渗透率对含气储层地震响应影响的数值模拟

分析了渗透率对具有斑块气-水饱和特性的砂岩储层的地震响应的作用。从White经典模型出发,基于Johnson模型,分析了不同含气饱和度情况下,地震波衰减和速度频散特性以及渗透率对它们的作用。结果显示:在地震波频带范围内,地震波穿过含气储层会产生明显的衰减和速度频散,且对渗透率的变化非常敏感。用波动方程数值模拟,分析了地震波从不同角度入射时,渗透率对地震反射数据的影响。模拟了地震波垂直入射时,渗透率对地震波衰减和速度频散的影响。对于岩石颗粒相对松散,孔隙比较发育的砂岩储层,地震波垂直入射时,渗透率对地震反射数据有非常明显的影响。在一定条件下,表面接收的地震反射数据对含气储层的渗透率非常敏感。     

碳酸盐岩洞缝储集体正演模拟分析

碳酸盐岩非均质缝洞储层的地震响应特征复杂,而利用正演模拟技术模拟这种介质中传播的地震波的特征能为孔缝洞储层的预测提供理论依据。本文根据孔洞缝储集体的特点,建立均匀介质的正演模型,利用地震波场正演模拟技术,建立不同大小、不同波阻抗、不同埋深的缝洞型储层模型,分析缝洞型储层的地震响应特征,为碳酸盐岩储层地震勘探提供参数论证依据。     

缝洞模型波动方程正演与偏移

为了揭示缝洞储层的地震波场特征，首先推导出了允许介质速度有横向变化和纵向变化，对地层无倾角限制，保振幅，并可以避免层间多次波产生的变参考慢度Rytov近似Fourier波场廷拓算子，然后用该算子对根据某地区奥陶系储层溶蚀缝洞的地质特征所设计的二个缝洞模型进行正演和偏移，并分析其波场特征。缝洞储层模型数值模拟的结果揭示了在不同情况下，单个裂缝、溶洞、缝洞带的宽度和密度的地震波场特征，得到了一些有益的结论和认识。     

储集层参数对地震波传播特征的影响波场模拟法

通过对储集层中地震波场的数值模拟,定性地讨论了孔隙度、渗透率及流体粘滞性对地震波振幅和速度的影响,为以后定量研究储层的这些参数与地震波传播特征的关系打下基础。     

盒8地层岩石物理参数及地震响应模型研究

鄂尔多斯盆地盒8砂岩储层横向变化大，非均质性强，局部含水，含气砂岩的密度、速度和阻抗与泥岩相近，因此用常规储层预测方法区分含气砂岩与泥岩、含气砂岩与含水砂岩难度较大。通过测井曲线重构，建立了盒8地层岩石物理参数及其地震响应模型。结果表明，含水饱和度模型能够区分含气砂岩和含水砂岩；泥质含量模型能够分辨砂岩和泥岩；孔隙度模型能够分辨致密砂岩和孔隙砂岩。孔隙度合成道集和全叠加地震响应明显，高孔隙度砂岩表现为强振幅特征。所建立的岩石物理参数模型可直接用于高孔隙度含气砂岩的识别，确定的模型参数可直接用于实际资料处理，对提高有效储层的识别精度和可靠性具有指导意义。     

含气地层地震波衰减特征分析

利用地震波衰减特征进行地下储层流体性质预测已成为近年来研究的热点之一.地震波在含气地层传播过程中具有波动能量衰减剧烈、波形变化大、横向连续性差等特点,反映在地震波频谱中为高频分量衰减迅速、主频向低频方向移动、频带宽度变窄等现象.本文采用波动方程数值模拟方法,研究了含气地层地震渡频谱的变化特征,认为含气层地震波频谱高频端衰减变化率与频率关系是含气层最为敏感的地震衰减参数,由此提出了利用不同频率分量进行含气层地震识别的有效方法.     

盒8地层岩石物理参数及地震响应模型研究

鄂尔多斯盆地盒8砂岩储层横向变化大,非均质性强,局部含水,含气砂岩的密度、速度和阻抗与泥岩相近,因此用常规储层预测方法区分含气砂岩与泥岩、含气砂岩与含水砂岩难度较大.通过测井曲线重构,建立了盒8地层岩石物理参数及其地震响应模型.结果表明,含水饱和度模型能够区分含气砂岩和含水砂岩;泥质含量模型能够分辨砂岩和泥岩;孔隙度模型能够分辨致密砂岩和孔隙砂岩.孔隙度合成道集和全叠加地震响应明显,高孔隙度砂岩表现为强振幅特征.所建立的岩石物理参数模型可直接用于高孔隙度含气砂岩的识别,确定的模型参数可直接用于实际资料处理,对提高有效储层的识别精度和可靠性具有指导意义.     

方位各向异性裂缝检测技术在牛东潜山的应用

牛东潜山带碳酸盐岩储层具有非均质性强、横向变化快的特征,该区碳酸盐岩地层以缝洞储层为主。受裂缝的影响,振幅、频率、速度等地震属性的衰减现象明显,常规地震属性分析方法对裂缝的预测精度较低。准确识别裂缝储层是该区油气勘探的关键,为此在该区开展方位各向异性裂缝预测工作。成像测井结果表明,该区主要发育高陡裂缝,符合HTI介质的特征。基于Ruger的HTI介质纵波反射系数公式进行正演模拟,确定偏移距范围并划分4个方位角范围,得到方位角道集数据体。利用该数据体提取纵波的方位地震属性,求取裂缝方位和裂缝密度,并结合裂缝密度圈定了裂缝发育带,确定研究区裂缝的主方位为北东向。利用实际钻井的成像测井资料对预测结果进行验证,得到较好的匹配,证实AVAz技术对碳酸盐岩储层高陡裂缝的储层预测具有较好的实际应用价值。     

随机孔隙介质中地震波衰减分析

地震波在岩石中传播衰减问题一直是研究的热点之一,目前的岩石孔隙介质模型都无法全面解释地震波在岩石中的强衰减现象.根据Biot孔隙弹性理论和一般随机过程理论设计了随机孔隙介质模型来研究地震波在复杂地层岩石中的传播规律.为确保模型与地球浅层的岩石实际状况相符,模型中岩石的晶粒密度、孔隙度、渗透率与骨架模量均被设置为空间随机分布的参数,在仅考虑一种流体浸润的情况下,对随机孔隙介质进行了地震波的数值模拟.并采用两种衰减估量方法（时间域的振幅衰减法和频率域的谱比法）对波场中虚拟检波器的合成记录进行了衰减估算,给出了基于不同方法得到的两种快纵波衰减的逆品质因子.将随机孔隙介质中快纵波衰减结果与均匀孔隙介质的快纵波衰减结果对比,结果显示：均匀孔隙结构中的地震波衰减远低于随机孔隙结构,而且,在随机孔隙结构中若不均匀程度提高,则地震波的衰减会进一步加强,当不均匀程度达到σ=0.15时,快纵波的衰减因子与实际观测的经验值符合.由于数值实验的中心频率（50Hz）位于地震频段,因此我们的结果无疑进一步证实了不均匀孔隙结构是中、低频段地震波在实际地层发生强衰减的重要原因之一.     

基于BISQ模型的泥质含量变化时移地震响应机制

基于BISQ机制的双相介质模型,通过有效结合宏观条件和微观条件研究了地震波传播过程中的能量耗散和频散机制;基于泥砂岩岩石物理模型,分析了油藏注水开发条件下泥质含量变化引起的油藏弹性模量变化规律.在此基础上,通过双层地质模型时移地震响应数值模拟与差异属性分析,研究了油藏泥质含量变化前后P-P波和P-S转换波不同分量地震归一化均方根振幅属性随偏移距变化规律.结果表明,油藏泥质含量变化能够很好地模拟油田开发的动态过程,其引起的时移地震响应在不同分量和不同偏移距条件下差异清晰,P-P波、P-SV转换波归一化均方根振幅随偏移距变化差异明显,部分叠加处理技术将有利于提高时移地震处理与解释精度.     

孔隙含气压力对不同孔隙结构砂岩声学属性的影响

为研究孔隙含气压力对不同孔隙结构砂岩声学属性的影响,以大港油田3块不同孔隙结构砂岩为研究对象,利用自研的实验装置在多个含水饱和度点测量了砂岩纵波波形、幅度和速度随孔隙含气压力的变化。定义了1个声波幅度衰减变量I来表征首波幅度的衰减。结果表明:随着孔隙含气压力的增加,声波幅度下降,波形后移,中高孔渗砂岩在低含水饱和度下的声波波形甚至发生一定程度的畸变。变量I与含气压力呈线性负相关,且孔隙结构越好,含水饱和度越低,线性负相关关系越好,随着孔隙结构变差,含气压力降低,声波幅度的衰减减弱。砂岩的纵波速度随孔隙含气压力的增加而降低,在含气压力小于5 MPa时,纵波速度随含气压力的增加缓慢下降,含气压力大于5 MPa后,纵波速度随含气压力的增加而快速下降。岩心孔隙含气压力增大后,与声波幅度衰减相比,纵波速度变化不明显,纵波幅度的衰减对含气压力更敏感。砂岩孔隙含气压力增大所造成的声波衰减主要由黏滞性吸收衰减所引起,含气压力的增加对岩石体积模量和体积密度影响较小,纵波速度的变化主要是由有效应力减小造成岩石孔裂隙张开和颗粒接触刚度减小所引起。实验结果可为砂岩地层的含气性评价和孔隙含气压力预测提供借鉴。     

Fine-scale heterogeneity in the Earth's inner core

The seismological properties of the Earth's inner core have become of particular interest as we understand more about its composition and thermal state. Observations of anisotropy and velocity heterogeneity in the inner core are beginning to reveal how it has grown and whether it convects. The attenuation of seismic waves in the inner core is strong, and studies of seismic body waves have found that this high attenuation is consistent with either scattering or intrinsic attenuation. The outermost portion of the inner core has been inferred to possess layering and to be less anisotropic than at greater depths. Here we present observations of seismic waves scattered in the inner core which follow the expected arrival time of the body-wave reflection from the inner-core boundary. The amplitude of these scattered waves can be explained by stiffness variations of 1.2% with a scale length of 2 kilometres across the outermost 300 km of the inner core. These variations might be caused by variations in composition, by pods of partial melt in a mostly solid matrix or by variations in the orientation or strength of seismic anisotropy.     

Effect of phase transitions on compressional-wave velocities in the Earth's mantle

The velocities of seismic waves in the Earth are governed by the response of the constituent mineral assemblage to perturbations in pressure and stress. The effective bulk modulus is significantly lowered if the pressure of the seismic wave drives a volume-reducing phase transformation. A comparison between the amount of time required by phase transitions to reach equilibrium and the sampling period thus becomes crucial in defining the softening and attenuation of compressional waves within such a two-phase zone. These phenomena are difficult to assess experimentally, however, because data at conditions appropriate to the Earth's deep interior are required. Here we present synchrotron-based experimental data that demonstrate softening of the bulk modulus within the two-phase loop of olivine-ringwoodite on a timescale of 100 s. If the amplitude of the pressure perturbation and the grain size are scaled to those expected in the Earth, the compressional-wave velocities within the discontinuities at 410, 520 and, possibly, 660 km are likely to be significantly lower than otherwise expected. The generalization of these observations to aluminium-controlled phase transitions raises the possibility of large velocity perturbations throughout the upper 1,000 km of the mantle.     

密闭空间爆后准静态气压及地运动分析

准静态气压参数和地运动速度参数是保证密闭空间爆炸作业安全开展的重要参考.通过获取某工程现场3次爆破后的实测地运动速度数据和准静态压力数据进行时频域分析,结果表明,不同比例药量下,质点振速时程曲线和频域曲线均具有一致性,随着爆心距增加,质点振速幅值减小,主要频段趋近低频段,比例药量仅对地运动速度幅值有影响,对频域分布及主频影响不大.不同质量沙墙对准静态气压峰值及衰减速度均有影响,沙墙质量越小,爆后准静态气压峰值越大,其衰减越快.     

岩石含水饱和度,频率,流体类型对声波振幅影响规律的探讨

本实验以不同类型的砂岩为试样,在常温常压下用超声参数测定仪测量了饱和度、频率和流体类型对多孔隙岩石中声波衰减的影响,得到以下结论:(1)在干燥岩石中,纵波衰减比横波高;在被流体完全或部分饱和的岩石中,纵、横波的衰减均高于在干燥岩石中的衰减,横波的衰减的增加量比纵波大,并以复杂的方式依赖于饱和度。(2)在饱和盐水的岩石中,声波振幅随频率的增高而呈指数衰减。在低频段,声波有较大的衰减变化率;在某一特征频率(600kHz左右)之后,振幅与频率基本无关。(3)对同一块样品,饱和不同类型的流体,声波的振幅随流体的粘度增大而减小。     

声波衰减的格子-Boltzmann方法模拟

采用格子-Boltzmann方法分别模拟了一维及二维通道内平面声波的衰减过程.模拟中,声源给定速度及密度,出口采用出口边界条件.一维模型下,y方向采用周期性边界条件;二维模型下,y方向采用无滑移边界条件.模拟结果表明:在介质黏性以及壁面摩擦(仅二维)的作用下,声波沿着传播方向逐渐衰减,速度振幅及密度振幅越来越小,压力梯度呈负指数形式减小;随着波长的增大或介质黏度的减小,声波的衰减减缓,压力梯度越小.模拟获得的速度分布、压力梯度分布以及衰减系数与理论值吻合良好.最后,给出了声源的激发声压级.     

围护墙多功能减震结构的地震反应频响分析

围护墙多功能减震结构是一种新型减震结构,具有调频质量减震和阻尼耗能减震等多种耗能减震功能。为了研究此减震结构在地震作用下的响应特性,本文建立了减震结构在地震作用下的动力方程,推导了减震结构地震响应的传递函数、频谱密度,得到主要影响参数对该结构减震效果的影响,并采用模拟地震振动台进行普通框架结构和此结构的对比验证,通过加速度(位移)功率谱密度和加速度(位移)频响幅值反映出各设置工况下的减震规律。结果显示,与普通框架结构相比,该结构的功率谱密度和频响幅值均有不同程度的减小,减震幅度最大可达39.97%,表明该结构体系在地震波作用下具有很好的减震效果,并在参数设置合理的情况下,减震效果更佳。     

高温影响下页岩岩石的声学特性实验研究

以四川盆地龙马溪组页岩为研究对象,研究了高温处理后页岩岩样物理性质的变化规律,讨论了温度对页岩岩石声波特性的影响,同时,也研究了高温影响下页岩岩石动弹性参数的变化规律。研究结果表明,当作用温度低于400℃时,温度对页岩表观颜色和物理性质影响较小,而当作用温度超过400℃时,页岩表观颜色逐渐由黑色变为灰白色,且页岩质量下降快、体积膨胀率上升快,造成页岩密度下降快;随着温度增加,页岩声波速度不断下降,且声波主频不断下降,而页岩声波衰减系数不断增大,且声波衰减系数对页岩热损伤效应的敏感性更强;随着温度增加,页岩损伤因子增大,同时,页岩动态泊松比也呈增大趋势,而页岩动态弹性模量、体积模量、剪切模量呈下降趋势。     

接触行为对颗粒材料中应力波波速与能量的影响

采用离散单元法,研究线弹性接触模型、Hertz接触模型、线性平行粘结模型对不同排列颗粒材料中波传播的影响,分析了三种接触模型下波的波速变化和能量变化,同时也研究了弹性模量对颗粒材料中波传播的影响.最后对颗粒材料样本采用Hertz接触模型,探究了不同围压条件下颗粒材料中波的波速变化和能量衰减.研究结果表明:不同接触模型下波传播的波速和能量衰减率不同;当颗粒样本从规则排列到随机排列,波传播的波速变小,能量衰减率变大;随着颗粒弹性模量的增大,波速呈对数增大;在波传播过程中能量快速耗散,随着围压的增大,波速和能量衰减率都增大.     

真三轴压缩下岩石中超声波衰减的实验研究

使用真三轴压机模拟了水平或缓倾斜矿体采场间柱的受力状态,研究了在这种应力状态下岩石破坏过程中超声波衰减的特性。采用不同时刻频谱比法和标准试块频谱比法计算了岩石的品质因数Q_P值,给出了Q_P值在不同极限应力状态下的实验数据,并对穿过岩石试件的P波进行频谱分析,讨论了超声波在岩石中的衰减机制。