Question

裸眼井声波幅度测井（声波衰减测井）

Answer 1

（一）裸眼井声波衰减机理

1.钻井液中的衰减

泥浆固体颗粒与流体的摩擦力使声能损失和悬浮于泥浆中颗粒声波频散损失造成波的衰减。其衰减遵循指数规律：

地球物理测井

式中：m为声波在流体中的衰减系数（dB/m）；x为衰减测量对应的距离（m）。

2.入射角小于临界角的声波衰减

泥浆和地层界面处由于能量传递而造成的声波衰减。入射波声能（A₀）与透射波声能（A_s）比称能量传递系数T_c：

地球物理测井

传递系数和岩石、泥浆的相对波阻抗有关，波阻抗又与岩石、泥浆声速成正比。

3.岩石中的衰减

摩擦能量损失。纵波和横波的衰减呈指数函数形式：

地球物理测井

式中：a为总衰减系数（dB/m）；l为波传播距离（m）。

由于频散和绕射而产生的能量损失，主要出现在裂缝性、孔洞型岩石上。总之，岩石中的声波衰减，是指声波经过岩石、泥浆等介质边界的传递所造成的摩擦声能损失。

由以上分析可见，声波衰减测井可适用于地层分析。

（二）井中声波幅度测量

在裸眼井中进行声波幅度测井时，其声系由单发射器和单接收器组成（图2-5）。在脉冲电流作用下，发射器T把电能转换成机械能，并以声波的形式发射出去。声脉冲频率一般选择20 Hz，声波频率选择20 kHz。20 kHz的声波属于超声范围，因此，声波幅度测井也叫超声波测井。发射器产生的声波，穿过泥浆射向井壁岩层，一部分进入岩层成为透射波；一部分反射回来。以临界角入射的一部分，则在井壁上产生滑行波。滑行波引起向井内发射的首波（或叫折射波）。此外，还有一部分直接沿泥浆传播的直达波。因为声波幅度测井是要观测与声波能量传递给岩层时声能损失的程度。由于不可能直接测量岩层的衰减，所以采用测量研究沿井壁滑行波幅度的间接方法。为了使最先到达接收器R的声波是由滑行波引起的首波，声波幅度测井仪器的源距L（发射器到接收器的距离）要选择得足够长，以保证滑行波比直达波先到达探测器。根据上述要求，选择1 m长的源距已足够。

（三）声波幅度测井成果分析

如图2-12所示，声波幅度测井曲线记录在左数第3道中。

声波测井综合解释表明：A层为一高压水层，B层和C层为油层；A层与B层之间有17 m厚的泥岩夹层。从图中看出，声波幅度曲线有不同程度的能量降低。泥岩最甚，高压水层A居中，而B、C油层能量降低程度不如水层，更不及泥岩层。