В книге изложены физические основы, методика и техника акустических исследований скважин. Описаны закономерности распространения упругих волн в жидкостях, газах, а также горных породах, насыщенных флюидами. Особое внимание уделено распространению волн в средах, пересеченных скважинами. Рассмотрено применение скважинной геоакустики при поисках, разведке и контроле за разработкой месторождений нефти, газа и твердых полезных ископаемых. Книга рассчитана на геофизиков, геологов и научных сотрудников, работаюпщх в области геологии, нефтяной и газовой промышленности. Она может быть полезна студентам вузов и техникумов, подготавливающих специалистов по поискам, разведке и разработке месторождений полезных ископаемых. СОДЕРЖАНИЕ Стр. Введение 3 Физические основы акустического метода исследования скважин I. Введение в теорию колебаний и волн 8 Колебания 8 Упругие волны, волновые пакеты и импульсы 21 II. Упругие волны в газах, жидкостях и горных породах, насыщенных флюидами 26 Волны в жидкостях и газах 26 Упругие волны в горных породах 31 III. Упругие волны в среде, пересеченной скважиной 63 Теоретические и экспериментальные методы изучения волновых полей в скважинах 64 Анализ волновой картины при АК на головных волнах и характери стики основных типов волн, возникающих в скважине .... 80 Особенности акустических характеристик горных пород, выявлен ные по результатам наблюдений головных волн в скважине . . 103 Элементы физических основ акустического каротажа на отражен ных волнах 106 Аппаратура и методика акустических исследований скважин . IV. Общие принципы построения и анализа аппаратуры 118 Основные модификации акустических исследований скважин . 118 Схема измерения при АК и понятие об электроакустическом тракте передачи информации 120 Основные элементы аппаратуры АК, принципы их расчета и анна- лиза 122 Обобщенная блок-схема аппаратуры А К 135 V. Аппаратура акустического каротажа 148 Аппаратура для дискретного ультразвукового каротажа ни головных волнах РРР и PSP (УЗКУ-3/2-2) и аппаратура на прямых волнах SH и Р , 150 ^Лаборатория акустического каротажа ЛАК 151 Аппаратура СПАК, АКЦ и "Парус" для акустического каротажа открытых скважин и цементометрии обсаженных скважин . . 152 Аппаратура широкополосного низкочастотного каротажа обса- женных и открытых скважин (АСКУ-1, Звук-2) 154 Наземная аппаратура для регистрации полного акустического сигнала 156 Акустический гпумомер 164 Комплексная и комбинированная аппаратура для акустических ядерно-геофизических и электрических измерений 165 Комплексная геофизическая аппаратура с использованием мощного акустического воздействия 165 Аппаратура для межскважинного прозвучивания 166 VI. Методика акустических исследований в скважинах и способы первичной обработки материалов измерений 167 Понятие об обратной задаче и способы ее решения 167 Способы регистрации и первичной обработки данных акустиче- ского каротажа 170 Принципы выделения основных типов волн на волновых картинах и фазокорреляционных диаграммах 173 Оценка кинематических и динамических характеристик сигналов по ФКД, ВК и аналоговым кривым и точность их определения 176 Принципы определения границ пластов 1S0 Первичная обработка материалов акустического каротажа с при- менением ЭВМ 190 Принципы применения акустического метода исследования скважин при поисках, разведке и контроле за разработкой месторождений полезных ископаемых, а также при инженерно-геологических изысканиях VII. Примі нение акустического каротажа в открытых и обсаженных скважинах для целей интерпретации материалов сейсморазведки . . 200 Построение геоакустической модели среды по данным АК .... 200 Сопоставление результатов широкополосного акустического каротажа в необсаженных и обсаженных скважинах с данными сейсмокаротаже и ВСП 209 VIII. Оценка технического состояния необсаженных и обсаженных скважин 222 Исследование геометрии ствола скважины 223 Определение физико-механических характеристик горных пород, слагающих стенки скважин 226 Использование акустического каротажа при оценке качества крепления обсаженных скважин 231 IX. Применение АК в комплексе с ядерно-геофизическими, электрическими и другими методами для изучения литологического состава пород, оценки их коллекторских свойств и характера насыщения 247 Принципы интерпретации материалов АК в комплексе с ядерно- геофизическими и электрическими методами 247 Использование АК для литологического расчленения разрезов скважин 249 Использование АК для изучения коллекторов нефти, газа, воды 254 Выделение продуктивных коллекторов, водонефтяных и газожид- костных контактов, а также интервалов обводнения пластов в процессе их эксплуатации 276 X. Особенности применения акустических методов при поисках и разведке месторождений твердых полезных ископаемых и при инженерно-геологических изысканиях 288 XI. Перспективные направления акустических исследований скважин 297