裂缝性多孔介质纵波频变特性研究

各向异性介质地震波衰减的研究一般只针对横向各向同性介质,即包含一组垂向裂缝。实际储层中往往存在多组正交或斜交裂缝,因此研究含多组裂缝储层的地震波频散和衰减非常必要。Chapman建立了包含两组裂缝的中观尺度喷射流模型,但是没有讨论两组裂缝对特征频率、频散和衰减幅度的影响。为此,建立了计算含多组裂缝储层纵波频变特性的方法。首先对Chapman模型数值模拟,讨论裂缝参数对特征频率和频散、衰减幅度的作用;然后分析Chapman模型和标准线性固体模型之间的关系;最后建立利用广义标准线性固体模型计算包含多组裂缝储层的频变纵波模量的方法,即利用Chapman模型和各向异性Gassmann方程得到低频模量,利用Chapman模型得到高频模量。所提方法利用低频、高频极限模量和模量损失表征地震波的频散和衰减特性,其中模量损失可表征每组裂缝的贡献,并得出以下认识：1裂缝方位和地震波入射方向只影响频散幅度和衰减幅度,而不影响频散频带和衰减频带;2不同裂缝发育情况的纵波速度V_P(或纵波逆品质因子Q_P^-1)曲线间存在代数关系,因此可以利用单组裂缝的V_P(或Q_P^-1)曲线表示两组甚至多组裂缝的V_P(或Q_P^-1)曲线;3当地震波传播方向与裂缝平行时,V_P随频率的变化很小,P波衰减最小。所提方法对于研究各向异性介质的地震波场特征及地震响应机理具有一定实际意义。     

硬币型裂缝介质的频散与衰减

为了快速、准确地模拟硬币型裂缝的频散和衰减,同时避免求解Galvin硬币型裂缝频变弹性模量表达式中存在的奇异性问题,基于Gauss-Lobatto等效离散积分的求解方法,将求解的第二类Fredholm积分方程转变为有限区间内的离散积分,并利用高阶近似方法将远场多重散射方程在零极限的求解问题与离散积分过程统一;进一步利用各向异性Gassmann方程,结合线性滑移理论与Hudson硬币型裂缝模型,分别给出了裂缝介质在高、低频极限条件下各个弹性模量的解析式。相速度和黏弹性反射系数数值模拟表明：随裂缝密度变大,衰减峰值变大;随裂缝尺度变大或流体黏度增强,衰减峰值频率向低频移动;相对于平行裂缝方向,垂直方向的速度和衰减变化最大,且当介质饱气时,反射系数明显大于含水、含油介质。数值模拟结果表明裂缝密度影响衰减,裂缝尺度和流体黏度影响介质由弛豫向非弛豫过渡的频带位置。     

横向各向同性介质纵波方位各向异性物理模型研究

 Ruger公式表明：在各向异性介质中,当各向异性参数、纵波阻抗、横波速度、介质密度已知的情况下,反射系数是方位角和入射角的二元函数;若采用固定炮检距观测方式,只改变测线与裂缝方向之间的夹角,则反射系数可化简为方位角的一元函数,根据Ruger公式便可得到不同炮检距下的反射系数值。本文基于Ruger公式,运用物理模型模拟方法,在水中以50,100,150mm的炮检距观测了HTI介质的地震响应,了解了反射波振幅、反射旅行时随裂缝方位角变化的规律。研究表明：在不同炮检距情况下,裂缝层顶、底界面的反射纵波振幅均出现方位AVO响应,即当方位角为0°时,纵波反射振幅最大,当方位角为90°时,纵波反射振幅最小;裂缝对纵波旅行时也产生影响,即反射时间随方位角增大而增大。物理模拟实验结果与理论计算结果相近,从而为裂缝识别和预测提供了借鉴。     

纵波速度频散属性反演方法研究

利用与频率有关的地震属性进行储层特征描述一直是地球物理学家研究的热点,由于含烃类储层会造成地震波的衰减和速度频散,因此,反映速度频散的属性在一定程度上可以指示含烃类储层。基于弥散介质界面反射系数随频率变化的假设,通过研究纵波法向入射时反射振幅随频率的变化规律,推导了包含表征纵波速度频散程度属性的反射系数近似公式,构建了反演方程,通过小波域分频和贝叶斯三参数反演分别得到分频地震数据和密度相对变化量,最终反演得到频散属性数据体。模型实验和实际资料的应用结果表明,纵波速度频散属性对含气储层具有较好的指示效果。     

饱和介质中地震波的速度和衰减

已经用阿门特(1959),库斯特和托克索日(1973)的方法在理论上处理了两相介质中地震波的传播问题,该方法用来确定给出了性质、浓度、包体和基质形状的混合介质的弹性模量。根据数字计算,包体形状对混合介质的影响与浓度同样重要。在给定饱和流体和孔隙形状的条件下,对疏松岩模型计算出了压力对纵、横波速度的影响。借助于综合的反演技术研究了在给出纵、横波速度的条件下确定孔隙谱的反演问題。在研     

衰减介质中纵波与转换波的分辨率研究

对衰减介质中纵波（PP波）和转换波（PS波）的分辨率问题进行了初步的探讨。在浅层地震勘探中,PS波的分辨率要高于PP波;而当勘探目标大于一定深度,纵波品质因子（QP）大于横波品质因子（QS）,衰减比较明显时,PP波的分辨率将高于PS波的分辨率。如果考虑纵波和转换波随炮检距的变化,也将有类似情况。对于一定的深度, vP和vS的比值,以及ＱP和ＱS比值不同时,PP波和PS波的分辨率随炮检距的变化曲线也将有一交叉点。也就是说,小炮检距情况下,PS波的分辨率较高。     

油水饱和岩石复电阻率频散特性数学模拟

基于油水饱和储层电震耦合理论,利用傅里叶变换关系推导出电震波场的波动方程及电震快纵波P1波、电震慢纵波P2波和电震慢纵波P3波3个传播常数。依据双电极法测量岩石复电阻率的数学模型,对油水饱和岩石复电阻率的频散特性进行定量模拟。模拟结果表明,油水饱和岩石复电阻率的频散现象是在电震快纵波P1波、电震慢纵波P2波和电震慢纵波P3波的共同作用下,由岩石中的电渗流机制形成的。油水饱和岩石的复电阻率和慢纵波P2波界面极化频率均随孔隙度和含水饱和度的增大而减小,随渗透率的增大而增大,慢纵波P3波界面极化频率随孔隙度的增大而减小,随渗透率和含水饱和度的增大而增大,而快纵波P1波界面极化频率受储层岩石这3个参数的影响较小。气水饱和岩石复电阻率的频散特性与油水饱和岩石复电阻率的频散特性略有不同,但二者的复电阻率随3个参数的变化规律相同。     

含黏土矿物岩心电频散特性实验研究

为研究黏土矿物对岩石电阻率频散的影响关系,制作4种共16块人工柱塞状岩心,分别为纯砂岩,含蒙脱石、高岭石、伊利石3种黏土矿物砂岩。对其真空加压饱和2.5×10~3 mg/L的CaCl_2溶液,利用煤油驱替改变含水饱和度并进行电阻率频谱测量。分析岩心的电频散与含水饱和度、孔隙度、温度、黏土矿物种类及含量的关系,利用薄膜极化假说解释了含黏土矿物岩心异于常规的电频散现象,为电阻率频谱测井解决非常规复杂油气藏问题提供理论依据。     

含裂隙孔隙介质中纵波传播特征研究

基于准静态孔隙弹性理论和White模型,给出了垂直于层面传播纵波的频散方程.在周期性层状孔隙介质中采用具有高孔隙度的柔性层表征裂隙从而构成裂隙孔隙介质,利用周期性层状孔隙介质的频散方程并综合线性滑动裂隙模型,推导出裂隙孔隙介质中垂直于裂隙传播纵波的等效介质模型.裂隙孔隙介质中介观尺度上的流体流动作用所引起的纵波速度频散与衰减值远高于Biot流作用,特征频率或衰减峰值通常可位于地震频段.介质中纵波速度频散及逆品质因子均会随裂隙弱度(密度)的增大而增大,背景孔隙介质的渗透率与粘度以及裂隙的间隔与弱度共同决定特征频率的大小.     

衰减与频散的补偿方法

大地滤波作用不仅引起高频成分的迅速衰减,而且造成子波相位特征的畸变。要进行高分辨率地震资料的处理;必须对上述衰减和频散进行补偿。本文采用李氏经验公式计算的衰减因子Q值,提出一种具有空变和时变特性的Q值补偿方法。补偿处理是在单道上进行的,可以是动较正后的叠前道,也可以是叠后道,使用非常方便。     

地震偏移剖面的假频、频散和横向分辨力

本文对偏移剖面上的假频、频散和横向分辨力作了比较系统的论述。通过这种讨论,说明了偏移剖面上的假频与偏移方法无关,而主要与记录和算子的采样及重采样有关;频散现象的产生与偏移方程的精度和差分的精度有关;而横向分辨力则与方程的精度和采样率有关。偏移时应用更精确的方程和更精确的采样,不但对偏移归位有好处,而且对提高横向分辨力也是必须的。     

横向各向同性介质中纵波和转换横波的快速射线追踪方法

首先根据横向各向同性介质中群速度与相速度的关系,以及横向各向同性介质中射线参数的表达式,推导出适用于做射线追踪的射线参数解析表达式。在介质的对称平面内,利用逐段迭代的射线追踪方法导出了任意形态光滑界面反射点和透射点的一阶修正量公式,可适用于纵波、转换横波的射线路径及旅行时的计算。公式推导未做弱各向异性的假设,对任意强度的各向异性介质都适用。通过用水平界面各向异性介质时距曲线公式（Ｔｓｖａｎｋｉｎ     

波动方程有限差分法频散衰减方法研究

波动方程式已被广泛用于正演和偏移中波场的数值模拟，但是，空间和时间上的微分近似值的精确才能确保有限差分法结果的精确。传统上，取得精确的数值需要通过使用相对更密集的有限差分网格或很长的有限差分算子；否则，数值误差（即数值频散）将会在很大程度上污染有效信号；然而，以上两种方法将导致大量增加的计算成本。这里提出一种简单和低计算成本的改进的波动方程式用来压制数值频散，当改进的波动方程式数值求解采用有限差分法时，数值频散相对于标准的波动方程式有明显的改善，且几乎没有增加额外的计算。二维数值试验表明，修改后的波动方程式极大地提高了图像质量，而且修改后的计算增量可忽略不计。     

温压条件下水饱和砂岩岩样纵波波速和衰减的测量与规律

在温度28－80℃3.33-60.0MPa围压条件下，通过对大庆油田19块水饱和砂岩岩样进行测量，得到了纵波波速参数（vo)，波速压力系数（av)，波速温度系数（bv)，品质因子（Q，包括纵波参数Q0），压力系数（aq)，温度系数（bq)，压力系数的温度系数（cq) 等完整可靠数据，得到大庆1号及2号井岩样纵波波速及Q与围压及温度之间的拟合公式。测量结果表明，在实验的温压范围内，水饱和砂岩岩样的纵波波速和Q均与压力以及温度呈线性关系，Q的压力系数也与温度呈线性关系。     

基于纵波频散谱的缝洞碳酸盐岩储层有效性评价

针对缝洞碳酸盐岩评价问题,采用物理实验手段对致密和缝洞发育的白云岩岩心样品在低频段进行不同频率下纵波速度变化情况的测量,分析缝洞发育程度有差异的岩心样品纵波速度随频率变化的响应规律.针对XMAC系列仪器有较宽频带响应范围的特点,形成了针对阵列声波数据的低频纵波频散分析处理方法,将岩心实验结果与阵列声波数据低频纵波频散分析处理结果相联合,通过谱域加权相似法处理得到的单点频散曲线,经统一刻度形成基于纵波频散谱的缝洞碳酸盐岩储层有效性评价方法.该方法在四川盆地缝洞型白云岩储层评价中取得良好效果,为缝洞碳酸盐岩储层有效性评价提供了思路和研究方向.     

流体饱和粘声波孔隙介质中纵波的全频率瞬时解

我们得到了均匀孔隙耗散介质中纵波传播的解析瞬时解。基于一般毕奥多孔弹性方程的解适用于低到高频的范围,除了松驰机理外,它还包括一般属性的粘弹性现象。我们利用粘动力学算子在全频率范围内模拟了与孔隙中流体相对运动有关的动力学     

沉积岩石中速度频散和与频率有关衰减的观测

为了尽可能在宽频范围内确定岩石的弹性性质,在帝国学院的井下试验基地对饱和的沉积岩岩石系列进行了一系列的实验。这些实验分成四类:频率范围在30～280Hz之间的垂直地震剖面(VSP),井间勘探(0.2～2.3KHz),声波测井(8～24KHz)和实验室测试(300～900KHz)。在这些实验中尽量测试了岩石的纵波和横波的本征衰减和速度。观察了纵波和横波的速度频散。在声波频段,纵波的本征衰减有一个与频率有关的衰减峰。模拟数据认为衰减是由于在小的纵横比孔隙中局部流体流动引起。这个模拟表明本征衰减主要由纵横比约为10~(-3)到10~(-4)的裂隙控制。     

沉积岩石中速度频散和与频率有关衰减的观测

为了尽可能在宽频范围内确定岩石的弹性性质，在帝国学院的井下试验基地对饱和的沉积岩岩石系列进行了一系列的实验。这些实验分成四类：频率范围在３０￣２８０Ｈｚ之间的垂直地震剖面（ＶＳＰ）、井间勘探（０．２￣２．３ＫＨｚ），声波测井（８￣２４ＫＨｚ）和实验室测试（３００￣９００ＫＨｚ），在这些实验中尽量测试了岩石的纵波和横波的本征衰减和速度。观察了纵波和横波的速度频散。在声波频段，纵波的本征衰减有一个与频     

用VSP数据研究裂缝性储层的纵波和横波衰减

本项研究中所用的P波和S波的VSP数据是在一个碳酸盐岩裂隙性油藏的一口直井中150米(492英尺)区段上采集的。通过时窗和通带效应的对比来检验衰减测量结果的可靠性。结果表明,与裂缝方向正交的入射平面有关的P波,其衰减更为强烈。P波的衰减效应实际上强于快横波与慢横波的相对衰减。