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1、硬岩层区工程地球物理测井简要技术及应用第1页，本讲稿共44页应用范围应用范围水电、核电工程勘探：水电、核电工程勘探：水坝、水电站、核电站选址水坝、水电站、核电站选址铁路、公路、桥梁、隧道工程勘探铁路、公路、桥梁、隧道工程勘探港口、机场的基础地质条件勘探港口、机场的基础地质条件勘探城市高层建筑地基工程勘探城市高层建筑地基工程勘探矿区工程水文勘探矿区工程水文勘探第2页，本讲稿共44页一、工程地球物理测井主要方法及其物理基础一、工程地球物理测井主要方法及其物理基础一、工程地球物理测井主要方法及其物理基础一、工程地球物理测井主要方法及其物理基础（一）岩石强度分析（一）岩石强度分析（一）岩石强度分析（一
2、）岩石强度分析 1 1 1 1岩石强度参量岩石强度参量岩石强度参量岩石强度参量 2 2 2 2岩石强度动态测定的物理基础岩石强度动态测定的物理基础岩石强度动态测定的物理基础岩石强度动态测定的物理基础 3 3 3 3地球物理测井确定弹性模量的关系式地球物理测井确定弹性模量的关系式地球物理测井确定弹性模量的关系式地球物理测井确定弹性模量的关系式（二）评价岩石均一性和稳定性（二）评价岩石均一性和稳定性（二）评价岩石均一性和稳定性（二）评价岩石均一性和稳定性 1 1 1 1 均一性评价均一性评价均一性评价均一性评价 2 2 2 2 稳定性评价稳定性评价稳定性评价稳定性评价二二二二 工程测井的主要方法技
3、术措施工程测井的主要方法技术措施工程测井的主要方法技术措施工程测井的主要方法技术措施 (一一一一)密度测井密度测井密度测井密度测井 (二二二二)声速测井主要技术要求声速测井主要技术要求声速测井主要技术要求声速测井主要技术要求三三三三 弹性模量计算程序弹性模量计算程序弹性模量计算程序弹性模量计算程序四四四四 、实实实实 例例例例第3页，本讲稿共44页一、工程地球物理测井主要方法及其物理基础一、工程地球物理测井主要方法及其物理基础 主要介绍利用测井资料进行岩石强度分析的主要介绍利用测井资料进行岩石强度分析的主要介绍利用测井资料进行岩石强度分析的主要介绍利用测井资料进行岩石强度分析的物理基物理基物理
4、基物理基础础础础，和测井工作中应进行的刻度、井径校正、误点剔，和测井工作中应进行的刻度、井径校正、误点剔，和测井工作中应进行的刻度、井径校正、误点剔，和测井工作中应进行的刻度、井径校正、误点剔除等主要除等主要除等主要除等主要方法技术措施方法技术措施方法技术措施方法技术措施。并列举实例介绍测井资料的。并列举实例介绍测井资料的。并列举实例介绍测井资料的。并列举实例介绍测井资料的运用，进行工程地质评价的基本方法。运用，进行工程地质评价的基本方法。运用，进行工程地质评价的基本方法。运用，进行工程地质评价的基本方法。第4页，本讲稿共44页 在工程地质勘察工作中，应用现代测井技术较为在工程地质勘察工作中，
5、应用现代测井技术较为在工程地质勘察工作中，应用现代测井技术较为在工程地质勘察工作中，应用现代测井技术较为有效可行的是有效可行的是有效可行的是有效可行的是：划分井剖面划分井剖面划分井剖面划分井剖面，确定软弱岩层，查明并圈定裂隙破，确定软弱岩层，查明并圈定裂隙破，确定软弱岩层，查明并圈定裂隙破，确定软弱岩层，查明并圈定裂隙破碎带；碎带；碎带；碎带；进行岩石强度分析进行岩石强度分析进行岩石强度分析进行岩石强度分析提供岩石物理力学工程参量；提供岩石物理力学工程参量；提供岩石物理力学工程参量；提供岩石物理力学工程参量；分分分分析岩石的均一性和稳定性。析岩石的均一性和稳定性。析岩石的均一性和稳定性。析岩石
6、的均一性和稳定性。第5页，本讲稿共44页（一）（一）岩石强度分析岩石强度分析1 1岩石强度参量岩石强度参量 岩石强度参量是表征岩石抵抗外荷作用而不致损岩石强度参量是表征岩石抵抗外荷作用而不致损岩石强度参量是表征岩石抵抗外荷作用而不致损岩石强度参量是表征岩石抵抗外荷作用而不致损坏的能力大小的物理量。主要用岩石的坏的能力大小的物理量。主要用岩石的坏的能力大小的物理量。主要用岩石的坏的能力大小的物理量。主要用岩石的弹性模量弹性模量弹性模量弹性模量来来来来表征。表征。表征。表征。可以通过应用地球物理方法测定岩石自然状态下原位原可以通过应用地球物理方法测定岩石自然状态下原位原可以通过应用地球物理方法测定
7、岩石自然状态下原位原可以通过应用地球物理方法测定岩石自然状态下原位原体的描述岩石强度的弹性参量。体的描述岩石强度的弹性参量。体的描述岩石强度的弹性参量。体的描述岩石强度的弹性参量。第6页，本讲稿共44页2 2岩石强度动态测定的物理基础岩石强度动态测定的物理基础 由岩石力学可知：固态物体的强度，取决于介由岩石力学可知：固态物体的强度，取决于介由岩石力学可知：固态物体的强度，取决于介由岩石力学可知：固态物体的强度，取决于介质受力产生的应力与应变的关系。在物体弹性形变质受力产生的应力与应变的关系。在物体弹性形变质受力产生的应力与应变的关系。在物体弹性形变质受力产生的应力与应变的关系。在物体弹性形变范
8、围内，范围内，范围内，范围内，应力与应变之比值称为弹性模量应力与应变之比值称为弹性模量应力与应变之比值称为弹性模量应力与应变之比值称为弹性模量。固体物质的相对强度，是由弹性模量来定义固体物质的相对强度，是由弹性模量来定义固体物质的相对强度，是由弹性模量来定义固体物质的相对强度，是由弹性模量来定义的，它表征固体物质在失去弹性或破碎之前，所能的，它表征固体物质在失去弹性或破碎之前，所能的，它表征固体物质在失去弹性或破碎之前，所能的，它表征固体物质在失去弹性或破碎之前，所能承受的应力大小。因受不同的力，产生不同的应承受的应力大小。因受不同的力，产生不同的应承受的应力大小。因受不同的力，产生不同的应承
9、受的应力大小。因受不同的力，产生不同的应变，而有不同的弹性模量变，而有不同的弹性模量变，而有不同的弹性模量变，而有不同的弹性模量。第7页，本讲稿共44页（1 1）杨氏模量）杨氏模量 E E 当力当力当力当力F F F F作用于弹性体长度作用于弹性体长度作用于弹性体长度作用于弹性体长度L L L L方向，其截面方向，其截面方向，其截面方向，其截面为为为为S S S S，伸长，伸长，伸长，伸长L L L L时，纵向应力比相对弹性伸长，时，纵向应力比相对弹性伸长，时，纵向应力比相对弹性伸长，时，纵向应力比相对弹性伸长，称为杨氏模量，以称为杨氏模量，以称为杨氏模量，以称为杨氏模量，以E E E E表示
10、。表示。表示。表示。第8页，本讲稿共44页（2 2）体积模量）体积模量 K K 当力当力当力当力F F F F作用于表面积为作用于表面积为作用于表面积为作用于表面积为A A A A、体积为、体积为、体积为、体积为V V V V的弹性体表面，体的弹性体表面，体的弹性体表面，体的弹性体表面，体积变化积变化积变化积变化V V V V时，应力比体积相对变化，称为体积模量，以时，应力比体积相对变化，称为体积模量，以时，应力比体积相对变化，称为体积模量，以时，应力比体积相对变化，称为体积模量，以K K K K表示。表示。表示。表示。第9页，本讲稿共44页（3 3）切变模量）切变模量 G G 当切力当切力当
11、切力当切力FtFtFtFt作用于与作用平行的面积（作用于与作用平行的面积（作用于与作用平行的面积（作用于与作用平行的面积（S S S S）切变角为切变角为切变角为切变角为时，切变力比相对切变角的正切，称时，切变力比相对切变角的正切，称时，切变力比相对切变角的正切，称时，切变力比相对切变角的正切，称为切变模量，以为切变模量，以为切变模量，以为切变模量，以G G G G表示。表示。表示。表示。第10页，本讲稿共44页（4 4）泊松比）泊松比 当弹性体在轴向应力的拉伸下，产生纵向伸长的同当弹性体在轴向应力的拉伸下，产生纵向伸长的同当弹性体在轴向应力的拉伸下，产生纵向伸长的同当弹性体在轴向应力的拉伸下
12、，产生纵向伸长的同时，会形成横向压缩，其横向相对压缩时，会形成横向压缩，其横向相对压缩时，会形成横向压缩，其横向相对压缩时，会形成横向压缩，其横向相对压缩 与其相对伸长与其相对伸长与其相对伸长与其相对伸长 之比，称为泊松比，以之比，称为泊松比，以之比，称为泊松比，以之比，称为泊松比，以表示。表示。表示。表示。第11页，本讲稿共44页各弹性模量之间的关系式为：各弹性模量之间的关系式为：各弹性模量之间的关系式为：各弹性模量之间的关系式为：只要得出任意两个模量，就可求得其余两个模量。只要得出任意两个模量，就可求得其余两个模量。只要得出任意两个模量，就可求得其余两个模量。只要得出任意两个模量，就可求得
13、其余两个模量。第12页，本讲稿共44页3 3地球物理测井确定弹性模量的关系式地球物理测井确定弹性模量的关系式 介质质点在不同介质中所作的弹性振动介质质点在不同介质中所作的弹性振动的传播，它取决于介质的密度和弹性性质。的传播，它取决于介质的密度和弹性性质。因此，地球物理测井方法求取钻孔岩石的弹因此，地球物理测井方法求取钻孔岩石的弹性模量，是性模量，是以介质密度以介质密度、纵波速度、纵波速度V VP P、横、横波速度波速度V VS S等参量与弹性模量之间的关系为依等参量与弹性模量之间的关系为依据的。据的。根据采用的测井手段不同，而用不同根据采用的测井手段不同，而用不同的关系式。的关系式。第13页，
14、本讲稿共44页（1 1 1 1）具备并采用）具备并采用）具备并采用）具备并采用三维速度测井三维速度测井三维速度测井三维速度测井和和和和密度测井密度测井密度测井密度测井时，可利用时，可利用时，可利用时，可利用测定的密度测定的密度测定的密度测定的密度、纵波速度、纵波速度、纵波速度、纵波速度V V V VP P P P、横波速度、横波速度、横波速度、横波速度V V V VS S S S按下列各式求取弹性模量：按下列各式求取弹性模量：按下列各式求取弹性模量：按下列各式求取弹性模量：第14页，本讲稿共44页（2 2 2 2）只采用密度和声速纵波时只采用密度和声速纵波时只采用密度和声速纵波时只采用密度和声
15、速纵波时，可采用经验近似公式，或取，可采用经验近似公式，或取，可采用经验近似公式，或取，可采用经验近似公式，或取纵、横波速比估算横波时差，再按上述关系式计算弹性模量。纵、横波速比估算横波时差，再按上述关系式计算弹性模量。纵、横波速比估算横波时差，再按上述关系式计算弹性模量。纵、横波速比估算横波时差，再按上述关系式计算弹性模量。根据地质情况选取经验式如下：根据地质情况选取经验式如下：根据地质情况选取经验式如下：根据地质情况选取经验式如下：其中其中其中其中A=2.125 B=45.3248 C=-167.312A=2.125 B=45.3248 C=-167.312A=2.125 B=45.324
16、8 C=-167.312A=2.125 B=45.3248 C=-167.312取取取取V V V VP P P P/V/V/V/VS S S S=1.5=1.5=1.5=1.5时时时时 则则则则 称强度指数称强度指数称强度指数称强度指数,以以以以E E E ED D D D表示。表示。表示。表示。根据岩芯波速测定资料根据岩芯波速测定资料根据岩芯波速测定资料根据岩芯波速测定资料 第15页，本讲稿共44页（二）评价岩石均一性和稳定性（二）评价岩石均一性和稳定性1 1 1 1 均一性评价均一性评价均一性评价均一性评价 岩体通常为不连续体岩体通常为不连续体岩体通常为不连续体岩体通常为不连续体,其不连
17、续面由宏观的断层、节其不连续面由宏观的断层、节其不连续面由宏观的断层、节其不连续面由宏观的断层、节理、裂隙理、裂隙理、裂隙理、裂隙,和微观的晶面及微裂隙组成。不连续面的发育状和微观的晶面及微裂隙组成。不连续面的发育状和微观的晶面及微裂隙组成。不连续面的发育状和微观的晶面及微裂隙组成。不连续面的发育状况况况况,反映着岩石的均一性特征。它可以通过观测的纵波速度反映着岩石的均一性特征。它可以通过观测的纵波速度反映着岩石的均一性特征。它可以通过观测的纵波速度反映着岩石的均一性特征。它可以通过观测的纵波速度和在完整岩中传播的纵波速度来分析其均一性。用完整系数和在完整岩中传播的纵波速度来分析其均一性。用完
18、整系数和在完整岩中传播的纵波速度来分析其均一性。用完整系数和在完整岩中传播的纵波速度来分析其均一性。用完整系数K K K KW W W W表征岩石的完整性表征岩石的完整性表征岩石的完整性表征岩石的完整性,其数值等于其数值等于其数值等于其数值等于岩石纵波速度（岩石纵波速度（岩石纵波速度（岩石纵波速度（V V V VP P P P岩岩岩岩）,与与与与完整岩石纵波速度（完整岩石纵波速度（完整岩石纵波速度（完整岩石纵波速度（V V V VP P P P完完完完）之比的平方数值。）之比的平方数值。）之比的平方数值。）之比的平方数值。第16页，本讲稿共44页根据完整系数根据完整系数根据完整系数根据完整系数
19、K K K KW W W W按下列数值范围进行完整性评价按下列数值范围进行完整性评价按下列数值范围进行完整性评价按下列数值范围进行完整性评价：KKWW范围范围范围范围1 10.90.90.90.90.750.750.750.750.450.450.450.450.250.250.250.25完整性完整性完整性完整性极好极好极好极好好好好好较好较好较好较好差差差差极差极差极差极差第17页，本讲稿共44页2 2 稳定性评价稳定性评价 影响岩体稳定性的因素影响岩体稳定性的因素影响岩体稳定性的因素影响岩体稳定性的因素,主要是岩石的构造结构主要是岩石的构造结构主要是岩石的构造结构主要是岩石的构造结构面面
20、面面,和改变岩石性质的风化作用。因此和改变岩石性质的风化作用。因此和改变岩石性质的风化作用。因此和改变岩石性质的风化作用。因此,通常需分析研通常需分析研通常需分析研通常需分析研究其裂隙和风化状况究其裂隙和风化状况究其裂隙和风化状况究其裂隙和风化状况,分别以分别以分别以分别以裂隙系数裂隙系数裂隙系数裂隙系数L L L LS S S S和风化系数和风化系数和风化系数和风化系数F F F Fn n n n来描述。来描述。来描述。来描述。第18页，本讲稿共44页（1 1 1 1）裂隙系数）裂隙系数）裂隙系数）裂隙系数L L L LS S S S 硬岩层地区硬岩层地区硬岩层地区硬岩层地区,造成岩石不连续
21、面的主要因素是裂隙。裂隙的造成岩石不连续面的主要因素是裂隙。裂隙的造成岩石不连续面的主要因素是裂隙。裂隙的造成岩石不连续面的主要因素是裂隙。裂隙的发育状况用裂隙系数发育状况用裂隙系数发育状况用裂隙系数发育状况用裂隙系数L L L LS S S S来评价。来评价。来评价。来评价。裂隙系数定义为完整岩纵波速与裂隙系数定义为完整岩纵波速与裂隙系数定义为完整岩纵波速与裂隙系数定义为完整岩纵波速与观测岩石纵波速的平方差对于完整岩纵波速平方的比值：观测岩石纵波速的平方差对于完整岩纵波速平方的比值：观测岩石纵波速的平方差对于完整岩纵波速平方的比值：观测岩石纵波速的平方差对于完整岩纵波速平方的比值：根据裂隙系
22、数根据裂隙系数根据裂隙系数根据裂隙系数,可对裂隙状况分五级进行评价：可对裂隙状况分五级进行评价：可对裂隙状况分五级进行评价：可对裂隙状况分五级进行评价：评级评级评级评级1 12 23 34 45 5L LS S范围范围范围范围0.250.250.250.250.50.50.50.50.650.650.650.650.80.80.80.8评价评价评价评价最好最好最好最好好好好好坚固坚固坚固坚固稍差稍差稍差稍差差差差差第19页，本讲稿共44页（2 2 2 2）风化系数）风化系数）风化系数）风化系数 风化作用不仅破坏岩体的完整性风化作用不仅破坏岩体的完整性风化作用不仅破坏岩体的完整性风化作用不仅破坏
23、岩体的完整性,而且会改变岩石的性质。而且会改变岩石的性质。而且会改变岩石的性质。而且会改变岩石的性质。岩石的风化程度岩石的风化程度岩石的风化程度岩石的风化程度,用风化系数用风化系数用风化系数用风化系数FnFnFnFn来描述来描述来描述来描述,它定义为它定义为它定义为它定义为新鲜岩纵波速新鲜岩纵波速V VP P新新与观测经风化岩的纵波速与观测经风化岩的纵波速V VP P风风之差对于新鲜岩纵波速的比值之差对于新鲜岩纵波速的比值。根据风化系数值根据风化系数值根据风化系数值根据风化系数值,可将风化程度分五类进行评价：可将风化程度分五类进行评价：可将风化程度分五类进行评价：可将风化程度分五类进行评价：F
24、 Fn n范围范围范围范围0 00 00.20.20.20.20.40.40.40.40.60.60.60.6评价评价评价评价未风化未风化未风化未风化微风化微风化微风化微风化弱风化弱风化弱风化弱风化强风化强风化强风化强风化剧风化剧风化剧风化剧风化第20页，本讲稿共44页二二 工程测井的主要方法技术措施工程测井的主要方法技术措施（一）密度测井（一）密度测井（一）密度测井（一）密度测井1 1 1 1密度测井的刻度密度测井的刻度密度测井的刻度密度测井的刻度（1 1 1 1）标准刻度井刻度）标准刻度井刻度）标准刻度井刻度）标准刻度井刻度 装有高、中、低三种不同密度的模块地层和水层共有四种密度。装有高、
25、中、低三种不同密度的模块地层和水层共有四种密度。装有高、中、低三种不同密度的模块地层和水层共有四种密度。装有高、中、低三种不同密度的模块地层和水层共有四种密度。令其标准密度值分别为令其标准密度值分别为令其标准密度值分别为令其标准密度值分别为1 1 1 1、2 2 2 2、3 3 3 3、4 4 4 4，刻度观测的读数分别，刻度观测的读数分别，刻度观测的读数分别，刻度观测的读数分别为为为为J J J J1 1 1 1、J J J J2 2 2 2、J J J J3 3 3 3、J J J J4 4 4 4，设待求的仪器刻度系数为，设待求的仪器刻度系数为，设待求的仪器刻度系数为，设待求的仪器刻度系
26、数为A A A A、B B B B则则则则 1 1 1 1=AlnJ=AlnJ=AlnJ=AlnJ1 1 1 1+B +B +B +B 2 2 2 2=AlnJ=AlnJ=AlnJ=AlnJ2 2 2 2+B +B +B +B 3 3 3 3=AlnJ=AlnJ=AlnJ=AlnJ3 3 3 3+B +B +B +B 4 4 4 4=AlnJ=AlnJ=AlnJ=AlnJ4 4 4 4+B+B+B+B用一元一次线性回归，可求出系数用一元一次线性回归，可求出系数用一元一次线性回归，可求出系数用一元一次线性回归，可求出系数A A A A与与与与B B B B。第21页，本讲稿共44页（2 2）现场
27、刻度）现场刻度 取一点源，改变点源至探管记录点的距离，例如取一点源，改变点源至探管记录点的距离，例如取一点源，改变点源至探管记录点的距离，例如取一点源，改变点源至探管记录点的距离，例如距离为距离为距离为距离为r r r r1 1 1 1和和和和r r r r2 2 2 2，读数分别为，读数分别为，读数分别为，读数分别为J J J J1 1 1 1，和，和，和，和J J J J2 2 2 2，用系数，用系数，用系数，用系数A A A A与与与与B B B B算出对应的密度值算出对应的密度值算出对应的密度值算出对应的密度值1 1 1 1，和，和，和，和2 2 2 2，以此作为现场刻度，以此作为现场
28、刻度，以此作为现场刻度，以此作为现场刻度已已已已知密度知密度知密度知密度 。同样读数得出回归系数。同样读数得出回归系数。同样读数得出回归系数。同样读数得出回归系数AAAA、BBBB作为测井求作为测井求作为测井求作为测井求测点测点测点测点i i i i的密度值的密度值的密度值的密度值i i i i的刻度系数。的刻度系数。的刻度系数。的刻度系数。则则则则i i i i=AlnJ=AlnJ=AlnJ=AlnJi i i i+B+B+B+B 第22页，本讲稿共44页2 2井径校正井径校正 r r r rr r r r（密度）测井记录的散射伽玛射线的强（密度）测井记录的散射伽玛射线的强（密度）测井记录的
29、散射伽玛射线的强（密度）测井记录的散射伽玛射线的强度，取决于探测范围内介质的平均密度。度，取决于探测范围内介质的平均密度。度，取决于探测范围内介质的平均密度。度，取决于探测范围内介质的平均密度。包括探测范围内井液（泥浆）和岩层产生的包括探测范围内井液（泥浆）和岩层产生的包括探测范围内井液（泥浆）和岩层产生的包括探测范围内井液（泥浆）和岩层产生的散射伽玛射线，井径大、源距小则井液散射的强度散射伽玛射线，井径大、源距小则井液散射的强度散射伽玛射线，井径大、源距小则井液散射的强度散射伽玛射线，井径大、源距小则井液散射的强度比例大；而源距过大邻层影响增大。因而要配合井比例大；而源距过大邻层影响增大。因
30、而要配合井比例大；而源距过大邻层影响增大。因而要配合井比例大；而源距过大邻层影响增大。因而要配合井径测井进行井径校正。径测井进行井径校正。径测井进行井径校正。径测井进行井径校正。第23页，本讲稿共44页井径校正步骤如下：井径校正步骤如下：(1)(1)(1)(1)令刻度井的孔径为令刻度井的孔径为令刻度井的孔径为令刻度井的孔径为标标标标标准，其刻度系数为标准，其刻度系数为标准，其刻度系数为标准，其刻度系数为a a a a0 0 0 0、b b b b0 0 0 0。(2)(2)(2)(2)在不同井径同种岩石的实验井群中观测，设井径分别为在不同井径同种岩石的实验井群中观测，设井径分别为在不同井径同种
31、岩石的实验井群中观测，设井径分别为在不同井径同种岩石的实验井群中观测，设井径分别为a a a a、b b b b、C C C C、,观测读数为观测读数为观测读数为观测读数为J J J Ja a a a、J J J Jb b b b、J J J Jc c c c。都按系数。都按系数。都按系数。都按系数a a a a0 0 0 0、b b b b0 0 0 0计算密度值计算密度值计算密度值计算密度值,得得得得a a a a、b b b b、c c c c(3)(3)(3)(3)由于井径由于井径由于井径由于井径i i i i与确定系数的标准井径与确定系数的标准井径与确定系数的标准井径与确定系数的标准
32、井径标标标标不同不同不同不同,存在一个密度差存在一个密度差存在一个密度差存在一个密度差i i i i,可可可可以根据计算值建立因不同井径影响所引起以根据计算值建立因不同井径影响所引起以根据计算值建立因不同井径影响所引起以根据计算值建立因不同井径影响所引起的密度差关系。即：的密度差关系。即：的密度差关系。即：的密度差关系。即：(4)(4)(4)(4)取取取取 为纵轴为纵轴为纵轴为纵轴,井径井径井径井径 为横轴，绘制井径校正曲线。为横轴，绘制井径校正曲线。为横轴，绘制井径校正曲线。为横轴，绘制井径校正曲线。第24页，本讲稿共44页3 3 现场岩芯样对比与校正现场岩芯样对比与校正 取适量的钻孔岩芯取
33、适量的钻孔岩芯取适量的钻孔岩芯取适量的钻孔岩芯,采用高精度密度仪测定密度采用高精度密度仪测定密度采用高精度密度仪测定密度采用高精度密度仪测定密度,作作作作为已知值与测井计算值对比。设井深为已知值与测井计算值对比。设井深为已知值与测井计算值对比。设井深为已知值与测井计算值对比。设井深m m m mi i i i处的岩芯密度为处的岩芯密度为处的岩芯密度为处的岩芯密度为i i i i，该深度测井数据为，该深度测井数据为，该深度测井数据为，该深度测井数据为J J J Ji i i i，按系数，按系数，按系数，按系数a a a a0 0 0 0、b b b b0 0 0 0计算的密度为计算的密度为计算的
34、密度为计算的密度为JiJiJiJi、当、当、当、当i i i i与与与与JiJiJiJi对比超差时对比超差时对比超差时对比超差时,按式按式按式按式 i i i i=alnJ=alnJ=alnJ=alnJi i i i+b+b+b+b 求出新的回归系数求出新的回归系数求出新的回归系数求出新的回归系数a a a a、b b b b再计算密度值。再计算密度值。再计算密度值。再计算密度值。第25页，本讲稿共44页(二二)声速测井主要技术要求声速测井主要技术要求指按规范和各类仪器说明书的技术性要求之外的技术性考虑指按规范和各类仪器说明书的技术性要求之外的技术性考虑指按规范和各类仪器说明书的技术性要求之外
35、的技术性考虑指按规范和各类仪器说明书的技术性要求之外的技术性考虑因素。主要包括仪器选型和其它有关因素与措施。因素。主要包括仪器选型和其它有关因素与措施。因素。主要包括仪器选型和其它有关因素与措施。因素。主要包括仪器选型和其它有关因素与措施。1 1 1 1 仪器选型仪器选型仪器选型仪器选型(1)(1)(1)(1)为了能根据实测的密度为了能根据实测的密度为了能根据实测的密度为了能根据实测的密度、纵波速、纵波速、纵波速、纵波速V V V VP P P P（或时差（或时差（或时差（或时差ttttP P P P）、横波速）、横波速）、横波速）、横波速V V V VS S S S（或时差（或时差（或时差（
36、或时差ttttS S S S）计算弹性模量，）计算弹性模量，）计算弹性模量，）计算弹性模量，首选是采用三维速度仪首选是采用三维速度仪首选是采用三维速度仪首选是采用三维速度仪。(2)(2)(2)(2)其次应选用其次应选用其次应选用其次应选用双发双收声速（补偿）仪双发双收声速（补偿）仪双发双收声速（补偿）仪双发双收声速（补偿）仪，以便补偿消除因井径以便补偿消除因井径以便补偿消除因井径以便补偿消除因井径变化和一起倾斜引起的异常。变化和一起倾斜引起的异常。变化和一起倾斜引起的异常。变化和一起倾斜引起的异常。(3)(3)(3)(3)采用单发双收声速仪时，应考虑与分析有关影响因素（源间距、采用单发双收声速
37、仪时，应考虑与分析有关影响因素（源间距、采用单发双收声速仪时，应考虑与分析有关影响因素（源间距、采用单发双收声速仪时，应考虑与分析有关影响因素（源间距、周期跳跃、探测范围等），采取相应的周期跳跃、探测范围等），采取相应的周期跳跃、探测范围等），采取相应的周期跳跃、探测范围等），采取相应的必要措施必要措施必要措施必要措施。第26页，本讲稿共44页2 2 采用单发双收声速仪测井的必要措施采用单发双收声速仪测井的必要措施(1)1)1)1)必须采用井下探管居中器，减少仪器不居中产生的假异必须采用井下探管居中器，减少仪器不居中产生的假异必须采用井下探管居中器，减少仪器不居中产生的假异必须采用井下探管居中
38、器，减少仪器不居中产生的假异常。常。常。常。(2)(2)(2)(2)结合井径测井资料，分析井径变化引起的非地层变化的假异常，结合井径测井资料，分析井径变化引起的非地层变化的假异常，结合井径测井资料，分析井径变化引起的非地层变化的假异常，结合井径测井资料，分析井径变化引起的非地层变化的假异常，以便确定预处理应剔除的采样点。以便确定预处理应剔除的采样点。以便确定预处理应剔除的采样点。以便确定预处理应剔除的采样点。第27页，本讲稿共44页3 3 进行必要的岩芯样波速测定进行必要的岩芯样波速测定。通常取作密度测试的岩芯，同时测定纵波通常取作密度测试的岩芯，同时测定纵波通常取作密度测试的岩芯，同时测定纵
39、波通常取作密度测试的岩芯，同时测定纵波与横波速度。与横波速度。与横波速度。与横波速度。第28页，本讲稿共44页三三三三 弹性模量计算程序弹性模量计算程序弹性模量计算程序弹性模量计算程序第29页，本讲稿共44页四四 、实实 例例 以大冶铁矿某矿体补勘六各工程水文孔中的两个为例。以大冶铁矿某矿体补勘六各工程水文孔中的两个为例。以大冶铁矿某矿体补勘六各工程水文孔中的两个为例。以大冶铁矿某矿体补勘六各工程水文孔中的两个为例。根据工程地质任务，选择投入根据工程地质任务，选择投入根据工程地质任务，选择投入根据工程地质任务，选择投入三侧向电阻率测井，密度与三侧向电阻率测井，密度与三侧向电阻率测井，密度与三侧
40、向电阻率测井，密度与自然伽玛组合测井，自然伽玛组合测井，自然伽玛组合测井，自然伽玛组合测井，铁矿地段发现疑点加上磁化率测井，以铁矿地段发现疑点加上磁化率测井，以铁矿地段发现疑点加上磁化率测井，以铁矿地段发现疑点加上磁化率测井，以此此此此划分和校验井剖面划分和校验井剖面划分和校验井剖面划分和校验井剖面；采用；采用；采用；采用密度和声速测井、配合井径测井密度和声速测井、配合井径测井密度和声速测井、配合井径测井密度和声速测井、配合井径测井进行岩石强度分析。进行岩石强度分析。进行岩石强度分析。进行岩石强度分析。第30页，本讲稿共44页划分和校验井划分和校验井划分和校验井划分和校验井剖面剖面剖面剖面本区
41、地层本区地层本区地层本区地层主要为大理岩、主要为大理岩、主要为大理岩、主要为大理岩、闪长岩、矽卡闪长岩、矽卡闪长岩、矽卡闪长岩、矽卡岩、铁矿、破岩、铁矿、破岩、铁矿、破岩、铁矿、破碎裂隙层等。碎裂隙层等。碎裂隙层等。碎裂隙层等。综合观察分析综合观察分析综合观察分析综合观察分析各方法曲线反各方法曲线反各方法曲线反各方法曲线反映的物性和地映的物性和地映的物性和地映的物性和地层岩性，可得层岩性，可得层岩性，可得层岩性，可得出如下表归纳出如下表归纳出如下表归纳出如下表归纳的特征：的特征：的特征：的特征：第31页，本讲稿共44页岩性岩性岩性岩性电阻率电阻率电阻率电阻率（mmmm）自然伽玛自然伽玛自然伽玛
42、自然伽玛密度密度密度密度（g/cmg/cmg/cmg/cm3 3 3 3）声速声速声速声速磁化率磁化率磁化率磁化率10101010-3-3-3-3（SISISISI）大理岩大理岩大理岩大理岩高高高高14000-2100014000-2100014000-2100014000-21000极低极低极低极低相对低相对低相对低相对低2.72-2.752.72-2.752.72-2.752.72-2.75相对为低相对为低相对为低相对为低基本无基本无基本无基本无闪长岩闪长岩闪长岩闪长岩中等中等中等中等4000-150004000-150004000-150004000-15000略高略高略高略高略高于大理
43、岩略高于大理岩略高于大理岩略高于大理岩2.74-3.002.74-3.002.74-3.002.74-3.00相对偏高相对偏高相对偏高相对偏高42.742.742.742.7矽卡岩矽卡岩矽卡岩矽卡岩偏低偏低偏低偏低1000-40001000-40001000-40001000-4000略高略高略高略高较高较高较高较高2.8-3.22.8-3.22.8-3.22.8-3.2偏高偏高偏高偏高28.928.928.928.9铁矿铁矿铁矿铁矿低低低低1000100010001000低低低低极高极高极高极高3.53.53.53.5高高高高1118.41118.41118.41118.4裂隙层裂隙层裂隙层
44、裂隙层低低低低1000100010001000因岩性而异因岩性而异因岩性而异因岩性而异低低低低低低低低第32页，本讲稿共44页 岩石强度分析岩石强度分析岩石强度分析岩石强度分析按前述方法校按前述方法校按前述方法校按前述方法校正、预处理之正、预处理之正、预处理之正、预处理之后后后后,计算各采样计算各采样计算各采样计算各采样点的弹性模量。点的弹性模量。点的弹性模量。点的弹性模量。分别按岩性和分别按岩性和分别按岩性和分别按岩性和按强度（按强度（按强度（按强度（E E E E模量）模量）模量）模量）大小分层，算大小分层，算大小分层，算大小分层，算出各层的平均值出各层的平均值出各层的平均值出各层的平均值
45、 第33页，本讲稿共44页为了评价勘察区各岩层的强度，可将所有观测孔各岩层的弹为了评价勘察区各岩层的强度，可将所有观测孔各岩层的弹为了评价勘察区各岩层的强度，可将所有观测孔各岩层的弹为了评价勘察区各岩层的强度，可将所有观测孔各岩层的弹性模量平均值按大小顺序示出。性模量平均值按大小顺序示出。性模量平均值按大小顺序示出。性模量平均值按大小顺序示出。例如该区结果如下表所示例如该区结果如下表所示例如该区结果如下表所示例如该区结果如下表所示：岩性岩性岩性岩性E E E E（101010104 4 4 4MPaMPaMPaMPa）K K K K（101010104 4 4 4MPaMPaMPaMPa）G
46、G G G（101010104 4 4 4MPaMPaMPaMPa）铁矿铁矿铁矿铁矿11111111919191910 0 0 02492492492497 7 7 7979797974 4 4 476767676矽卡岩化矽卡岩化矽卡岩化矽卡岩化闪长岩闪长岩闪长岩闪长岩6 6 6 6919191910 0 0 02432432432434 4 4 4515151512 2 2 278787878矽卡岩矽卡岩矽卡岩矽卡岩6 6 6 6424242420 0 0 02512512512514 4 4 4323232322 2 2 2，57575757闪长岩闪长岩闪长岩闪长岩5 5 5 593939
47、3930 0 0 02512512512513 3 3 3979797972 2 2 237373737大理岩大理岩大理岩大理岩4 4 4 4656565650 0 0 02402402402402 2 2 2949494941 1 1 187878787蚀变闪长岩蚀变闪长岩蚀变闪长岩蚀变闪长岩4 4 4 4292929290 0 0 02472472472472 2 2 2828282821 1 1 172727272第34页，本讲稿共44页岩石均一性和稳定性分析岩石均一性和稳定性分析取所测定的完整岩样的纵波速度为取所测定的完整岩样的纵波速度为取所测定的完整岩样的纵波速度为取所测定的完整岩样
48、的纵波速度为V V V VP P P P完完完完值，计算完整系数值，计算完整系数值，计算完整系数值，计算完整系数K K K KW W W W，和裂隙系数，和裂隙系数，和裂隙系数，和裂隙系数L L L LS S S S，按数值划分等级。将各级所占井段长度与各等级总控制长度相比，按数值划分等级。将各级所占井段长度与各等级总控制长度相比，按数值划分等级。将各级所占井段长度与各等级总控制长度相比，按数值划分等级。将各级所占井段长度与各等级总控制长度相比，求出各等级占控制井段的百分数，从而取得对全区岩石均一性客观了解求出各等级占控制井段的百分数，从而取得对全区岩石均一性客观了解求出各等级占控制井段的百分
49、数，从而取得对全区岩石均一性客观了解求出各等级占控制井段的百分数，从而取得对全区岩石均一性客观了解的概念的概念的概念的概念。经计算统计的结果列于下表：经计算统计的结果列于下表：经计算统计的结果列于下表：经计算统计的结果列于下表：完整性（完整系数）完整性（完整系数）完整性（完整系数）完整性（完整系数）稳定性（裂隙系数）稳定性（裂隙系数）稳定性（裂隙系数）稳定性（裂隙系数）等级等级等级等级长（长（长（长（m m m m）占（占（占（占（%）等级等级等级等级长（长（长（长（m m m m）占（占（占（占（%）极好极好极好极好343434341 1 1 137373737最好最好最好最好2752752
50、752751111111104040404好好好好2292292292299 9 9 991919191好好好好18801880188018807575757550505050较好较好较好较好21092109210921098484848470707070坚固坚固坚固坚固3073073073071212121233333333差差差差1141141141144 4 4 458585858稍差稍差稍差稍差282828281 1 1 113131313极差极差极差极差4 4 4 40 0 0 016161616差差差差0 0 0 00 0 0 0总计总计总计总计249024902490249010