Rayleigh波勘探中“之”字形频散曲线“起跳点”频率研究

当层状介质中存在低速层的时候,实际提取到的Rayleigh波频散曲线往往会发生“之”字形回折.已有研究表明,“之”字形回折与各模式的激发能量有关.特别的,“之”字形回折的“起跳点”(发生“之”字形回折的点)与介质参数有一定关系,因此在应用中它反映了介质的一些特征.但是,这一关系是怎样的还没有人进行详细研究.本文计算了三...     

S波偏振方法在确定汶川8.0级地震震源深度中的应用

当横波进入由微裂隙和微孔这些比波长小的非均匀物质组成的岩石中,分裂成两个以不同方向偏振的组成部分.这两列波的偏振与裂隙面成平行和垂直方向,并以不同的速度传播.由于速度的不同,使这两列偏震波在裂隙介质的传播中产生“分裂”,横波分裂,使得横波波形产生一种新特征,即它离开裂隙区后仍然保持其偏振方向不变.地下几千米处,裂隙有垂直的也有不垂直的.     

龙马溪—五峰组富有机质页岩三维岩石物理模板分析及"甜点"预测

为识别四川盆地丁山区龙马溪—五峰组目的层富含页岩气的"甜点区",本文对页岩的有机碳含量、脆性、孔隙度及微裂隙等核心指标进行分析研究.对页岩展开岩石物性特征和岩石物理分析,结果显示"甜点区"具有TOC含量高、高孔隙度、低密度、脆性高(石英含量高)的特点,此外储层的拉梅常数和密度的乘积λρ分布范围是18～30 GPa·g·cm-3,泊松比v范围是0.18～0.22,剪切模量μ范围是13～18 GPa.根据储层的岩石物理特征,同时考虑孔隙度、裂隙纵横比和矿物组分对优质页岩敏感弹性参数的影响,采用等效嵌入体应力平均(EIAS)理论模型构建适合页岩气储层的三维岩石物理模板,进而预测储层的孔隙度、裂隙纵横比和石英矿物含量.基于测井数据,对构建的三维岩石物理模板进行校正,将校正后的模板应用到研究工区,选取过三口井的二维测线和三维区块,进行孔隙度、裂隙纵横比和石英矿物含量的定量预测.对比实际资料分析得出的优质页岩储层孔隙度预测范围与测井结果吻合较好,过三口井的目的层产气情况与预测结果一致性良好,目的层页岩具有高孔隙度、低裂隙纵横比和高石英含量的特征,可有效地指示优质页岩储层分布.     

安徽金寨沙坪沟斑岩钼矿区成岩成矿过程中的减压机制:来自假β相石英的证据

安徽金寨沙坪沟斑岩钼矿床是目前秦岭-大别钼成矿带中已探明储量最大的钼矿床.矿区侵入岩发育,岩性多样.锆石U-Pb同位素年龄表明均形成于燕山期,可分为早晚两期.本文以与钼成矿关系密切的第二期侵入岩为研究对象,通过侵入岩的精细显微岩相学观察和研究发现,属同源岩浆并经历相似演化历史的石英正长岩和花岗斑岩却先后结晶出两种相态的石英,石英正长岩中只产出他形的α相石英,花岗斑岩中结晶自形六方双锥的假β相石英斑晶,后者为β相石英相变而来的α相石英,但保留β相石英假象.结合锆石Ti温度、石英P-T相图和中酸性侵入岩Q-Aβ-Or-H_2O相图,认为石英正长岩和花岗斑岩具有较大的岩浆起源深度和相似的成岩温度,而石英正长岩中的α相石英反映其侵位结晶压力大于0.7GPa,花岗斑岩中的原始β相石英反映其结晶压力约为0.4~0.7GPa,花岗斑岩中随后结晶的基质则反映其形成压力小于0.05GPa.这一结果表明,花岗斑岩形成于至少两次快速减压作用之下,而这种减压作用对于岩浆-流体过程中成矿流体出溶、沸腾及矿质卸载和沉淀意义重大.花岗斑岩中β相石英在成岩之后的相变过程会产生体积差,可致使斑岩体及其围岩发育裂隙,这些裂隙是良好的导矿和容矿构造,有利于斑岩型矿床的热液蚀变和网脉状-浸染状矿化.可以认为,斑岩体中假β相石英斑晶是斑岩型矿床的成矿标志之一,其反映斑岩型矿床成矿系统通常形成于减压应力状态的构造背景中.     

非均匀介质的整体特征

小尺度地壳结构的非均匀性可能很复杂,以致难以详尽地描述,但同时又很重要,如描述构造应力和孔隙度。这类非均匀性的统计特性可以较大的波长穿过地壳传播时的波特性推算出来。实测波长和衰减系数与致密岩石的这两个参数之间的差异以及这些参量在时空上的交化,原则上提供了确定象微裂隙的取向、密度和裂隙充填物质的特性等参量的方法.这种推论的理论基础是基于采取处理优势微裂隙的平均法的‘等效”或“等量”物质的概念.许多方法已用于计算等效介质的特性,本文描述了其中几个方法.     

潮汐水位振幅和位相变化研究及其在地下水异常分析中的应用

将多孔介质中井-含水层-隔水层的潮汐水位振幅和位相的计算公式推广到裂隙饱水岩体潮汐分析中,分析了裂隙含水层中井与裂隙,裂隙与微裂隙的潮汐孔压响应原理和水流交换过程,提取了影响裂隙含水层潮汐水位振幅和位相的主要因素,应用井-裂隙排水产生的井水位引潮高的振幅比A和位相差a2主要随径向等效导水系数T同向变化,裂隙和微裂隙(孔隙)排水产生的孔压-引潮高的振幅比D和位相差a1主要随不排水条件下微裂隙与裂隙间振幅比E' /E反向变化的规律,提出了潮汐井水位振幅和位相的8种不同变化类型,分析了不同类型所反映的含水层形变,并用于分析东川、弥勒和西昌川03等3口井井水位振幅和位相变化的成因.     

玉树地震震源区Pg波方位各向异性及其意义

地壳介质中,特别是上地壳广泛存在着微裂隙,如果这些微裂隙定向排列,在宏观上就形成了各向异性介质,当地震波通过时就会产生特殊的现象,对剪切波而言就会发生横波分裂,对P波而言则会看到随方位的变化.利用玉树地震的余震数据,通过层析成像的方法研究震源区附近P波速度的横向变化和方位各向异性变化,探讨微裂隙的分布及意义.     

基于微观孔隙结构特征的速度频散和衰减模拟

孔隙尺度的喷射流流动是引起地震波速度频散和衰减的重要机制之一.目前,大多数喷射流模型仅考虑硬孔隙与微裂隙之间的局部流动,而忽略了具有不同孔隙纵横比微裂隙间的喷射流作用.为了研究各种类型孔隙间的流体流动效应,本文对经典喷射流模型进行了扩展,通过结合等效介质理论和孔隙结构模型,根据从干燥岩石超声速度-压力曲线中提取的微裂隙孔隙纵横比分布,求取出岩石中各种微裂隙的体积压缩系数,并在此基础上,利用孔隙空间的压力松弛效应对微裂隙间的喷射流效应进行了模拟,并运用Biot理论描述了硬孔隙间的宏观流动效应.扩展后的理论模型不仅考虑了微裂隙与硬孔隙间的局部流动、硬孔隙与硬孔隙间的Biot宏观流,还加入了微裂隙与微裂隙间的喷射流作用,且模型的高、低频极限始终与Mavko-Jizba理论和Gassmann方程保持一致.模型应用分析发现,对于砂岩和大部分致密灰岩样品,扩展模型均能给出与超声实验测量数据吻合良好的估计结果.此外,扩展模型预测的速度频散及衰减表明,喷射流机制在地震和测井频段发挥着重要作用,其速度频散曲线由低频至高频呈逐渐增大趋势,不具有明显的快速变化特征,与经典频散曲线形态存在显著差异;在低有效压力下,频散和衰减程度较大,喷射流机制发挥主要作用,而随着有效压力的增加,Biot宏观流机制开始占主导,频散和衰减程度逐渐减小.     

潮汐水位振幅和位相变化研究及其在地下水异常分析中的应用

将多孔介质中井-含水层-隔水层的潮汐水位振幅和位相的计算公式推广到裂隙饱水岩体潮汐分析中, 分析了裂隙含水层中井与裂隙, 裂隙与微裂隙的潮汐孔压响应原理和水流交换过程, 提取了影响裂隙含水层潮汐水位振幅和位相的主要因素, 应用井-裂隙排水产生的井水位-引潮高的振幅比A和位相差α₂主要随径向等效导水系数T同向变化, 裂隙和微裂隙(孔隙)排水产生的孔压-引潮高的振幅比D和位相差α₁主要随不排水条件下微裂隙与裂隙间振幅比E'/E反向变化的规律, 提出了潮汐井水位振幅和位相的8种不同变化类型, 分析了不同类型所反映的含水层形变, 并用于分析东川、 弥勒和西昌川03等3口井井水位振幅和位相变化的成因.      

地震各向异性——多组裂隙对横波偏振的影响

通过对多分量地震资料的分析,我们发现随着频率的增加横波分裂时差减小.对于深部接收的VSP数据来说快横波的偏振方向保持不变,而对于浅层接收的VSP数据来说偏振方向却存在一个最大可以达到20°的旋转.尽管多尺度随机分布微裂隙岩石物理模型已经成功地模拟并解释了横波分裂时差随频率变化的现象,却不能解释与频率相关的横波分裂.据推测,如果微裂隙的排列方向和大裂隙的排列方向不同,利用低频信息获得的偏振方向将指示裂隙主方向,而利用高频信息获得的偏振方向则指示微裂隙方向.在背景多孔隙介质中存在多组裂隙的情况下,推导出垂直入射条件下横波偏振方向的解析式,给出了系统研究横波在介质中传播的方法.研究结果表明,横波偏振方向会随着频率的变化而变化,并且在入射方位、角度一定的条件下,是裂隙方位和密度的函数,这些认识可能有助于揭示观测到的、依赖频率变化的横波偏振现象.     

多阶段成岩作用对深层碳酸盐岩岩石物理性质的影响——以四川盆地震旦系灯影组四段为例

国内深层-超深层碳酸盐岩储层普遍经历多阶段、多期次的成岩作用改造,非均质性极强,致使脱离地质背景的岩石物理分析方法难以准确地给出岩石物理变化规律与储层特征之间的联系.本文通过对合川地区震旦系灯影组四段深层白云岩岩石物理性质的测量,并结合岩石学特征分析、多尺度孔隙结构分析及沉积环境的划分,在成岩作用过程框架下分析岩石物理特征的变化规律.研究结果表明,目标层段白云岩差异性成岩过程形成了不同的岩石孔隙结构特征与微观结构特征.丘滩相高能微生物白云岩分别经历同生期微生物白云岩化与渗透回流白云岩化作用、准同生期选择性溶蚀作用、埋深白云岩化作用以及构造-热液白云岩化,形成的晶粒白云岩主要为致密“焊接”型和紧密型白云石晶体接触边界,溶蚀孔隙发育,微裂隙与孔喉共同作为流体渗流通道.滩间海低能硅质、泥质与灰质云岩主要经历弱毛细管浓缩白云岩化作用、强机械压实致密化与埋深白云岩化作用,形成的晶粒白云岩存在致密“焊接”型、黏土型、石英胶结型与方解石型晶体接触边界,孔隙以残余原生粒间或晶间孔为主,以微裂隙作为主要的流体渗流通道.晶粒边界性质与孔隙结构共同控制了样品的宏观物性及地震弹性性质,相同晶粒边界的样品具有一...     

两种类型微裂隙(英文)

我们确定了两类起源不同与分布不同的相互关联而又独立的微裂隙。一类是在实验室与微裂隙随应力增大而张开产生声发射有关的应力单元所测定的典型的高应力裂隙。另一类是间距密集的应力方向一致的流体饱和的微裂隙。横波分裂监测(SWS)表明微裂隙在上地壳、下地壳,以及地幔最上面400公里处的所有岩石中几乎随处可见。在有些情况下这两种类型的微裂隙可能是相互有关而又相似的(因此定名为"种类"),但通常基本性质是不同的,分布不同,其含义也不同。对油气勘探和开采而言,重要的是,横波分裂监测到了在油气藏层中裂隙的排列和流体流动的优选方向,对天然地震而言,其重要意义是小地震上方横波分裂监测到应力增加对遍布的低应力微裂隙分布的影响,以致于地震之前(地震可能是遥远的)的应力积累可以被识别并对即将发生的地震进行应力预测。     

周期性层状含孔隙、裂隙介质模型纵波衰减特征

地震波在含孔隙、裂隙斑块饱和介质传播过程中会诱发多个尺度孔隙流体流动而产生衰减和速度频散.在含有宏观尺度“Biot流”和介观尺度“局域流”衰减诱导机制的周期性层状孔隙介质模型基础上,引入了微观尺度硬币型和尖灭型裂隙“喷射流”的影响,构建了周期性层状含孔隙、裂隙介质模型.利用双解耦弹性波动方程的方法数值计算了该模型地震频带的纵波衰减和速度频散并与周期性层状孔隙介质模型做了对比研究.分析了该模型在不同裂隙参数（裂隙密度、裂隙纵横比）及裂隙体积含量下的纵波衰减和频散特征,裂隙密度越高对于纵波衰减和频散的影响越大,裂隙纵横比越小,由裂隙引起的纵波衰减部分向高频段移动,裂隙体积含量越少,纵波衰减先降低后小幅增加再降低,频散速度增加,并逐渐接近于周期性层状孔隙介质模型的纵波衰减和频散速度曲线.最后研究了周期性层状含孔隙、裂隙介质模型有效平面波模量的高低频极限以及流固相对位移在该模型中的分布特征.     

泥岩、页岩声速各向异性及其影响因素分析

在实验室超声波频率下(纵波主频为700kHz、横波为250kHz)对层理发育的页岩和泥岩的各向异性进行了研究,给出了在干燥和油饱和条件下,样品不同方向上纵、横波速度以及各向异性参数随压力的变化规律. 用X 射线衍射和扫描电镜分析了样品中引起各向异性的原因,指出平行于层理定向排列的粘土矿物和微裂隙是使样品显示出强弹性各向异性的内在原因. 随着压力的增高微裂隙逐渐闭合,样品的各向异性程度减弱. 孔隙流体的存在增强了孔隙（裂隙）的刚度,减弱了各向异性随压力增大而减小的趋势.     

致密砂岩衰减岩石物理图板分析:储层微裂隙预测

致密砂岩储层普遍具有孔隙度低、微裂隙发育的特点,岩石内部常含有强烈的结构非均质性.致密砂岩发育的微裂隙使储层具有良好的连通性,促成高饱和气的天然气成藏.针对川西某探区须家河组高含气饱和度致密砂岩,本文选取致密砂岩岩心样本,进行了不同围压下的超声波实验测量.考虑储层完全饱气情况下的粒间孔隙、微裂隙双重孔隙结构,采用Biot-Rayleigh双重孔隙方程,构建致密砂岩岩石物理模型,进而分析了裂隙含量对纵波频散和衰减的影响.基于地震波衰减,构建了致密砂岩多尺度岩石物理图板.采用谱比法和改进频移法估算致密砂岩样本及储层衰减,对超声和地震频带下的图板进行校正.将校正后的图板应用到研究工区,选取二维测线和三维区块,进行储层孔隙度和裂隙含量的定量预测.对比实际资料进行分析,结果显示,本文预测的孔隙度和裂隙含量与三口测井的孔隙度曲线和实际产气情况基本吻合,基于孔隙-裂隙衰减岩石物理模型有效地预测了优质储层的分布区域.     

安徽天井山金矿区韩家岩体成因与成矿意义

韩家岩体与天井山金矿空间上密切相关.对韩家岩体的成因存在不同看法：依据“斑状”外貌,有人主张是燕山期花岗斑岩;依据隐约可见的片麻状构造,有人认为是晋宁期灵山岩体.鉴于其具有重要的找矿指示意义,本文通过岩石学、岩石地球化学、同位素年代学等方面的研究,认为韩家岩体是由灵山岩体蚀变而成的绢英岩.天井山金矿中的金多以自然金形式产于石英大脉的晚期裂隙中,并与石英-绢云母-含铁碳酸盐-硫化物细脉共生.研究表明,这些裂隙与绢英岩体顶部的石英网脉带贯通,两者具有相同蚀变矿物组合和流体来源.据此,本文认为与绢英岩化有关的岩浆-构造-蚀变作用是天井山金矿的核心成矿事件.由于韩家绢英岩体具有区域尺度的找矿标志,这对天井山矿区及其外围进一步找矿具有重要的指导意义.     

辽宁地区地壳及上地幔各向异性初步研究

在地壳中产生各向异性的主要因素是大量充满液体的定向排列的微裂隙,当剪切波穿过这种各向异性介质传播时会分裂为快剪切波和慢剪切波.快剪切波的优势偏振方向与裂隙走向一致,与原地主压应力方向一致;慢剪切波的时间延迟与介质的各向异性程度有关.     

准噶尔盆地南缘芦草沟组烃源岩产状、热演化历史与烃的初次运移过程

芦草沟组油页岩在准噶尔盆地南缘地表广泛出露.对该油页岩进行了取样并对其进行了显微结构、矿物学及地球化学的详细研究,主要包括薄片岩石学、U-V荧光岩石学、X射线衍射、镜质体反射率、沥青反射率、流体包裹体和激光拉曼光谱分析.研究认为岩石基质中的有机质呈分散状态,而岩石纹层界面(后来演化为缝合线)和微裂隙中的有机质呈现定向性的流动状态.结合对有机质成熟度的追踪研究发现,测得的镜质体反射率(Ro)在分散的干酪根中最低(0.64%),而在缝合线中较高,其中定向排列的镜质体为0.72%,运移沥青为2.38%;拉曼光谱分析证实,含烃流体包裹体的均一温度也有明显的阶段性,由岩石纹层界面的178.5℃增长到垂直微裂隙中的222℃.这些现象综合反映了从源岩热成熟的晚期到初次运移早期伴随着流体散失的热演化过程.显然,烃源岩中有机质产状是烃类初次运移的痕迹,岩石纹层界面和微裂隙是含烃流体运移的主要输导通道.从早期的烃汇聚到缝合线的阶段,到沿纹层界面水平运移阶段,再到后期的沿微裂隙垂向运移阶段,有机质的成熟度逐渐提高.     

强震水氡前兆场异常特征及其物理解释

研究了岩石中微裂隙的产生与地下水氡浓度变化的关系以及孕震过程中微裂隙时空变化图像,揭示了水氡前兆场的时空变化特征及其物理机制。结果表明,孕震过程中岩石微破裂的生长是导致地下水氡含量升高及地震前出现水氡异常的原因;震源区及附近地区的膨胀和微破裂最早出现,并最为发育和集中,因此水氡异常也最早出现,也最为集中;孕震过程中微破裂增加,导致地下水氡含量升高,水氡趋势异常以趋势性升高为主。     

含垂直裂解隙PTL介质长波长等效正交各向异性弹性常数

针对PTL介质中存在定向排列的铅垂裂隙系统的组合模型,探讨在长波长情况下其等效正交各向异性弹性常数的计算方法.根据Backus方法并结合Hudson微裂隙理论,推出了PTL与EDA组合之等效正交各向异性弹性常数的计算公式,且在裂隙呈稀疏分布的假设前提下,导出了等效弹性常数的具体计算表达式,并进而用伪谱法对含垂直裂隙PTL介质的弹性波场进行了数值模拟.本文的理论研究及数值计算结果表明:用5个长波长等效PTL弹性常数和3个无量钢的裂隙柔量,就可描述等效正交各向异性介质九个独立的弹性常数.