浆比重选择、
地层破裂压力预测等方面应用。 三方面研究： 岩石强度、地应力、岩石破裂机理
全波波形的裂缝识别
38
横波各向异性识别高角度裂缝实例
高角度裂缝引起的各向异性
2、裂缝孔洞评价 低角度裂缝引起的各向异性
2、裂缝孔洞评价
全波能量衰减识别裂缝实例2Biblioteka 裂缝孔洞评价斯通利波的裂缝识别
3 地层各向异性分析
快慢横波示意图
XReceiver
Fast
Slow
Y Receiver
X Source q
一、测井仪器简介 二、数据处理
三、地质应用
XMAC 测井原理
仪 器 特 点：
8个独立的偶极接收器阵列 2个单极子声源 2个垂直摆放的偶极声源 每个深度点可记录12条单极源波形 （4个普通声波时差波形，8个阵列 全波波形）；32条偶极源波形。
8 Receiver Array
Isolator
Transmitter Section
偶极发射器 X
单极发射器 T1 偶极发射器 Y 单极发射器 T 2
Y接收器 Y发射源
X接收器 X发射源
接收器
X
Y
X 发射器
Y
接收器
发射器
XY
X
XX XY
Y
剥蚀量恢复几种方法
我最近正在做剥蚀量恢复和原型盆地分析相关工作，根据现有数据先后用了地震资料趋势外延法、声波时差法和境质体反射率方法，每种方法各有优缺点。
趋势法应用范围广，不受盆地性质限制，只要对盆地的构造特征和演化有清楚的认识就可以做，但是他只能求出相对剥蚀量，即认为洼陷中心地层没有没有受到剥蚀，对于盆地整体抬升造成的剥蚀就无法估计了。
只能是用趋势法先做一个相对剥蚀量，之后用其他井上的数据做一下绝对剥蚀量进行校正。
声波时差对于浅层的剥蚀量恢复效果还不错，但对深层的不整合或是叠合盆地的下部不整合用不了。
而且最好资料段有大段的泥岩段，要是沙泥岩互层的效果非常差。
对于深层的不整合，我是尝试用境质体反射率方法做的，没有其他数据。
但境质体反射率数据有限，单井资料在不整合一下只有两三个境质体反射率的值，而且都选在深度非常接近的范围内，这样使得很临近的井求出来的剥蚀量相差甚远，几乎没有什么意义。
先后用Dow最原始的Ro差值法、外推法、最高古地温法（限于资料我用的是Barker的经验模型）求解的剥蚀量相差巨大。
总之，剥蚀量恢复是个极大的难题，基本都是个大概，要想各个资料的结果相互支持谈何容易！剥蚀量恢复是我们搞勘探过程中不得不面对的困难，希望有做过这方面工作经验的积极讨论，相互提高。
恢复地层剥蚀厚度是研究盆地演化史和进行油气资源定量评价的重要基础工作，通过中生代地层剥蚀量的计算、地层最大埋深的确定，可以帮助我们确定第三系之下的烃源岩生油期、生气期，进而准确评价油气资源潜力，优选勘探目标。
这对于第三系之下的油气资源勘探（如C、P的煤成气）显得尤其重要。
目前存在多种计算地层剥蚀量的方法，如：（1）地层对比法、（2）沉积速度法（Van Hinte,1978）、（3）声波测井曲线法（Magara,1976）、（4）镜质体反射率（Ro）法（Dow,1977）、（5）地震地层学法（尹天放等，1992）、（6）最优化方法（郝石生等，1988）、（7）天然气平衡浓度法（李明诚等，1996）等。
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。
8 声速测量
实验八 声速测量【实验目的】1．了解压电换能器的功能，加深对驻波及振动合成等理论知识的理解。
2．学习用共振干涉法、相位比较法和时差法测定超声波的传播速度。
3．通过用时差法对多种介质的测量，了解声纳技术的原理及其重要的实用意义。
【实验原理】在波动过程中波速V 、波长λ和频率f 之间存在着下列关系：λ•=f V ，实验中可通过测定声波的波长λ和频率f 来求得声速V 。
常用的方法有共振干涉法与相位比较法。
声波传播的距离L 与传播的时间t 存在下列关系：t V L •= ，只要测出L 和t 就可测出声波传播的速度V ，这就是时差法测量声速的原理。
1．共振干涉法（驻波法）测量声速的原理：当二束幅度相同，方向相反的声波相交时，产生干涉现象，出现驻波。
对于波束1：)/X 2t cos(A F 1λ•π-ω•=、波束2：()λ•π+ω•=/X 2t cos A F 2，当它们相交会时，叠加后的波形成波束3：()t cos /X 2cos A 2F 3ω•λ•π•=，这里ω为声波的角频率，t 为经过的时间，X 为经过的距离。
由此可见，叠加后的声波幅度，随距离按()λ•π/X 2cos 变化。
如图1所示。
压电陶瓷换能器1S 作为声波发射器，它由信号源供给频率为数千周的交流电信号，由逆压电效应发出一平面超声波；而换能器2S 则作为声波的接收器，正压电效应将接收到的声压转换成电信号，该信号输入示波器，我们在示波器上可看到一组由声压信号产生的正弦波形。
声源1S 发出的声波，经介质传播到2S ，在接收声波信号的同时反射部分声波信号，如果接收面（2S ）与发射面（1S ）严格平行，入射波即在接收面上垂直反射，入射波与发射波相干涉形成驻波。
我们在示波器上观察到的实际上是这两个相干波合成后在声波接收器2S 处的振动情况。
移动2S 位置（即改变1S 与2S 之间的距离），你从示波器显示上会发现当2S 在某些位置时振幅有最小值或最大值。
回声定位的原理应用
回声定位的原理应用1. 回声定位的概述回声定位是一种利用声波在空间中传播的原理，通过测量物体与声源之间的时间差，从而确定物体距离声源的位置的技术。
它广泛应用于水下声纳系统、雷达系统和无人驾驶汽车等领域。
以下是回声定位的原理及其应用的详细介绍。
2. 回声定位的原理回声定位的原理是利用声波在空间中传播的特性。
当声波遇到物体时，一部分声波被反射回来，形成回声。
回声定位利用测量回声传播的时间差，来计算物体与声源之间的距离。
根据声波传播的速度和时间差，可以通过简单的计算确定物体的位置。
3. 回声定位的应用回声定位在多个领域中有广泛的应用。
以下是几个主要的应用领域：3.1 水下声纳系统水下声纳系统利用回声定位原理，可以确定水下物体的位置。
例如，在海洋勘探中，声纳系统可以发射声波，并接收回声。
根据回声的时间差和声波传播速度，可以测量物体与声源之间的距离，从而生成水下地图。
水下声纳系统在海洋资源开发、潜艇探测等领域有重要的应用。
3.2 雷达系统雷达系统是利用回声定位原理来探测目标的位置和速度。
雷达发射无线电波，当波束遇到物体时产生回波，通过测量回波的时间差来计算物体与雷达之间的距离。
雷达系统广泛应用于航空、车辆导航和天气预报等领域。
3.3 无人驾驶汽车回声定位也被应用于无人驾驶汽车中。
无人驾驶汽车通过发射声波并接收回声，来确定周围物体的位置和距离。
这对于无人驾驶汽车的避障和自动停车等功能至关重要。
3.4 医疗影像定位在医疗领域，回声定位被广泛应用于医学影像定位。
例如，超声定位利用回声定位原理来确定被检查组织或器官的位置。
医生通过发射超声波，并测量回声的时间差来生成影像。
这对于诊断和手术的准确性至关重要。
4. 结论回声定位是一种利用声波在空间中传播的原理，通过测量回声传播的时间差来确定物体距离声源的位置的技术。
它在水下声纳系统、雷达系统、无人驾驶汽车和医疗影像定位等领域有广泛的应用。
回声定位的原理和应用对于现代科技的发展和实用性具有重要意义。
时差法实验报告
一、实验目的1. 了解时差法测定声速的原理和方法。
2. 掌握实验仪器及操作方法。
3. 培养实验数据处理和分析能力。
二、实验原理时差法测定声速是基于声波在介质中传播的速度与声源和接收器之间的距离及时间间隔之间的关系。
根据公式v = s/t，其中v为声速，s为声源和接收器之间的距离，t为声波传播所需时间。
通过测量声波传播的时间间隔，可以计算出声速。
三、实验仪器1. 发射器：产生声波。
2. 接收器：接收声波。
3. 测距仪：测量声源和接收器之间的距离。
4. 秒表：测量时间间隔。
5. 水平尺：确保实验装置水平。
四、实验步骤1. 将发射器和接收器放置在实验室内，确保两者之间距离适中。
2. 使用测距仪测量声源和接收器之间的距离，记录数据。
3. 将秒表设定为零，等待声波发射。
4. 当声波发射后，立即启动秒表，当声波到达接收器时，停止秒表，记录时间间隔。
5. 重复步骤3和4，进行多次测量，求平均值。
6. 根据公式v = s/t，计算声速。
五、实验数据1. 声源和接收器之间的距离s：1.5m2. 多次测量的时间间隔t（单位：秒）：第一次：0.006s第二次：0.006s第三次：0.006s第四次：0.006s第五次：0.006s3. 时间间隔平均值t_avg：0.006s六、实验结果与分析根据公式v = s/t，将实验数据代入计算，得到声速v：v = s/t_avg = 1.5m / 0.006s ≈ 250m/s实验结果显示，声速约为250m/s。
由于实验过程中存在一些误差，如声波传播过程中可能受到干扰、测量仪器精度等因素，实际声速可能存在一定偏差。
七、实验结论通过时差法测定声速实验，我们掌握了实验原理、仪器操作方法，并培养了实验数据处理和分析能力。
实验结果表明，声速在实验条件下约为250m/s，与理论值存在一定偏差，可能由于实验过程中的误差所致。
八、实验注意事项1. 实验过程中，确保声源和接收器之间的距离适中，避免声波传播过程中受到干扰。
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声波时差的应用
时差就是速度的倒数, 1/V，其单位为s/m，常用单位包括μs/m，μs/ft
等，1s/m=10的6次方μs/m
常见岩石声波时差如下：砂岩为55.5μs/ft(182μs/m)，灰岩为
47μs/ft(155μs/m)，白云岩为43μs/ft(141μs/m)，淡水为
189μs/ft(620μs/m)。
度量衡换算
1英尺=0.3048米
1米=3.50131英尺
1 foot 英尺=12 inches 英寸=0.3048 metre 米
1 inches 英寸=2.54cm