图2-14裸眼井声波幅度测井原理图

测井仪类型：单发单收声幅测井仪，记录首波第一个半周的峰值幅度；单发双收声幅测井仪，记录两个接收器首波第一个半周幅度A1和A2之差?A或者两者比值A1/A2。 （1）裂缝性地层

克洛波夫等人在实验室中模拟得到， 垂直裂缝主要衰减纵波，而水平裂缝主要对横波的衰减大。

把有裂缝和无裂缝时的声波幅度的比值作为相对幅度，右图描述了纵、横波衰减和裂缝倾角的关系：纵波在水平裂缝（裂缝倾角在0附近）的衰减最小，而在高倾角裂缝（50~80）衰减较大；横波在水平裂缝和低角度裂缝的衰减最大。

声波通过裂缝时，只有部分能量通过，再加上裂缝内的物质对声波也有衰减作用，

图2-15裂缝倾角变化对声波相对幅度的影响

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因此声波通过裂缝后有较大的衰减。裂缝对声幅的衰减与裂缝的倾角、开口及发育程度有关。对于纵波，裂缝角在50~80时衰减大，开口越宽、发育程度越好，衰减越大。 （2）溶洞性地层

声波传播时，将绕过溶洞传播，过溶洞后会复原，这样增加了传播路径并产生波的干涉，造成声波能量的较大衰减；同时溶洞引起声波的散射，增加了声波的衰减，所以在溶洞性地层处，地层波幅度很小。 2、水泥胶结测井（CBL）

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（1）水泥胶结测井原理

水泥胶结测井下井仪如图2-16所示，由声系和电子线路组成，源距为1m。

发射换能器发出声波，其中以临界角入射的声波，在泥浆和套管的界面上折射，产生沿这个界面在套管中传播的滑行波（又叫套管波），套管波又以临界角的角度折射进入井内泥浆到达接收换能器被接收。仪器记录套管波的第一副峰的幅度值，即水泥胶结测井曲线值。 （2）影响水泥胶结测井曲线的因素 ①测井时间的影响

套管波的衰减和水泥的强度有关，强度小衰减小，因此在水泥凝固过程中，套管波能量衰减不断的增大。在未凝固和封固好的井段都会出现高幅度值，因此要等水泥凝固后再进行测井；但是测井时间也不能太晚，会由于泥浆沉淀固结、井壁坍塌造成无水泥井段引起声幅低值的现象。一般要求固井后24-48小时之间测井最好； ②水泥环厚度的影响

水泥环的厚度大于2cm时，它对水泥胶结测井结果影响是个固定值；小于2cm时，水泥环厚度越薄，水泥胶结测井曲线值越高。

③井筒内泥浆气侵会使声波能量发生较大的衰减。 （3）CBL曲线的应用 ①确定水泥面和套管接箍位置

水泥面指固井后水泥上返的顶面，其上为自由套管。水泥面以上声波幅度最大，其间有

图2-16水泥胶结测井原理图

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间隔相等的声幅降低的尖峰，这些尖峰显示套管接箍的位置；声幅最高点和声幅最低点之间的半幅点为水泥面。 ②检查固井质量

若套管和水泥胶结良好，这时套管和水泥环的声阻抗差较小，声耦合较好，套管波的能量容易通过水泥环向外传播，套管波能量有较大的衰减，测量记录的水泥胶结测井值就很小；若套管和水泥胶结不好，套管外有泥浆存在，套管与管外泥浆的声阻抗差很大，声耦合较差，套管波的能量不容易通过管外泥浆传到地层处，因此套管波能量衰减很小，而水泥胶结测井值很大。由此可以判断固井质量。

通常利用相对幅度来检查固井质量，定义：相对幅度? 一般规定：相对幅度小于20%为胶结良好；

相对幅度介于20%~40%之间的为胶结中等； 相对幅度大于40%的为胶结不好（串槽）。

还可以利用水泥胶结指数（BI）曲线来指示水泥固井质量，定义： BI（胶结指数）?目的井段曲线幅度?100%

泥浆井段曲线幅度?目的井段声幅衰减率(dB/ft)?1

完全胶结井段声幅衰减率(dB/ft)?2这里声幅衰减率?是套管波在套管中传播1英尺或1米衰减的分贝数。由于声幅衰减率和水泥胶结的情况有关，完全胶结时的声幅衰减率最大，胶结指数最大是1；而胶结指数越小于1，说明水泥胶结得越差。

不足之处：只能判断套管和水泥的胶结情况，由于没有测量从地层来的信号，所以难于判断水泥和地层的胶结情况。 ③检查补给水泥效果

当相邻油水层之间胶结质量差时，则它们封隔不好，当射开油层时，水层的水会窜到油层流向井内，影响油层的产量，这种情况称为水泥窜槽。这时可在流层段内射孔补给水泥，并重新测井检查补给水泥的效果。 ④判断气层

高压气层，由于气侵，在气层部位可能完全没有水泥胶结或很少水泥，为气体充填，水泥胶结测井幅度很高，接近自由套管或超过自由套管的幅度。 ⑤判断套管断裂位置

在无水泥井段，套管断裂显示与套管接箍显示相同，断裂处有负尖峰。 3、声波变密度测井（VDL)

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声波变密度测井是一种测量套管外水泥胶结，从而检查固井质量的声波测井方法，提供更多的水泥胶结信息，反映水泥环的第一界面和第二界面的胶结情况。

（1）声系结构：一个发射换能器和一个接收换能器，源距为1.5m。 （2）声波变密度测井原理

套管中的声波信号：从发射换能器到接收换能器，声波有沿套管、水泥环、地层和泥浆四种途径。

传播过程：由于泥浆的声速小于其它介质的的传播，因此由泥浆直接传播的直达波最晚到达接收换能器；水泥对声能衰减大，声波不易沿水泥环传播，所以水泥环波可以忽略；最早到达接收换能器的一般是沿套管传播的套管波；当水泥环的第一、第二界面胶结良好时，通过地层返回接收换能器的地层波较强，若地层速度小于套管速度，地层波在套管波之后到达。既接收换能器接收的声波信号的顺序是：首先是套管波，其次是地层波，最后是泥浆波。

声波变密度测井就是依照时间的先后顺序，依次采出前12~14个波的正半周加到示波器上，控制各自光点的辉度，在胶片上记录随深度变化的时间——强度记录，即一系列颜色深浅不同、形状和颜色随深度变化的条带，记录的是全波列，又称为全波列测井。

（3）记录方式：调辉记录和调宽记录

调辉记录：对接收到的波形检波去掉负半周，在示波器上用正半周作幅度调辉，控制示波器的荧光屏亮度，信号幅度大，光点辉度强；在胶片上，颜色越深(暗)，幅度越大。 横坐标----时间，纵坐标----井深，明暗程度----声幅大小。

套管信号和地层信号的特点：套管的声波速度不变，且通常大于地层速度，套管波的相线为一组平行的直线，且在图的左侧；不同地层速度不同，地层波到达接收换能器的时间是变化的，可将套管波和地层波分开。

（4）不同固井质量情况下，套管波和地层波的幅度变化规律

①自由套管或无水泥井段和第一、第二界面均未胶结的情况：套管波很强，地层波很弱或完全没有；

②有良好的水泥环，且第一、第二界面均胶结良好的情况，套管波很弱，地层波很强； ③水泥和套管胶结良好与地层胶结不好：套管波和地层波均很弱；

④水泥串槽或微间隙：水泥串槽时有中等幅度的套管波和地层波；水泥环和套管之间有微间隙时，套管波幅度中等，而地层波很强。 （5）存在问题及解决办法 易将微间隙误认为窜槽； 源距大，分辨力低；

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