利用纵横波速度比分析地层性质 摘 要：裸眼井测井解释的主要任务即是地层岩性识别和储层流体性质判别，因此，利用偶极声波测井资料中的纵横波速度比，进行地层岩性识别、孔隙中流体性质判别，应用效果比较明显。但纵横波速度比值也受到地层孔隙度、泥质含量、储层流体性质的影响，在应用过程中要充分分析这些影响因素，合理利用。关键词：纵横波速度比；影响因素；岩性识别；流体性质判别1. 引言利用偶极声波测井资料中的纵横波速度比进行地层岩性识别、孔隙中流体性质判别，1. 纵横波速度比不同岩性的岩石，其时差比tr=ts/tp、幅度衰减和泊松比均有不同的数值，根据这些参数的不同就可以确定岩性。在软地层中，纵横波速度比随沉积物压实程度的降低而增大。对白云岩和石灰岩来说，其关系几乎是一条水平线，Vp与Vs的比值几乎是一个常数，分别为1.80和1.86；对干砂岩或含气砂岩来说，其关系也几乎是一条水平线，且Vp与Vs的比值近似为1.58；而含水砂岩却表现为Vp与Vs的比值随孔隙度的增加、压实程度和有效地应力的降低而增加。含气饱和度随数据点向右下角的偏移而增大，如图1所示。只根据气对t的影响不足以定量确定含气饱和度，但Vp/Vs与t的交会确实是优秀的气层指示器。1. 影响因素2.1孔隙度气层和水层岩石的纵横波速度比随孔隙度增高和围限压力增大而增大。因此，在解释中必须考虑孔隙度与地层压力同纵横波速度比测量值的匹配。图2是砂岩储集层岩石纵横波速度比同孔隙度、流体性质与围限压力的试验关系曲线2。从图中可以看出，孔隙度相同时，气饱和岩石的纵横波速度大部分要比水饱和岩石的纵横波速度比小；而纵横波速度比相同且均较小时候，若怀疑储层含水时要考虑孔隙度小的储层。因此，在用纵横波速度比判断气层时候，要考虑储层孔隙度的影响。2. 泥质含量图3 纵横波速度比与泥质含量交会图图4 X井泥质砂岩与砂岩测井解释成果图当地层含有泥质成分不同时，纵横比速度比数值会表现出差异。泥质含量高的地层纵横波速度比略高，泥质含量低的地层纵横波速度比略低。如图3和图4所示，在X井4622-4633m井段地层物性和含气性均较差，综合分析泥质含量会对纵横波速度比产生影响。因此，在利用纵横波速度比判断储层含气性时候，要考虑泥质含量的影响。2. 流体性质地层含气时，体积密度变小，体积弹性模量也变小，地层切变模量几乎不变，纵波速度减小很大，横波速度稍许增大，因此含气储层的纵横波速度比减小很多。理论表明，纵波速度随含气饱和度增加而减小，横波速度随含气饱和度增加而有增大的趋势，在含气地层中纵横波速度比要比饱和水地层小的多。因此纵横波速度比可作为储层流体性质指示的参数，利用纵横波速度比可定性判断流体性质。纵、横波速度取决于岩石弹性模量和体积密度。岩石体变模量和体积密度与岩石孔隙度和孔隙流体性质有关；而岩石剪切模量只与岩石孔隙度有关，与孔隙流体性质无关，因流体没有剪切模量。图5是气饱和岩石与水饱和岩石的纵横波与孔隙度的实验关系曲线1。一般情况下，有含气特征的储层，Vp/Vs值均有不同程度的下降，无含气特征的储层，Vp/Vs值随泥质及含水饱和度的增加，呈斜线上升；干层和低产气层纵波时差值相对较小，气层和气水同层声波时差值较大。图6是不同流体性质储层纵横波速度比与声波时差交会图。图5 纵横波速度同岩石孔隙度与流体性质的实验曲线（岩性为砂岩，测量纵横波速度时围限压力为351kg/cm2，据R.E.Sheriff的资料）图6 纵横波速度比与纵波时差交会图2. 应用效果图7 纵横波速度比与自然伽马交会图图8 Y井测井解释成果图（岩性剖面）图7和图8为利用纵横波速度比进行岩性识别实例，可以看出利用纵横波速度比和自然伽马交会图可以比较有效的进行岩性区分，从而辅助进行岩性识别。图9和图10为利用纵横波速度比进行流体性质识别实例，可以看出利用纵横波速度比与声波时差和补偿中子交会图可以比较有效的进行流体性质识别图1 纵横波速度比与纵波时差交会图图2 纵横波速度比同岩石孔隙度、流体性质与围限压力的实验关系曲线（测量纵横波速度比时围限压力P为0703kg/cm2，据R.E.Sheriff的资料）图9 纵横波速度比与声波时差交会图图10 Z井测井解释成果图（流体性质）2. 结论与认识（1）利用纵横波速度比与自然伽马交会图可以辅助识别岩性；（2）利用纵横波速度比与纵波时差和补偿中子交会图可以识别气层；（3）在砂岩中纵横波速度比随着孔隙度增大而增大。参考文献1谭廷栋.纵横波速比直观指示气层的解释方法J.石油学报，1990年7月4-全文完-