地声“声波测井”探秘

   2009-06-10 中国石油新闻中心中国石油新闻中心

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核心提示:地球上除了大气层和海洋外,其余绝大部分是固体。固体地球除了是声音传播的介质外,也蕴藏着丰富的声音,这

  地球上除了大气层和海洋外,其余绝大部分是固体。固体地球除了是声音传播的介质外,也蕴藏着丰富的声音,这就是地声。

  通常把地层岩石中每秒钟振动20次以上(频率为20赫兹)的纵波(介质质点振动方向与声波传播方向一致的波动),称为地声。人听到的地声主要来自地壳,如地震发生前可以听到的类似于雷鸣、撕裂、轰鸣的声音就是地震地声。另外,火山喷发,泥石流,山体滑坡,矿井的崩塌,油气井井下有石油、天然气或水涌出,都会发出声音。人在承受力达到极限,吃不消或感到疲劳时,往往会大吼一声或者发出呻吟。固体也有这种现象。固体在发生破裂前发出声音的现象叫声发射,这种现象最早是在岩石中发现的。

  现在,科学家已经根据固体在破裂或损坏前会发出声音的原理,研制了材料的探伤仪器,例如,检查铁路钢轨内部是否有裂缝、缺陷,是否会断裂等。在石油天然气井下,则可以根据井下钢套管或岩石发出的声音的测量记录,预测套管或岩层是否有断裂、破损的征兆,避免事故(如套管断裂)发生,还可以检查作业效果(如岩石被钻头破碎或压裂的情况)。另外,钻头在破碎岩石时发出的声音也会因岩石的种类不同而异,根据对这种声音的测量记录,可以识别井下岩层的性质和变化。

  在井下测量记录到的地声,可分为三类:岩层自然发出的声音,对这种声音的测量记录,是“被动”的;由于井下机械作业引起的声音;测量记录由井下专门的发声器件(声学探头)发出的、经过要研究分析的岩层时的声音。后两种声音都是“主动”测量记录的,最后一种则是现代应用最广泛的井下岩石声学性质测量方法,即声波测井。



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