科学

声波时差

物理测量概念

中文名:声波时差 外文名: 适用领域: 所属学科: 定义:接收声波的时间差值 应用领域:确定物体位置、测量钻井等 单位:1/V
声波时差介绍
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)。1956年Wyllie提出时间平均公式,认为声波在单位体积岩石内传播所用的时间由两部分组成:岩石骨架部分(1-φ)以速度Vma传播所经过的时间与充满流体的孔隙部分φ以速度Vf传播所经过的时间的总和。在时间平均公式的基础上发展的岩石体积模型,即把声波在单位体积岩石中传播的时间分成几部分传播时间的体积加权值,比如砂岩地层可看作砂岩骨架、泥质和孔隙油、水组成,同样满足Wyllie时间平均公式。

基本含义

声波时差,指接收声波的时间差值。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。利用这个差值可以进行相关运算,求解各种量值。测井曲线符号缩写:AC。

作为一种物理学方法,它主要可以分为以下三类:

1)对指定的物体发射一列声波,记录发射时间和反射后的接收时间,根据声波波速、声波时差、多普勒效应可以计算出该物体到发射处的距离以及物体运动速率。此法已用于检测车速。

2)在不同地点(两个或以上)同时向某一物体发射两列相同的声波,分别记录发射时间和反射后的接收时间,可以确定该物体的具体坐标位置。此法广泛用于声纳测量。

3)对同一物体发射两列不同的声波,探测相关物理数据。

应用

声波时差方法在确定物体位置、测量钻井、检测地层震动等方面有着重要作用

单位

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)。

Wyllie时间平均公式计算孔隙度

1956年Wyllie提出时间平均公式,认为声波在单位体积岩石内传播所用的时间由两部分组成:岩石骨架部分(1-φ)以速度Vma传播所经过的时间与充满流体的孔隙部分φ以速度Vf传播所经过的时间的总和。

其中△t—实测时差;

△tma、△tf—岩层骨架时差与流体时差,可由实验室测量确定;

压实校正:当地层没有承受足够大的上复地层压力时,此地层的压实程度较低,声波时差偏大,计算孔隙度偏高,需要进行压实校正。压实系数一般在1-1.3,可由声波孔隙度与岩心孔隙度对比精确的确定,也可由邻近泥岩地层简单的确定。

二、利用体积模型计算孔隙度

在时间平均公式的基础上发展的岩石体积模型,即把声波在单位体积岩石中传播的时间分成几部分传播时间的体积加权值,比如砂岩地层可看作砂岩骨架、泥质和孔隙油、水组成,同样满足Wyllie时间平均公式。需要针对砂岩、泥质砂岩、钙质砂岩特征进行讨论……

三、Raymer换算公式计算孔隙度

由于Wyllie公式的孔隙度在25-30%内是适合的,在5-25%内时偏低,在大于30%则偏高,Raymer(1980)在岩样分析的基础上提出了一个非线性经验换算公式:……

Martin等(1986)在此基础上提出了声波地层因素公式:……

四、Biot-Geerstma公式计算孔隙度

Biot孔隙介质波动理论认为固相和液相存在相对位移,由此可以得到速度公式……

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