剪切波速測試現場要求注意事項
鉆孔
測試剪切波的鉆孔有一定的要求,主要如下:
孔徑的要求:
按測井探頭口徑的需要,鉆頭一般經常使用 50~60mm、90~105mm、110~130mm,
根據測井需要,鉆孔直徑應該比測井探頭直徑大 3~125px。
鉆孔井壁的要求:
井壁要求光滑,井徑變化較小,上下一致。在松散和結構復雜的地層鉆井,除
了更換鉆具外,鉆進的速度也要適當控制以保證鉆孔質量。井孔的傾斜要求不能超
過 5°,否則測井資料的可靠程度大大降低。尤其跨孔法,對鉆孔的要求更嚴,否
則誤差較大。
測井對鉆孔時間的要求:
一般測井的時間要求比較特殊,受到終孔時間的限制。一般來說,在鉆機打完
井后,馬上對鉆進進行擴孔、泥漿護壁等工作,這些工作完成后立即開始進行測井。
打鉆工作一般在白晝進行,在完工后 24 小時以內,應該完成波速測井的工作,為了
防止周圍環境和人文干擾,測井有時要在夜深人靜時進行,尤其受人文、交通干擾
較大的地區,選擇合適的時間測井也是一種很好的防干擾措施。
鉆孔附近地面應盡可能平整:
鉆孔時應盡量減少孔壁土層擾動,待測孔鉆到預定深度時,如地層軟弱應立即
下套管護壁,套管與孔壁間應灌漿和填砂法處理,以保持套管與孔壁間的緊密接觸。
關于使用各種套管的問題:
測量有套管鉆孔的剪切波速度,實踐證明還是比較不容易的。盡管有的文獻曾
給出有套管鉆孔的剪切波速度和無套管測量結果是一致的,但沒有指出是如何測量,
如何處理才能得到與沒有套管時測井的一致的結果。
對振源的要求
剪切波振源應采用錘和上壓重物的木板,壓縮波振源宜采用錘和金屬板。
對木板激振源的一般尺寸要求:木板長約 2.5 米,寬約 0.3-0.5 米,厚約0.1 米。受錘擊的
兩頭報上鐵板;通過敲擊木板兩側,這樣木板就給地面一個水平沖擊力,激起土層的剪切振
動。
大錘的要求:8 磅或 10磅。
現場測試注意事項
為獲得高質量的波形紀錄,測試前應調整好儀器設備,保證各設備可靠連接。另外,
現場要注意以下的問題。
1. 作為振源的木板應選用彈性和韌性較好的木板,不宜用鐵板或水泥板。木板錘
擊的兩頭可包上鐵皮或用一塊比木板截面稍大的鐵板墊在木板兩頭以便多次
使用。
2. 井孔應與木板長軸線垂直,即井孔到木板的距離相等,這是保證木板兩面敲擊
后,剪切波恰好反向的一個基礎。孔源距應是井孔到木板中心的垂直距離。
3. 木板與表土層耦合的好壞直接關系波形采集的好壞。現場可在選定放木板的地
方撒一層砂子,放上木板來回磨動,然后拿開木板,耦合好壞一目了然,在有
空缺處再撒砂子,反復數次可達到效果。
4. 現場可將汽車直接壓在木板上。無汽車可用重物。重物的重量應保證錘擊時沒
有大的位移,另外重物應盡可能在木板上均勻分配。當重物質量有,在木
板地面加帶鋼釘的鐵板或木板打孔插鋼筋。
5. 測剪切波時,錘擊力要盡量保證水平。錘擊要干凈利索,避免二次或多次擊打。
6. 每次放下或提升換能器到一個新深度應保留十幾秒后再測,這樣可避免泥漿擾
動干擾。
7. 在換能器上要配接吃力拉繩。根據經驗,是鋼絲細繩,細鋼絲繩伸縮性小,
抗拉性強,不易纏繞。(探頭帶鋼絲)
8. 測有泥漿護壁的鉆孔,從孔底測起,避免因泥漿沉淀引起卡換能器和測量
深度不夠情況。
9. 剪切波不能在水中傳播,但根據實測經驗,在有濃泥漿護壁的鉆孔中,可以在
換能器不與鉆孔壁緊密接觸的情況下測得很好的S波震相,為測量提供了方便。
另外泥漿濃可以減少塌孔的可能性。
10. 測有套管的鉆孔,要避免鋼絲繩與套管直接接觸。
11. 測量時如遇塌孔卡住換能器,在人力拉不動的情況下,將鉆機用不帶鉆頭
的鉆桿放到合適深度,用沖洗的方法慢慢的提升,這樣可保護換能器。
12. 在用氣囊式換能器時,用高壓氣筒慢慢打氣,打一下停一下,看是否已耦合,
如提不動,則耦合好。切忌連續打氣,將氣囊脹破。杠桿式可將換能器提到一
定高度后,放松電纜后,看是否下滑。
13. 隨著測試深度的增加,有效信號的頻率會有所降低,對數據的準確讀取有一定
的影響(可選在有效波起跳點或波峰處)。
14. 隨著測試深度的增大,S波信號能量逐漸減小。為提高有效信號的幅度,單純
增加激發能量也會增大噪聲的干擾。在選擇適當激發能量的同時,采用多次疊
加的方法不僅能提高有效信號能量,還可壓制噪聲。