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音波検層は、地層の区間伝播時間を提供する坑井検層ツールであり、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、この能力は岩相や岩石組織など多くの要因によって変化し、特に有効空隙率の増加に伴って減少し、有効拘束応力の増加に伴って増加します。つまり、岩石マトリックスの地震波速度が分かっている場合、音波検層を使用して地層の空隙率、拘束応力、または間隙水圧を計算できます。、そして間隙水、は知られており、炭化水素探査に非常に役立ちます。
速度は、圧電式送信機から受信機までの伝搬時間を測定することによって計算され、通常はマイクロ秒/フィート（遅さの尺度）の単位で表されます。掘削泥水の厚さの変動を補正するために、実際には受信機が2つあり、1つは近距離、もう1つは遠距離に配置されます。これは、掘削泥水中の伝搬時間は両方の受信機で共通であるため、地層内の伝搬時間は次のように表されるからです。
どこ= 遠方の受信機までの伝送時間＝最寄りの受信機までの伝送時間。
ツールの傾きや坑井幅の変動を補正する必要がある場合は、上下配列と上下配列の両方を使用して平均値を計算できます。全体として、これは1つまたは2つのパルス発生器と2つまたは4つの検出器で構成される音波検層となり、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、坑井内に降ろされます。[ 1 ]
音波検層ツールの調整方法として、音源と受振器間の距離を増減させる方法もある。これにより、より深い探査が可能になり、坑井壁の損傷によって生じる低速域の問題を克服できる。
戻ってくる信号は鋭いパルスではなく波形列であるため、検出器は特定の信号閾値に達したときにのみ作動します。場合によっては、両方の検出器が同じピーク（またはトラフ）で作動せず、次のピーク（またはトラフ）波でどちらか一方の検出器が作動することがあります。この種のエラーはサイクルスキップと呼ばれ、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、容易に識別できます。
伝播時間と空隙率の関係については多くの説が提唱されているが、最も一般的に受け入れられているのはワイリーの時間平均方程式である。この方程式は基本的に、検層で記録される総伝播時間は、音波が岩石の固体部分（岩石マトリックスと呼ばれる）を伝播する時間と、空隙内の流体を伝播する時間の合計である、というものである。この方程式は経験的なものであり、岩石マトリックスの構造や空隙の連結性を考慮していないため、多くの場合、追加の補正を加える必要がある。ワイリーの時間平均方程式[ 2 ]は以下のとおりである。
どこ= 地層の地震波速度。＝間隙流体の地震波速度。＝岩盤基質の地震波速度。＝多孔度。
ワイヤーライン検層ツールで取得した最新の圧縮波およびせん断波音波検層の精度は、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ではよく知られています。 通常の間隔と長い間隔の検層測定値がしばしば矛盾するという事実は、これらの検層が正確ではないことを意味すると示唆する人もいます。 これは実際には真実ではありません。 ボーリング孔の周囲には、掘削による損傷や化学的変化が頻繁に発生し、ボーリング孔近傍の地層が深部の地層よりも最大15%遅くなることがあります。 この速度の「勾配」は、2～3フィートにもなることがあります。 長い間隔の測定値（7.5～13.5フィート）は常に深部の未変化の地層速度を測定するため、短いオフセット検層の代わりに常に使用する必要があります。地震データと音波検層データの間の不一致[ 1 ]は、スケールアップと異方性の考慮によるものであり、音波検層データにバックアス平均化を使用することで対処できます。
ボーリング孔のサイズ変化が音波検層にどのような影響を与えたかを調べるには、キャリパー検層の結果と比較すればよいという意見もある。しかし、これは通常、誤った結論に導く傾向がある。なぜなら、浸食や直径拡大を起こしやすい、より柔軟な地層は、本質的に「遅い」速度を示すからである。
坑井データと地震データの整合性を向上させるために、校正済みの音波ログを作成するために「チェックショット」調査がよく使用されます。地表に地震源を設置し、ジオフォンまたはジオフォンアレイをボーリング孔に降ろします。地震源は、一連の異なる深度でジオフォンとともに発射され、間隔の伝播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。
音波検層は鉱物探査、特に鉄やカリウムの探査にも用いられる。
