地球物理测井9(声波测井).ppt

9 声波测井 9 声波测井 利用岩石的声学特性（声波速度、声幅）来研究岩石的一类方法。 9.1 岩石的声学特性 声波的成分及速度： 声波是由物质的机械振动产生的。通过质点间的相互作用将振动由近及远地传递，根据质点运动特征的不同，声波可分为： ①纵波（或压缩波或P波）： 质点的振动方向与波的传播方向一致。 纵波主要产生体积变化，所以也称压缩波。 9.1 岩石的声学特性 在介质中的速度： Vp—介质中纵波的速度（ ）（m/s） ρ—介质的体积密度（g/cm3） 9.1 岩石的声学特性 在介质中的速度： E—介质的杨氏模量（纵向伸长系数）： ——单位截面上受的力与单位 长度的形变之比。 9.1 岩石的声学特性 在介质中的速度： σ—泊松比（横向压缩系数） ——横向相对压缩与纵向相对 伸长之比 9.1 岩石的声学特性 ②横波（或剪切波或S波） 质点的振动方向与波的传播方向垂直。 横波主要引起形状变化（切变），也称之为剪切波。 在介质中的速度： 9.1 岩石的声学特性 ③面波： 在厚度约等于波长的层内沿介质的表面传播的波。包括： 瑞利波：其速度约等于0.9Vs～Vs 拉夫波：其速度约等于0.9Vs～Vs 偶 波：它是最快的面波：速度=0.9Vs～Vs 斯通利波：是在液—固体界面上由液体中的纵波和固体中的横波干涉所产生的。其速度小于固体中的Vs和液体中的Vp。 9.1 岩石的声学特性 可以看出： （1）介质中的声波速度与介质的弹性系数及体积密度（岩性、Φ……)有关。 9.1 岩石的声学特性 （2）同一介质中的不同波的速度不同； 对于大多数沉积岩： Vp≈1.73Vs 即一般纵波速度Vp大于横波速度Vs，横波速度大于面波速度。 9.1 岩石的声学特性 波的折射与反射； 声波在经过不同的两种介质的分界面时，会发生反射和折射，且遵循光的反射定律和折射定律。 9.1 岩石的声学特性 对于纵波： 9.1 岩石的声学特性 对于横波： 9.1 岩石的声学特性 当β=90o时,折射波沿界面传播—滑行波 这时的i—全反射角（临界入射角） 9.1 岩石的声学特性 反射系数和折射系数： 9.1 岩石的声学特性 ρ1V1与ρ2V2的差别越大 ，反射系数越大，折射系数越小。 9.1 岩石的声学特性 波的干涉： 当相同频率的几个波到达同一点时发生波的干涉，即振动加强（相位相同）或减弱（相位相反）。 9.1 岩石的声学特性 引起声波幅度衰减的其他原因： 地层吸收能量而使幅度衰减（即质点的振动要克服相互间的摩擦力）。不同的介质对波幅的衰减程度不同，它主要取决于： （1）波的频率（波长）及波的类型（纵波、横波等） （2）地层的密度(一般密度越小，声幅的衰减越严重) （3）岩石的结构（颗粒大小、接触情况等） （4）介质中的声波速度 。 9.2 声波速度测井（AC） 声波速度测井简称声速测井，它主要是通过测量波的速度来研究地层。 9.2 声波速度测井（AC） 单发双收声速测井仪 测量过程中发射探头发射声脉冲，接收探头接收声脉冲。 9.2 声波速度测井（AC） （1）泥浆直达波： 9.2 声波速度测井（AC） （2）一次反射波： 9.2 声波速度测井（AC） 多次反射波： 9.2 声波速度测井（AC） （3）滑行波 9.2 声波速度测井（AC） 声波的传播： （1）泥浆直达波： （2）一次反射波： 多次反射波： （3）滑行波 显然，泥浆直达波、反射波都是在泥浆中传播的，其传播速度与地层无关，只有滑行波的传播与地层有关。 9.2 声波速度测井（AC） 滑行波作为首波到达接收器R的条件： 因为 所以 9.2 声波速度测井（AC） 滑行波作为首波到达接收器R的条件： 9.2 声波速度测井（AC） 滑行波作为首波到达接收器R的条件： 9.2 声波速度测井（AC） 声波时差与地层速度的关系： 滑行波到达R1的时间TR1 ： 9.2 声波速度测井（AC） 声波时差