海相碳酸盐岩储层成岩作用对岩石波速的影响

海相碳酸盐岩储层在孔隙度—波速转化关系中,对于给定的孔隙度,岩石波速呈现明显的波动。这种现象的根源在于碳酸盐岩的复杂成岩作用,它可引起储层地震解释和反演的多解性。因此,对于海相碳酸盐岩油气勘探而言,建立成岩作用与岩石波速之间的预测关系是极为重要的。综述了国内外有关成岩作用与地震波速之间关系的研究成果,为了解成岩作用过程中岩石波速的变化行为奠定了一定的基础。研究发现,成岩历史、孔隙类型、白云石类型的差异均可造成碳酸盐岩储层波速对于给定的孔隙度出现明显波动:在孔隙度一定的情况下,经历早期胶结作用的储层波速低于经历早期压实作用的储层波速,以微孔隙为主的储层波速明显低于以铸模孔隙或骨架内孔隙为主的储层波速,砂糖状白云石储层波速低于具有白云石胶结物的储层波速。在此基础上,以四川盆地飞仙关组鲕粒滩为例,通过地震剖面模拟实验发现,与优质储层形成有关的成岩相在地震剖面上响应明显,地震反射表现为连续性好、振幅强,这说明根据地震资料进行储层成岩相的预测是可行的。建议今后应加强成岩作用与岩石波速之间关系的研究,为国内深部海相碳酸盐岩油气勘探提供指导。     

煤储层裂隙形成机理及其研究意义

煤储层的微裂隙与内生裂隙是煤中流体压力与有效地应力相互作用过程中高压流体间 歇性集中释放所致。煤的化学成分，孔隙特征及流体生成特征决定煤中裂隙的发育特征，水平有效地应力决定主内生裂隙面的发育方向。煤中流体的释放受流体压力，地应力和裂隙残余变形的影响。     

宁河断裂伪随机震源地震勘探

宁河断裂位于天津市宁河区北部,断裂走向近东西,倾向南,全长约26 km,调查发现宁河断裂浅部存在一系列隐伏断裂带.第四系内部地层上更新统、中更新统、下更新统及第四系和第三系地质界面存在明显波阻抗差异,具备开展伪随机震源地震勘探的条件.经现场地震波速测试,第四系松散沉积地层地震纵波波速1300～1500 m/s,基岩波速...     

哈密地区砂岩地震波速的实验研究

岩石的地震波速是区域构造研究和浅部地震勘探的基础。哈密地区是我国重要的产油区域之一,但目前仍缺少地震波速方面的基础资料。这是在实验室条件下模拟了深层环境,分析了四组哈密地区砂岩样品的波速与压力之间的关系。结果表明:随着压力增加,砂岩样品的纵横波速度以对数关系增加;砂岩的孔隙度影响波速的变化速率;砂岩地震波速的滞后效应主要表现为:在相同压力下,降压过程中的波速大于升压过程中的波速;高压下的波速接近于用空间平均模型计算的理论波速。实验所得的波速数据与哈密地区的测井数据解释相吻合,其可以作为判断油层、水层和干层的辅助条件。     

砂砾岩体跨频段地震岩石物理响应特征——以东营凹陷陡坡带为例

砂砾岩体不仅是重力流沉积的主要研究对象,在油气勘探和水文地质勘探领域同样占据重要地位。选用东营凹陷北部陡坡带典型砂砾岩样品,分析其物性,测量其超声频段弹性波速度,依据统计学理论计算指示因子,寻找岩性及流体敏感参数;基于超声频段弹性波速度反演裂隙密度和软孔隙特征,计算砂砾岩频散特征并与地震频段弹性参数测量结果对比,分析跨频段（地震频段和超声频段）岩石物理响应特征。结果表明：（1）依据敏感参数,砂砾岩与泥岩、砾岩差异明显,但砂砾岩与砂岩之间不易区分;对于流体,砂砾岩储层中气和水易区分,但油和水不易区分;（2）在原位储层压力下,相较于砂岩、砾岩、泥岩和灰岩,砂砾岩纵波速度频散范围更大,裂隙密度更大,相应的闭合压力范围也较大;（3）频散特征满足“喷射流”机制,其中微裂隙纵横比为一组分布,频散发生的频率范围及幅度可作为区分油和水的敏感参数。研究成果为区分砂砾岩储层中不同频段地震波响应特征及进一步识别流体类型提供了理论依据,有助于实现储层与非储层的地震精准预测。     

天然裂缝复杂程度对致密储层破裂特征的影响

地层内部总存在孔隙、裂隙、层理、裂缝、断层等结构特征从而体现为地层地质非均质性,并在人工注采过程中发生不同尺度的破裂而体现为跨尺度的裂缝时空延展特征和致裂机理。以致密油为代表的非常规油气藏开采开发在我国油气产能中占比越来越大,并往往利用水力压裂储层改造技术产生人工裂缝以增强油气渗流而实现其规模经济开发;同时,这类低渗透油气藏亦是CO₂压裂、注入和封存的重要对象。文章基于真三轴大型物理模型水力压裂实验和工程尺度下水力压裂微地震监测结果,通过不同尺度裂缝/裂隙活动所致声发射和微地震事件的时空展布研究岩体多尺度裂缝的破裂特征。研究表明,无论是相对稳定的真三轴水力压裂,还是实际地质工程尺度下的水力压裂微,岩石原生裂缝、裂隙分布趋势和方位对裂缝扩展具有主控作用。     

渤中凹陷深层储层裂隙发育程度实验研究

渤中凹陷作为渤海深层油气勘探最现实的有利区,其资源潜力和勘探前景有待得到进一步验证。由于深部潜山储层地质情况复杂,岩性繁多且差异明显,对深部有效储层类型及分布的研究是渤中地区深层勘探的关键。本文通过对渤中地区太古宇二长花岗岩、片麻状花岗岩、花岗质片麻岩、斜长角闪岩、古生界灰岩以及中生界安山岩6种潜山代表性岩石,开展张应力和压应力作用下的裂隙发育程度实验,观测在相同加载条件下不同岩性的微裂隙发育数、事件率等特征以及微裂隙时空分布,分析不同岩性样品裂缝发育能力及空间展布。实验结果表明:6种岩石储层在张应力和压应力条件下,均有一定规模的微裂隙产生,但在同一应力条件下其微裂隙发育累计及时空分布差异明显。其中,太古宇变质岩的内部裂隙发育程度高于古生界灰岩以及中生界安山岩储层。因此,岩性是控制储层裂缝发育的基础,相同的构造应力下太古界变质岩储层裂缝发育程度最高、储集能力最强。     

地应力与岩石弹性模量关系试验研究

在北京某深孔原岩应力测量和原岩应力测量段同等深度单轴及不同围压下的三轴岩石力学试验的基础上,结合统计的钻孔岩体结构参数,分析了原岩应力测量段深度处修正前、后的岩石弹性模量,进而探讨了地应力与岩石弹性模量间关系。结果表明,在花岗岩中,主应力大小与修正前、后的岩石弹性模量间均呈正相关关系,而在灰岩中,主应力大小与修正前、后岩石弹性模量间的关系不明确,需要进一步研究;在花岗岩中,主应力大小与修正后的岩石弹性模量间的相关性系数高于主应力大小与修正前的岩石弹性模量间的相关性系数;各向同性高的岩体（如花岗岩）,实测地应力大小与岩石力学试验结果相关性好,而各向异性大的岩体（如沉积岩）,实测地应力大小与岩石力学试验结果相关性较差     

含油水各向异性孔隙介质中地震波传播方程

油气勘探的重点是寻找油气储层的分布 ,而地下油气的存在必然对地震记录产生影响。传统的地震波理论是建立在纯弹性固体基础之上 ,没有考虑固体中所含的流体 ,因此 ,它难以研究含油水岩石的物理性质 ,如岩石的渗透率和孔隙度、油水粘度。从固、液介质系统能量和本构方程出发 ,推导出固体、油相和水相的动力学方程 ,进而建立起含油水两相流体各向异性孔隙介质的地震波传播方程。该方程包括有岩石和油水的物理参数 ,更适合于油田的勘探和开发。     

卸荷过程岩体中弹性波波速变化分析

伴随岩体卸荷过程,岩体内部应力状态要进行调整,同时岩体内部几何结构也要发生变化。由于卸荷过程应力状态变化很复杂,文中利用卸载过程中岩体内部几何结构的变化来反映卸载过程,通过岩体几何结构对弹性波传播的影响来分析卸载过程的波速。为考虑弹性波作用下局部裂纹的相互作用,采用双裂纹模型近似分析。在双裂纹体系内部采用“相互作用”分析法,以部分考虑波在岩体内的多次散射;在双裂纹体系之间采用线性叠加分析法,以考虑岩体中缺陷影响的局部化。通过节理裂隙的张开程度和节理裂隙的张开率描述卸载过程对双裂纹体系的影响,由此,对比分析了开挖卸载过程中四种不同的玄武岩与主频25 kHz和主频1 kHz对应的弹性波波速的变化。结果表明,随着卸载过程的推移,主频25 kHz声波和主频1 kHz地震波对应的相对波速逐渐减小,但声波波速的减小幅度要比地震波减小的幅度小,声波波速可以降低到原来的80%,而地震波波速可以降低到原来的50%。结论对于水利工程、隧道工程等建基面的验收和评价有很好的指导意义     

金属矿地震绕射波分离与成像——以庐枞矿集区和钦杭成矿带为例

不同于油气藏能源大多产于沉积地层之中, 金属矿成矿部位的地质条件要更为复杂多变。通常情况下矿体表现为不规则形状, 且连续性较差, 难以满足现有地震反射波法所以依据的镜面反射条件(徐明才等, 2009)。不同的围岩地震地质条件差异很大, 甚至同一种岩性受到蚀变、构造作用的影响, 表现出不同的阻抗特征, 当围岩与矿体间的波阻抗差异较小, 难以形成有效的反射波。在控矿构造方面, 通常大规模的构造对成矿具有控矿、控岩作用, 而与成矿部位密切相关的一般是小规模的断裂, 反射波较难识别。根据菲涅耳带理论, 当地质体的尺度小于地震波的一个波长时, 反射地震成像精度会骤降, 而来自这些小尺度、非均匀地质体产生的绕射波和散射波成像较反射波成像具有明显的高分辨率、甚至超高分辨率。利用绕射波成像能够探测和识别地下重要的构造信息, 如破碎带、断层、尖灭点、礁体边界、次火山岩、小尺度的侵入体、不规则盐丘体, 以及其他不连续的地质体(Karimpoul et al., 2015)。考虑金属矿围岩及控矿构造复杂, 矿体几何尺寸较小、形状不规则, 容易产生绕射波, 理论上利用地震绕射波识别这些地质体较反射波更具优势。     

广东省潼湖生态智慧区浅层地球物理探测与地层物性分析

地质灾害、活动断裂、特殊岩土体和古河道等是影响城市浅层地下空间开发安全的主要地质问题,对于这些地质问题的探测主要采用地球物理无损检测方法。潼湖生态智慧区是国家生态文明建设示范区和惠州智慧城市地下空间开发中的重要区域,浅层地球物理探测与地层物性分析为潼湖生态智慧区城市发展及地下空间开发利用提供详细的地质、岩土和地球物理数据,是构建该地区地下空间模型的必备要素。虽然目前已经开展了针对本区域的基础地质探测研究工作,然而服务于精细地质结构与地层划分的综合地球物理研究还处于空白。针对浅层地下空间探测精细程度低和传统探测方法分辨率有限的问题,本文综合利用浅层反射波地震方法、混合源面波S波速度成像方法、三分量谐振波阻抗比值方法以及综合测井方法对该地区浅层地下空间(200m)进行了高精度地层划分和断层展布精细解释。在浅层地震反射波方法划分厚层和大尺度断层的基础上,利用主动源和被动源微脉动阵列法获得更加精细的浅层地层和构造特征,采用三分量地震频率谐振方法识别浅层土壤层分层,弥补了单一方法在不同深度范围上的探测信号低精度缺点,探讨了潼湖地区地层与地球物理的响应特征,构建了详实的地层物性和地球物理参数关系,为后续的建模提供基础数据。     

新疆哈密地区砂岩地震波速的实验研究及其对特殊地质填图物性工作的启示

本文在特殊地质填图的过程中研究了哈密地区砂岩的地震波速,利用ZBL-U520非金属超声检测仪和Autolab2000多功能岩石物性设备,在0~200 MPa(约0~7000 m地下深度)下研究了密度、孔隙度和压力三个因素对砂岩地震波速的影响。研究发现:砂岩的波速与密度呈正相关关系,但与孔隙度呈负相关关系;纵波与密度和孔隙度的线性关系好于横波;波速与压力呈对数关系。此外,本文还分析了ZBL-U520与Autolab2000两种仪器测试方法的适用性。最后针对地质填图的特点给出建议:在特殊地质填图中,不仅要按照规范采集标本,测试其在常温常压下的岩石波速,还应该适当考察不同地层压力状态下的速度特征,才能更全面地认识填图区地震波的性质。     

Basin Structure and Numerical Simulation for the Mechanisms of Seismic Disasters

In the present study seismic wave propagation in heterogeneous media is numerically simulated by using the pseudospectral method with the staggered grid RFFT differentiation in order to clarify the cause for the complicated distribution characteristics of strong ground motion in regions with basin structure. The results show that the maximum amplitudes of simulated ground acceleration waveforms are closely related to the basin structure. Interference of seismic waves in the basin strongly affects the distribution of maximum seismic waveforms, which may result in peak disasters during earthquakes. Peak disasters might be away from basin boundaries or earthquake faults. Seismic energy transmitted into the basin from the bedrock can hardly penetrate the bottom of the basin and then travel back into the bedrock region. The seismic energy is absorbed by basin media, and transferred into the kinematical energy of seismic waves with great amplitude in the basin. Seismic waves between basins may result in seriou     

准噶尔盆地车38井区地震物理模型技术研究

利用地震物理模型技术,依据准噶尔盆地车38井区三维地震的地质解释成果,按一定的模拟相似比,制作一个三维物理模型.利用超声波反射技术,用2种观测系统对模型进行全三维数据采集.通过不同面元三维数据效果对比,提供针对不同地质目标确定面元大小的试验依据,提出从野外采集、资料处理到解释的成套方案.根据不同地震地质条件和勘探目标要求,应用模型正演技术可以指导合理确定三维地震勘探面元大小和其它采集参数.     

某铬铁矿区地震波场正演模拟研究

依据某铬铁矿区地质、物性资料,分别对矿区铬铁矿体、含矿超基性岩体、地质剖面进行地震正演模拟研究,分析对比模拟剖面和实际地震剖面的波场特征,发现实际剖面上存在与模拟剖面含矿位置相似的波场特征,结合地质资料,推测含矿岩体的反射区域,辅助金属矿区地震勘探对矿体的识别。     

The transmission of compressional waves in jointed rock

Experiments have been carried out to determine the effect of joints on the propagation of P-waves in specimens of both weak and strong rocks; in particular the effect of normal stress on the transmission of P-waves in jointed rock was studied. These experiments were supported by measurements of seismic wave velocity carried out in tunnels driven in Lower Chalk and Carboniferous strata. The laboratory tests showed that relatively small normal stresses are sufficient to close joints acoustically and this was confirmed by the tunnel site observations. The results show that the interpretation of seismic data for the exploration of engineering sites may be improved by allowing for effects which result in the acoustic closure of joints.     

地震波阻抗反演方法之改进与三阶段、九步骤反演方法的初步实践

地震波阻抗反演在储层预测中发挥了重要作用,它是确保地震数据、测井曲线、速度和地质信息正确综合的首要技术。地震反演的方法很多,对当前石油工业界常用的5种地震波阻抗反演方法的技术关键、适用性进行了分析和对比。由于受地震资料、地质条件和勘探开发程度的制约,现有波阻抗反演方法各具适应性,并不能很好地解决油田储层地震预测问题。为此,提出了一种新的工作思路--三阶段、九步骤反演方法。 应用该方法在松辽盆地GLB地区PTH油层的勘探部署和储量评价中取得较好效果,可预测1~2 m薄储层,对于国内类似地质条件的薄储层预测具有一定的借鉴意义。     

火山岩盖层下地震找矿技术试验

火山岩的密度和地震波传播速度一般高于相同深度的沉积围岩,与围岩具有较明显的密度和速度差,由于火山岩与围岩界面形态及产状复杂,导致地震波成像困难.笔者结合澧水火山岩盆地地震勘探试验工作,讨论了适合于火山岩盖层下寻找深部金属矿的地震勘探技术.采用小道间距、长排列、高覆盖次数、火山岩顶界面(或火山岩内部)激发的采集方式,有助于获取火山岩内部及其下伏地层界面产生的反射波.     

瑞利波勘探技术在岩土工程勘察中应用

地下介质的弹性波速的差异与介质的岩土力学特征具有很好的相关性,而介质的瑞利波速度与其剪切波速非常接近,因此利用瑞利波勘探技术进行地下介质分层时,其优势十分明显.在岩土工程勘察的初勘阶段可利用瑞利波勘探技术宏观划分力学性质差异明显的地层、地质构造,而在详勘阶段可以探测基岩埋深、填土厚度等的变化趋势,均取得了比较好的应用效果.