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文章导读：
- 1、岩石的弹性力学及声学参数
- 2、实验室岩样和现场岩体超声波速度差异的原因
- 3、岩石声波速度的测量方法
- 4、岩石与地层的波速特征
- 5、如何用声波速度判断砂泥岩、碳酸盐岩地层?
- 6、岩石中的波及其速度测量
岩石的弹性力学及声学参数
1、在均匀无限的岩石中，声波速度主要取决于岩石的弹性和密度。作为弹性介质的岩石，其弹性可用下述几个参数来描述。
2、在上述岩石中，用于常温常压的样品为20块、用于高温高压地层条件下的样品为20块，测量参数为抗压强度(Sd)、抗张强度(St)、抗剪强度(Sc)、杨氏模量(E)、体积模量(K)、剪切模量(G)、泊松比(μ)。
3、(1)声速与弹性力学参数：由(110)及(112)式可见，只要测取岩体的纵波及横波声速vp及vs，并已知岩体密度p的情况下，便可以获取岩体的动弹性模量E、剪切模量 G及泊松比σ，对岩体的动力学特征做出评价。
4、岩石力学分析：弹性力学理论可以用于研究岩石的力学性质，包括弹性模量、剪切模量、泊松比参数，这些参数对于岩石的稳定性和承载能力评估、岩石挤压和变形行为分析都至关重要。
5、声波测试岩体(石)的弹性力学参数是在快速瞬间加载情况下完成的，称为动力法。所测得的参数称为动弹性参数，如动弹性模量Ed、动泊松比μd、动剪切模量Gd等。
6、岩石物理性质指岩石的力学、热学、电学、声学、放射学等特性参数和物理量。岩石的物理性质包括：颜色、条痕、光泽、透明度、硬度、解理、断口、脆性和延展性、弹性和挠性、相对密度、磁性、发光性、电性、其它性质。
实验室岩样和现场岩体超声波速度差异的原因
1、工程岩理力学关系。通过测量超声波在岩石样品中的传播速度，研究了岩石的结构构造、密度、孔隙度和弹性模量等物理特性对超声波传播的影响。实验结果表明：岩石的结构构造、密度和孔隙度对超声波波速影响较大。
2、因为反射、透射和折射波的产生条件主要是弹性介质在速度上存在着差异所致。地震波在不同岩性地层中传播的速度称为层速度。无论纵波或横波，它们在地层中传播的速度取决于岩石的弹性常数和密度。
3、实验室内测量 在实验室内进行岩石 声速 测量需要特殊的 测量系统 和特殊的标本形状，所用频率一般在106Hz以上。因此，实验室内测量得到的实际上是超声波在岩石中的速度。实验室内观测的主要方法是 行波 法。
岩石声波速度的测量方法
1、到60年代，Birch（1961）利用超声波在岩石中传播的方法，首先实现了在实验室中对岩石样品中纵波传播速度的测量。之后不久，横波速度也成功测得。
2、发射的有可能为球面波；用接收换能器做反射面也会使误差增大；调节超声波的谐振频率也会是误差增大；判断最大值的位置不准确。超声波测量是指测量频率超过16-20kHz的弹性波在岩体中传播速度的方法。
3、梅克尔法：利用圆柱的共振频率和声速之间的关系来测量声速。多普勒效应法：利用多普勒效应来测量声速，即测量声波在运动的空气中的频率变化。电磁法：利用声波沿着磁场传播时的速度和电磁波速度之间的关系来测量声速。
4、测量声速的方法有炮声法、声纳测量法、装置共振法等。炮声法 炮声法是一种测量声速的方法。它是最古老且简单的方法之一。该方法利用远距离的炮声传播时间来测量声速。
5、采用这种控制方式，一般加压到测定点压力时，可把孔隙度控制在储层疏松砂 岩的孔隙度30％～33％附近。测量技术的第二个特点是进行岩石轴向变形测定。波速的测量是通过岩心样品的实时长度除以声波 通过样品的实际时间计算的。
岩石与地层的波速特征
1、弹性波与波速 均匀岩石中可能产生两类弹性波，一类是纵波，也称P波，其质点运动方向与波传播方向平行。纵波在岩石中传播速度是 储层岩石物理学 式中：ρ是岩石的密度；λ和μ是岩石变形的弹性参数。
2、地层水的vP随压力和矿化度的升高而增大；它也随温度的升高而增大，但当温度超过80～100℃以后又随温度升高而减小。岩石中的波速取决于其矿物成分和孔隙充填物的弹性。
3、密度较小的粘土、泥岩和疏松砂岩，声波的传播速度较慢，越致密或密度越大的岩石，声波传播速度越快。
4、而大洋最古老的岩石仅仅是200 Ma。在地壳下面的岩石圈地幔主要由橄榄岩质岩石（超镁铁岩）组成，密度大约为3 g/cm3，地震波纵波速度达到0 km/s以上，而地壳的纵波速度均小于0 km/s。
5、地震波在不同岩性地层中传播的速度称为层速度。无论纵波或横波，它们在地层中传播的速度决定于岩石的弹性常数和密度。其中 勘查技术工程学 式中：λ、μ为拉梅常数和剪切模量。
6、因为这些岩石，特别是砂岩，由于孔隙内充填的油、气、水介质不同，引起速度上的差异，必然使油、气、水之间，以及它们同上下围岩之间所形成的良好分界面的反射系数不同，造成反射地震波振幅和其他动力学特征不同。
如何用声波速度判断砂泥岩、碳酸盐岩地层?
1、声波速度测井最主要的用途是确定岩层的孔隙度。此外，有一些岩层的声波曲线或具有一定的形状特征，或具有一定的Δt值，这些往往可以用来判断岩性和作为地层对比的标志。
2、声波速度测井简称声速测井，是在井中测量井壁地层声波传播速度的一类测井方法。由于声波速度测井直接记录的是声波时差(即声波速度的倒数)，因此也常被称为声波时差测井。
3、（1）可用来研究岩性、岩相、地层厚度、油气水等在横向上的变化。（2）是寻找地层圈闭油气藏的新的有力手段。（3）在砂泥岩地区，天然气的存在使得速度、密度值有明显的下降，波阻抗值变大。
4、从反射地震资料中可以提取多种物性参数，例如速度、吸收系数、泊松比等。目前能较好地利用来求取岩性参数的还主要是速度参数。利用它可以估算储层孔隙度、密度、砂泥岩含量等。
5、因此，应用微侧向测井曲线可以划分岩性，划分厚度为5cm的薄夹层、致密层，常用于碳酸盐岩地层测井中。 声波时差测井 (1)声波时差测井原理 声波时差测井原理如图4-12所示，在下井仪器中有一个声波发射器和两个接收装置。
6、当较纯的孔隙性碳酸盐岩时， 地球物理勘探及地球化学勘探方法在城市建设中的应用 由式(5-1-24)可知，用电阻率测井资料求得的地层水电阻率ρw和地层电阻率ρt，便可从上列各式获得孔隙度值。
岩石中的波及其速度测量
1、到60年代，Birch（1961）利用超声波在岩石中传播的方法，首先实现了在实验室中对岩石样品中纵波传播速度的测量。之后不久，横波速度也成功测得。
2、实验室内测量 在实验室内进行岩石 声速 测量需要特殊的 测量系统 和特殊的标本形状，所用频率一般在106Hz以上。因此，实验室内测量得到的实际上是超声波在岩石中的速度。实验室内观测的主要方法是 行波 法。
3、在勘探和开发地球资源方面，研究岩石中弹性波速度的任务在于，提供一种将地震波探测与岩石矿物成分（固体基质）、孔隙度和孔隙流体等加以联系的桥梁。
4、电磁波在基岩中的传播速度取决于基岩的不同性质，一般情况下，电磁波在岩石中的传播速度约为3000m/s-4500m/s，砂土中则可以达到每秒6000-8000米，而在水中则可以达到1400-5000m/s。
5、这样，通过对井下岩石声速的测量记录就可以将不同种类的岩石区分开来：声速快的是致密坚硬的大理岩、白云岩、花岗岩等岩石；而声速慢的则是泥岩，页岩等疏松的岩石。
关于岩块声波速度视频和岩体声波测试视频的介绍到此就结束了，感谢阅读。
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