声波测井目的应用1、确定孔隙度—时差2、识别岩性—时差、幅度衰减3、油气识别—时差、幅度衰减、Vp/Vs4、裂缝识别（或渗透性）—低频斯通利波、波形、幅度衰减5、固井质量、钻井工程（弹性系数、地层压力、破裂压力）、采油开发（弹性系数、岩石强度、出砂指数）6、地震标定、构造确定、工程物探第一章1、Z=ρc称之为波阻抗或声阻抗2、弹性常数之间的转换关系表3、影响岩石声波速度的因素: 1. 岩性是影响声速的最主要因素2. 孔隙和流体性质对声波速度的影响3. 压力对声波速度的影响4. 温度对声波速度的影响5. 岩石生成的地质条件对声波速度的影响6. 埋藏深度对岩层速度的影响4、射线声学理论或几何声学理论：1．费尔马原理2．惠更斯原理3. 斯奈尔（Snell）定律5、滑行波作为首波接收的条件（见课本）6、声波测井声系源距的选择原则：（1）要保证滑行波作为首波而非泥浆直达波，源距选择不能过小。
（2）在实际测井中，由于声波在传播过程中存在着各种衰减，增大源距，声波衰减严重，易发生周波跳跃，因此在一定的发射声功率的条件下，源距选得又不能过长。
（3）波组分。
不同的测井目的，需要更多组分的波，在声功率允许下增大源距，以保证波组群能在时间域内有效分开。
7、声波在传播过程中能量衰减：波前扩展造成的声能衰减—几何扩散；声波在介质中的吸收造成的衰减；井下声波的衰减；泥浆对超声的衰减1）泥浆对超声的吸收衰减2）泥浆固相颗粒对超声的散射衰减8、声波测井换能器：声波的两种物理效应——磁致伸缩效应和压电效应当铁磁性材料的磁状态改变时，其尺寸也发生相应的改变，这种现象称为磁致伸缩效应。
有些多原子分子晶体材料在应力作用下发生形变时，会在晶体表面产生电荷，这种现象称为压电效应。
第二章、声波测井-声波传播特征1、斯通利波：不符合Snell反射折射定律，不是一般意义上反射波、折射波，其传播速度总是低于井中泥浆波速度，是沿井壁界面传播的一种面波（或诱导波）。
这种称斯通利波（Stoneley wave）。
低频斯通利波的低频部分称为管波。
波的衰减：斯通利波的振动幅度与Z无关，说明在Z方向上没有几何扩散衰减。
在r方向上，在井内按I0(μb r)规律变化，在井壁处最大，在井轴上最小；在地层中波数与井内波数极点相同，其振幅分别以K0(μp r)、K1(μs r)规律变化，近似按指数规律衰减，具有面波的特性波的频散特性: 当频率一定时，可得到一个波数k0，由此可得到一个速度V，不同频率可得到不同的速度，这样可得到一条速度随频率变化的频散曲线伪瑞利波：声波入射角大于第二临界角，在（θs，π/2）之间，相当于全反射波，速度低于地层横波速度，称为伪瑞利波（pseudo-Rayleigh wave），也是一种面波。
伪瑞利波（瑞利波是指自由固体界面传播的波）有多种模式波。
波的衰减：伪瑞利波的振动幅度与Z无关，沿Z方向上不产生几何扩散衰减。
在r方向上，在井内按J0(μb r)震荡衰减，在井壁处最大，在井轴上最小；在地层中其振幅分别以K0(μp r)、K1(μs r)规律变化，近似按指数规律衰减，具有面波的特性波的频散特性a.伪瑞利波频散较严重。
b.存在截止频率，可证明截止频率就是横波的共振频率。
因此只有声波源频率高于截c.>截止频率时才能激发起伪瑞利波，在截止频率处速度等于横波速度。
d.随着频率增加速度下降较快，最后趋于泥浆速度，相速度总是高于泥浆波速度。
e.群速度总是低于相速度，随频率增加速度下降更快。
同时存在速度极小值，速度低于泥浆速度，称为爱瑞相（Airy phase）。
在爱瑞相处伪瑞利波晚于斯通利波到达接收器。
2、边界条件（见课本）第三章声速测井2、单发双收声系的优缺点优点: Ａ能直接测量岩层的声波速度或时差;在固定l上仅与岩层速度有关传播时间,在整个井眼剖面上得到的岩层速度指在l间距内平均值。
Ｂ现用间距为0.5米,使声波测井曲线能划分厚度0.5米以上岩层。
［间距l是不是愈小愈好？］1）l选择过大，对分辨薄层不利，同时R2接收声信号幅度可能由于衰减太多，幅度太小而不易检测到，不易辨认，容易产生记录误差。
2）l选择过小，记录时差的绝对值变小,在地面仪器的精度一定时,被测量的绝对值小将导致记录的相对误差变大另外间距太小.存在的问题：Ａ: 井眼不规则影响；Ｂ: 深度误差对于上发下收：H-∆h=H-atgθc对于下发上收：H+∆h=H+atgθc ，但由于随着岩层的变化,井径和角度θc是变化的，因此深度误差没法校正。
3、双发双收声系：优点A 可消除井径变化对测量结果的影响B 可消除深度误差缺点（1）薄层分别率差2)对于低速地层出现盲区，当θc>68.20(低速地层),CD 与C ' D '不重合之间有间隔,此间隔地层对测量结果无贡献称盲区。
4、井眼补偿声系1）单发双收声系加地面延迟电路2）双发四收声系3）双发双收声系5、长源距双发双收声系问题提出：（1）低速地层（气层、裂缝发育地层）第一临界角大，用短源距时，测不到低速层地层的滑行波，很可能测得是泥浆直达波；（2）破碎带存在，用用短源距时，只能测得破碎带声学特性。
若要测得原状地层声学特性要用长远距。
5、 声速测井的误差和干扰时差记录产生的误差-相位误差，定义:由于产生时差信号(记录波)时,触发记录波前沿和后沿的两道首波的相位不同而引起的误差.周波跳跃：在裂缝发育地层，滑行纵波首波幅度急剧减小，以致第二道接收探头接收到的首波不能触发记录波，而往往是首波以后第二个、甚至是第三或第四个续至波触发记录波。
这样记录到到时差就急剧增大，而且是按声波信号的周期成倍增加，这种现象叫周波跳跃。
它是用来识别气层和裂缝储层的特征标志。
6 M.R.Wyllie 时间平均公式及体积模型（1）物理意义：声波在单位体积岩石内传播所用的时间等于岩石骨架部分（1- φ）所经过时间与孔隙部分φ所经过时间的总和。
（2）应用条件：时间平均公式不包括任何弹性波在岩石中传播的动力学描述，不反映岩层的密度、弹性参数及孔隙结构对岩层声速的影响。
体积模型—把单位体积岩石传播时间分成几部分传播时间的体积加权值纯砂岩油层：（公式推导见课本）时间平均公式只适用于岩性骨架单一、孔隙度分布均匀、孔隙度变化不大。
实际使用存在缺点？(1) 孔隙度25 ～ 30%内合适，5～15%内偏低，>30%时偏高;(2)骨架时差选择择存在问题,砂岩骨架用182us/m(或18000ft/s,55.5us/ft),实际上砂岩骨架时差是在168~182us/m 变化 (或51.2~55.5us/ft),石灰岩是143~156us/m(或43.6~47.5us/ft)变化,白云岩在126~143us/m(或38.4~43.6us/ft)变化。
存在选择合适骨架时差问题 （3）对欠压实地层需要压实校正及确定岩石系数7、Raymer 换算公式V=(1-φ)mV ma +φV f与时间平均公式比较:(1）在低中孔隙度地层雷尹麦公式合适(平均公式改用Vma=19500ft/s); (2)25~30%,两者一致;(3)>35%,平均公式欠压实,雷尹麦公式考虑了压实校正因素;(4)雷尹麦公式中骨架时差采用单一值,平均公式为18000~19500ft/s 变化.8声速测井资料的解释与应用第四章 套管井中声波测井固井评价Ⅰ界面：水泥与套管胶结界面 固井评价Ⅱ界面：水泥与地层胶结界面 一、套管波水泥环波:在第一界面上不会出现滑行波，只有一次或多次反射波（sin θ2/sin θ3=V 2/V 3,V 2>V 3), 由于水泥环中存在微裂隙水泥胶结不致密,一般水泥环的能量很弱,常被其它波列所掩盖,忽略不计.地层波：水泥—地层(第二界面)胶结好时（V4>V3), 一般出现地层波(滑行纵横波),地层波的出现说明二界面胶结良好，进而可以利用地层波信息（幅度、能量）反映二界面胶结情况。
泥浆导波：接收器接收到的泥浆波时间不变，T=189*5=945us二、影响套管波幅度的各种因素1）套管的直径的影响：套管直径实际上对套管波的衰减无影响。
它是反映泥浆对声波衰减的影响，也即对套管波原始振幅有影响。
2) 套管厚度的影响3)水泥环对套管波幅度的影响a.水泥抗压强度的影响b.水泥环密度的影响c.水泥环的厚度的影响d.水泥窜槽的影响4）地层特性对套管波幅度的影响5) 测量时间对套管波幅度的影响三、固井质量的测井主要有水泥胶结测井（CBL）、声波变密度测井（VDL）、以及分区水泥胶结测井（SBT）水泥胶结测井（CBL）原理井下仪器：单发单收声系+电子线路声源：压电陶瓷晶体，频率：20kHz源距：3ft或1m仪器测量记录套管波的第一个波峰的幅度值(以毫伏mv为单位)，得到沿井身连续的套管波首波的幅度，即为水泥胶结测井曲线。
应用：1、确定水泥面：低值到高值的半幅点处2、检查固井质量（一界面胶结情况）3、检查套管接箍：间隙对能量衰减大，等间距负峰60~70%4、测定套管断裂位置，在无水泥胶结地方，裂缝处套管波衰减大，出现负尖峰5、判别管外气层6、检查补挤水泥效果声幅测井存在问题：1、仪器偏心影响：(1)套管波幅度减小;(2)到达时间提前;(3)后续波失真;在井剖面上套管波到达时间不是固定的.采用扶正器来实现。
2、记录套管波的局限(头半周): 仅评价一界面,不能评价二界面情况,窜槽有可能水泥—地层胶结不好引起的。
利用地层波来解决。
3、水泥环间隙影响：间隙一般0.1mm,不足以引起流体窜流,但对声耦合有影响,造成套管波幅度与部分胶结相同。
解决办法：(1)加压再测量依次(可能造成压裂套管、水泥环),(2)采用反射脉冲反射法测井。
变密度测井VDL：原理：变密度测井是为了解决第二界面胶结情况而提出的。
其井下仪器为单发单收系统，L=5ft（一般与声幅测井一起测量CBL：L=3ft），以调辉方式记录整个波形（模拟信号），通过对波形按幅度大小以灰度等级来显示的（数字信号）。
第五章声波全波列测井1、波形信息提取方法声波全波列测井资料的一般处理流程是：首先识别和提取各道波形中纵波、横波、斯通利波等组分波的波至点；接着计算各组分波的声波时差和幅度衰减；然后对波形进行频谱分析，提取各分波的主频、峰值及能量等参数。
波形识别法：1）根据纵横波时差比变化范围，确定横波的初始波至点。
(一般所有岩石1.4-2.2) TS—1.5-1.8TC2）根据纵波传播一周所需时间，纵横波传播源距L所需时间差值，就可以估计出纵波延续5-9个周波后出现横波。
3）同相轴类比法：一般根据上下围岩纵波、横波波至相位特性，有先把纵波波至点连接起来，然后把横波波至点连接起来，横波波至的连线类似于纵波。