21 第四节 声波速度测井资料的应用.ppt

第1页：用声波时差判断气层

第四节声波速度测井资料的应用一、判断气层气和油水的声速及声衰减差别很大。因此在高孔隙度和泥浆侵入不深的条件下，声波测井可以较好的确定含气疏松砂岩。气层在声波时差曲线上显示的特点有：

第2页：气层的周波跳跃与时差增大

1、产生周波跳跃它常见于特别疏松的砂岩气层中，如图6－20所示。这是由于含气疏松砂岩具有较高的孔隙度，且孔隙内含声吸收强的天然气，致使声波能量衰减大，产生周波跳跃。

• 2、声波时差增大图6－20气层周波跳跃实例微电极声波时差感应SP

第3页：声波时差识别裂缝

二、识别裂缝裂缝发育地层在裂缝发育的层，由于裂缝的存在，造成声波的反射、透射。由于裂缝内充填的流体声吸收高，与岩石的波阻抗相差较大，因此使得接收的声波能量降低，在声波时差曲线上表现为声波时差的增大。

如图6－21所示。

第4页：裂缝段与致密段测井曲线对比

6－21裂缝段与致密段测井曲线对比图声波时差大

第5页：砂泥岩剖面的声波时差特征

1、砂泥岩剖面砂岩声速与砂岩胶结物的性质及含量有关。通常钙质胶结砂岩时差比泥质胶结砂岩的低，并且声波时差随钙质含量增加而减小，随泥质含量增高而增高。

• 三、划分地层由于不同地层具有不同的声波速度，所以根据声波时差曲线可以划分不同岩性的地层

第6页：碳酸盐岩与膏盐剖面特征

2、碳酸盐岩剖面在碳酸盐岩剖面中，致密石灰岩和白云岩的时差最低,，如含泥质，时差稍有增高；当有孔隙或裂缝时，时差明显增大，甚至还可能出现周波跳跃现象。

• 3、膏盐剖面在膏盐剖面中，无水石膏与岩盐的声波时差有明显的差异，岩盐部分因井径扩大，时差曲线有明显的假异常，所以可以利用声波时差曲线划分膏盐剖面

第7页：威利时间平均公式

四、确定地层孔隙度1、威利时间平均公式地层声速和地层孔隙度有关，大量数据表明，在固结、压实的纯地层中，地层孔隙度和声波时差存在线性关系，即威利时间平均公式，如图6－22所示。图6－22声波时差与孔隙度的关系图0 200 250 300 350102030水层泥质粉砂岩含钙质致密层地层孔隙度（%）油层

第8页：威利公式参数说明

——孔隙中流体的声波时差；——岩石骨架的声波时差。—地层孔隙度。式中——地层声波时差，（6－29）

第9页：威利公式的使用条件

2、威利时间平均公式的应用威利时间平均公式的使用条件:孔隙均匀分布、压实的纯地层，因此，由威利时间平均公式求出的声波孔隙度（），对于不同的地层情况要分别处理。

第10页：固结压实纯地层的孔隙度计算

固结压实纯地层的孔隙度计算：A、粒间孔隙的石灰岩及较致密的砂岩（孔隙度为18～25％）可直接利用平均时间公式计算孔隙度，不必进行任何校正。

• B、孔隙度为25～35％的砂岩，其声波孔隙度需要引入流体校正系数。气层：流体校正系数0.7；油层：流体校正系数为0.8—0.9
• 1)、固结压实的纯地层

第11页：流体校正系数

其中：a—流体校正系数；—声波孔隙度；—流体校正后的地层孔隙度。（6－30）

第12页：压实校正系数

2)、固结而压实不够的砂岩对于此类地层，要引入压实校正。压实校正的大小用压实校正系数Cp表示，Cp与地层埋藏深度、年代及地区有关,如图6－23所示。压实校正后的孔隙度为：（6－31）

第13页：压实校正系数与深度关系

图示：图6－23压实校正系数与地层深度的关系1----胜利油田正常层系；2---胜利沙4段；3---兴隆台、曙光油田；1.1 1.2 1.3 1.4 1.5321350030002500200015001000地层深度（米）。图示内容请以原课件图片为准。

第14页：泥质砂岩的泥质校正

3)、泥质砂岩由于泥质声波时差较大，按上式计算的孔隙度偏大，必须进行泥质校正。由下式计算地层孔隙度。（6－32）

第15页：压实纯地层声波孔隙度计算

1、压实纯地层声波孔隙度的计算

第16页：压实泥质地层声波孔隙度计算

2、压实泥质地层声波孔隙度的计算

第17页：欠压实泥质地层孔隙度计算

3、欠压实泥质地层声波孔隙度的计算

第18页：孔隙度计算例题

例1已知：求：地层孔隙度φ。解：由得

第19页：泥质校正后的孔隙度算例

2、已知：Vsh=20%，求:泥质校正后的地层孔隙度。解：

第20页：压实校正后的孔隙度算例

3、已知：求：压实校正以后的地层孔隙度。解：压实校正前：压实校正后：

第21页：异常地层压力预测

四、其它应用1、异常地层压力预测地层压力指地层孔隙流体压力。沉积岩层的流体压力等于其静水压力，并对应一个正常压力梯度。在一些地区地层压力高于或低于有正常压力梯度计算的数值，即地层压力出现异常。

地层压力高于正常值的地层称为异常高压地层；地层压力低于正常值的地层称为异常低压地层。

第22页：用泥岩时差预测地层压力

对泥岩时差研究发现，它可以成功地预测邻近储层的地层压力。在半对数坐标系上作泥岩时差与深度的关系。在正常压力下，数据点都落在正常压实趋势线上；高压异常地层的数据点落在趋势线的右侧，时差增大；

低压异常地层的时差小于正常值，数据点落在趋势线的左侧。如图6-24所示。

第23页：地层异常压力检测图

图示：图6-24、地层异常压力检测地层压力的计算方法：1）、正常地层压力的计算某一深度地层的正常压力等于地层压力梯度与地层深度的乘积。单位是图件构成:半对数坐标系;数据点:。图示内容请以原课件图片为准。

第24页：等效深度法

其中：D—地层深度；（m）g—重力加速度；—孔隙流体的平均体密度。2）、异常地层压力的计算应用等效深度法计算异常地层压力。其原理为(6-33)

第25页：上覆地层压力计算

25（1）、地下某一深度地层所受上覆地层压力为(6-34)

第26页：等效深度的受力关系

26（2）、深度不同、孔隙度相同的泥岩地层，其颗粒所受的压应力相同(6-35)

第27页：异常压力地层的压力计算

27（3）异常压力地层的地层压力计算

第28页：异常地层压力计算式

即：(6-36)—异常地层压力；—正常压力层深度；—异常压力层深度；—、深度内地层平均密度。

第29页：异常压力算例

例：已知：超压地层深度10700英尺，等效深度8300英尺．（１英尺＝0.3048米）求：地层异常压力；泥浆密度．地层压力梯度单位：千克／（平方厘米·米）地层压力梯度0.107;上覆岩层压力梯度0.231.地层压力梯度量纲lb/（平方英寸·英尺）地层压力梯度0.465;

上覆岩层压力梯度１.0.

第30页：异常压力算例解答

H1=10700*0.3048=3261m;H2=8300*0.3048=2530m;深度换算Pf2=1070*2530=2707100千克／平方米P1-P2=2300*(H1-H2)=2300*731=1681300千克／平方米正常压力：PF1=PF2+P1-P2=2707100+1681300=4388400千克／平方米异常压力：DENM=PF1/H1=4388400/3261=1345千克／立方米＝1.35克／立方厘米泥浆密度：

第31页：岩石强度分析

2、岩石强度分析岩石强度指岩石承受各种压力的特性。根据声波、地层密度测井资料，可以连续计算自然条件下岩石的各种弹性模量，以对岩石强度进行全面分析。用测井资料计算的岩石弹性模量为动态弹性模量，与实验室采用静压应变测量的弹性模量（静态弹性模量）不同。

根据均匀各向同性的线弹性介质的波速与弹性模量的关系，可以计算地层的各种弹性模量。

第32页：弹性模量计算式

32（6-37）

第33页：弹性模量参数说明

其中：、——分别为地层的纵波、横波时差；（微秒/米）E、K、λ、μ—分别为杨氏模量、体积弹性模量、拉梅常数及剪切模量。.——地层密度；克/立方厘米；

第34页：复合弹性模量与斯仑贝谢比

地层复合弹性模量B及斯仑贝谢比R（6－38）

第35页：出砂指数与出砂判别

在计算复合模量前，需要对测井资料作烃影响校正。对于砂岩，B表示出砂指数（B的单位）。经验表明，当含油砂岩的B≥3时，在正常压差下采油不出砂；当2≤B<3时，出少量砂；当B<

2时，采油过程中会出较多的砂，应采取防砂措施。与B相比，R能更好地反映地层的强度和稳定性。经验表明，可作为判别含油气砂岩出砂的门槛值，小于此值则可能出砂。

第36页：预测地层破裂压力梯度

其中：FPG-----破裂压力梯度，psi/ft；D-----深度，ft；----地层泊松比，小数，无量纲；3、预测地层破裂压力梯度利用声波资料还可以预测地层破裂压力梯度。破裂压力梯度（FPG）等于：（6－39）

第37页：破裂压力梯度参数说明

----上覆地层压力，psi；-----地层压力（孔隙流体压力），psi。1psi=6.889×1000 Pa.1Pa=1牛顿/平方米

第38页：由声波与密度求泊松比

在没有横波资料的情况下，可由声波与密度测井求出的伪q因子计算泊松比：（6－40）其中：、分别为声波孔隙度和密度孔隙度。

第39页：全波列资料的裂缝检测

3、裂缝检测声波全波列测井资料能够指示地层裂缝。由于声波通过裂缝时，其幅度都会减小，表现在波形图上就是声波幅度减小。声波幅度衰减程度取决于波的性质（类型、频率）、裂缝倾角（水平裂缝、低角度裂缝、高角度裂缝）、裂缝张开度等因素。

水平缝对横波幅度影响大；高角度裂缝对纵波幅度影响大。垂直传播的纵波和横波其衰减量与裂缝倾角的函数关系如图6－25所示。

第40页：纵波横波衰减与裂缝角度关系

图示：图6－25、纵波（P）和横波（S）的衰减量与裂缝角度的关系。图示内容请以原课件图片为准。