ソニックロギング

ソニック ロギングは、地層の間隔通過時間（ と指定）を提供する坑井ロギングツールです。これは、弾性地震圧縮波とせん断波が地層を通過する速度の尺度です。地質学的には、この容量は岩相や岩石組織など多くの要因によって変化しますが、最も顕著なのは有効多孔度が増加すると減少し、有効拘束応力が増加すると増加することです。つまり、岩石マトリックスの地震速度、 および間隙流体、がわかっている場合、ソニック ロギングを使用して地層の多孔度、拘束応力、または間隙水圧を計算できるため、炭化水素の探査に非常に役立ちます。 ${\displaystyle {\Delta }t}$${\displaystyle V_{mat}}$${\displaystyle V_{l}}$

速度は、圧電トランスミッターから受信機までの移動時間を測定することで計算されます。通常は、単位は 1 フィートあたりマイクロ秒 (遅さの尺度) です。掘削泥の厚さのばらつきを補正するために、実際には 2 つの受信機があり、1 つは近く、もう 1 つは遠くにあります。掘削泥内の移動時間は両方で共通であるため、地層内の移動時間は次のように求められます。

${\displaystyle {{\Delta }t}}$= ;${\displaystyle {t_{遠い}}-{t_{近い}}}$

ここで= 遠い受信機までの移動時間; = 近い受信機までの移動時間。 ${\displaystyle {t_{far}}}$${\displaystyle {t_{near}}}$

ツールの傾きや掘削孔幅の変化を補正する必要がある場合は、上下アレイと上下アレイの両方を使用して平均を計算することができます。全体として、1つまたは2つのパルスジェネレータと2つまたは4つの検出器で構成されるソニックログが得られ、これらはすべて「ゾンデ」と呼ばれる単一のユニットに配置され、井戸に降ろされます。^[1]

ソニックログツールを変更できるもう 1 つの方法は、ソースとレシーバー間の距離を増減することです。これにより、より深い浸透が可能になり、ボーリングホールの壁の損傷によって生じる低速度ゾーンの問題を克服できます。

返される信号は波列であり、鋭いパルスではないため、検出器は特定の信号しきい値でのみアクティブになります。 場合によっては、両方の検出器が同じピーク (または谷) でアクティブにならず、次のピーク (または谷) 波が代わりにどちらかの検出器をアクティブにします。 このタイプのエラーはサイクル スキッピングと呼ばれ、時間差が連続するパルス サイクル間の時間間隔に等しいため、簡単に識別できます。

伝播時間と多孔度との関係については多くの提案がなされていますが、最も一般的に受け入れられているのは Wyllie の時間平均方程式です。この方程式は基本的に、ログに記録された伝播時間の合計は、音波が岩石の固体部分 (岩石マトリックス) を伝播するのに要した時間と、細孔内の流体を伝播するのに要した時間の合計であると主張しています。この方程式は経験的であり、岩石マトリックスの構造や細孔空間の連結性を考慮していないため、追加の補正が加えられることがよくあります。Wyllie の時間平均方程式^[2]は次のとおりです。

${\displaystyle {\frac {1}{V}}={\frac {\phi }{V_{f}}}+{\frac {1-{\phi }}{V_{mat}}}$

ここで、= 地層の地震速度、= 間隙流体の地震速度、= 岩石マトリックスの地震速度、= 多孔度。 ${\displaystyle V}$${\displaystyle V_{f}}$${\displaystyle V_{mat}}$${\displaystyle {\phi}}$

ワイヤーライン ロギング ツールで得られる最新の圧縮およびせん断ソニック ログの精度は、直径 14 インチ未満のボーリング孔では 2% 以内、それより大きいボーリング孔では 5% 以内であることが現在よく知られています。規則的な間隔のログと長い間隔のログの測定値がしばしば矛盾するという事実は、これらのログが正確ではないことを意味すると主張する人もいます。これは実際には正しくありません。ボーリング孔の周囲には掘削によって引き起こされた損傷や化学変化が頻繁に発生し、ボーリング孔付近の地層が深部地層よりも最大 15% 遅くなります。この「遅さの勾配」は 2 ～ 3 フィートにもなります。長い間隔の測定値 (7.5 ～ 13.5 フィート) は常に深部で変化のない地層の速度を測定するため、常に短いオフセット ログの代わりに使用する必要があります。地震データとソニック ログ データ^[1]の不一致は、アップスケーリングと異方性を考慮することによるもので、ソニック ログ データにバックス平均化を使用することで対処できます。

ボーリング孔の大きさの違いが音速ログにどのような影響を与えたかを調べるには、結果をキャリパーログの結果と比較してプロットすればよいと考える人もいます。しかし、これは通常、間違った結論に至りがちです。なぜなら、洗い流しや直径の拡大が起こりやすい、より柔軟な地層は、本質的に速度が「遅い」からです。

坑井データと地震データの結びつきを改善するために、校正された音響ログを生成するために「チェックショット」調査がよく使用されます。地震源を地表に配置し、地震計または地震計のアレイを掘削孔に降ろします。地震源は、地震計を使用して一連の異なる深さで発射され、間隔の通過時間が記録されます。^{[3]これは、}垂直地震プロファイルの取得中によく行われます。

ソニックログは鉱物探査、特に鉄やカリウムの探査にも使用されます。

• 井戸の伐採