红河断裂带断层泥基本力学性质的初步研究

本文对红河断裂带断层泥的某些基本力学性质进行了实验研究,得到红河断层泥的体积压缩模量为104巴的量级,杨氏模量为102—103巴的量级,泊松比为0.3—0.4,单轴抗压强度由数巴至数十巴,单轴抗剪强度为数巴,粘滞系数为1010—1011泊的量级,弹性波速为1.5—2.2公里/秒。对比红河断裂带南北两段断层泥的力学性质,看出南段断层泥的体积压缩模量,杨氏模量、抗压强度、粘滞系数和弹性波速比北段断层泥高。此外,南段断层泥弹性波速基本上各向同性而北段断层泥弹性波速显示出各向异性。      

小江断裂带断层泥的基本力学性质

本文简要地叙述了研究断层泥力学性质的意义和方法。对小江断裂带的断层泥进行了实验研究。得到的体积模量为10~4巴的量级,杨氏模量为10~2—10~3巴,粘滞系数为10~(10)—10~(12)泊,抗压强度为数巴至数十巴,抗剪强度为数巴,纵波速度为1.9公里/秒左右。     

中国五条断裂断层泥力学性质的初步研究

本文概述了红河断裂、沂沭断裂、海原断裂、富蕴断裂和鲜水河—小江断裂等五条断裂断层泥的力学性质的实验研究。在五条断裂现场采集了75种断层泥样品并进行了粘土含量、含水量、密度、体积模量、杨氏模量、粘滞系数、抗压强度、抗剪强度和弹性波速度等九种断层泥性质参数的测量,取得了693个数据,使我们对我国断层泥的力学性质有了初步的了解。     

新疆哈密砂岩地震波速、各向异性及弹性性质的实验研究

地震波是研究地球内部物质成分和结构最有效的工具之一.鉴于哈密地区油田对砂岩地震波性质研究的需求,本文在室内利用Autolab2000岩石物性测试设备,开展干燥、饱水及饱油条件下,砂岩X、Y、Z三个正交方向的弹性波速测试,得到不同压力下纵横波速随含水饱和度的变化规律,并在不同含水饱和度下分析了动态弹性常数(E和υ).结果表明:(1)波速与压力呈对数关系,相关系数在0.96以上;纵波速度与含水饱和度呈正相关,但随压力的增加,其增加速率会减小;横波速度在低压下基本不受含水饱和度影响,但随压力增加,其与含水饱和度呈负相关.(2)砂岩Z(垂直)方向波速最小;横波各向异性小于纵波;不同压力下,纵横波各向异性都是干燥大于饱油,并皆大于饱水状态.(3)恒定含水饱和度时,杨氏模量和泊松比皆随围压增加而增加,低压下(小于80 MPa,约3 km深度)增加速度快,而高压下(大于80 MPa)增速变缓;相同围压下,泊松比随含水饱和度增加而增加,而杨氏模量则有增有减.     

岩石的波速比与静水压的关系

应用高压容器以油为传压介质对岩石样品施加静水压.在加压过程中应用超声脉冲法测量岩石的纵波速度 Vp 和横波速度 Vs 随压力的变化,从而得到岩石的波速度比 Vp/Vs 与静水压的关系.对15种地壳典型岩石的研究表明,当压力超过200MPa 后,由于 vp 和 Vs 随压力变化都很小,Vp/Vs 趋于稳定.当压力在200MPa 以下,虽然 vp 和 Vs 均随压力增加而单调地增加,VP/Vs与压力的关系分为四种类型:(1)Vp/Vs,随压力增加明显地下降;(2)Vp/Vs 随压力增加缓慢地上升:(3)Vp/Vs 随压力增加缓慢地下降;(4)Vp/Vs 随压力增加缓慢地波动.得到的几种岩石在常压下和围压下的波速比的数据,在地壳介质物性参数的研究中具有参考价值.      

云南省9个地震台台基岩石的力学性质

应用岩石力学实验方法测定了云南省9个地震台台基岩石的力学性质。其中包括密度、强度、静态扬氏模量、静态泊松比、纵波速度及阻抗、横波速度及阻抗、动态扬氏模量、动态剪切模量和动态泊松比。讨论了地震台台基岩石力学性质参数在测震学中的作用。     

断层泥力学性质与含水量关系初探

断层泥是影响断层运动的重要地质因素。研究它的力学性质和影响其力学性质的各种因素具有重要的意义。本文利用最近完成的我国五大断裂断层泥基本力学性质的实验结果,分析了含水量对断层泥力学性质的影响。发现断层泥的粘滞系数、杨氏模量、抗压强度和残余体应变均随含水量的增加而明显地减小。断层泥的韧度随含水量的增大而增大。断层泥的体积模量、弹性波速和抗剪强度与含水量的关系不明显。天然断层泥是粘土、断层碎屑和水的混合物,水在其中的作用比水对岩屑或粘土本身的作用更复杂。强调了对天然断层泥进行实验研究的重要性     

煤系岩石物理力学参数与声波速度之间的关系

通过超声-时间动态测试方法系统地分析了煤系沉积岩石纵波和横波速度，计算了煤系岩石动弹性力学参数，同步测试了煤系岩石的静态力学参数，建立了煤系沉积岩石动弹性力学参数与静弹性力学参数之间和煤系岩石物理力学参数与其声波速度之间的定性定量关系.研究结果表明，煤系岩石的动弹性模量与岩石的纵波或横波速度具有很好的正相关关系，而与泊松比不具有这种正相关关系.煤系岩石的动弹性模量要大于其静弹性模量，而动泊松比要小于其静泊松比，它们之间呈线性相关关系.煤系岩石密度、单轴抗压和抗拉强度与其纵波或横波速度之间也呈正相关关系，它们分别服从二次函数、指数函数和线性函数分布.     

涪陵地区井下页岩岩芯裂缝体密度与声学性质关系实验研究

本研究对涪陵地区井下产气的龙马溪组页岩岩芯,采用三轴压机压裂制造裂缝,用工业CT扫描压裂前后岩芯,应用图像识别技术统计出裂缝体密度,又用超声脉冲透射法测定样品破裂前后裂缝方向上的纵波、单偏振方向与裂缝不同夹角的横波,来研究裂缝对页岩岩芯声学性质的影响.实验结果表明:压裂后样品的纵波速度略微降低,只有含较多内部裂隙的150#样品纵波速度减小幅度明显.压裂前后样品的纵波波形差别不大,纵波主频随裂缝体密度呈下降趋势,即压裂后纵波频谱主频向低频端移动.压裂前横波速度随自身与裂隙方位角变化而变化,与0°和180°相比,在45°和135°时略微减小,在90°时速度降低幅度最为明显并且发生相位反转.典型样品的横波主频随偏振方向与裂缝夹角的增大而逐渐向低频移动;压裂后,横波频谱杂乱,出现多处局部峰值,速度和主频较压裂前更低,平均横波波速随裂缝体密度呈明显减小趋势.平均纵横波速比随裂缝密度呈近线性增加,表明其与裂缝体密度有较强相关性.     

疏松砂岩气藏地震AVO属性敏感性分析与评价

利用完全Zoeppritz方程分析了疏松砂岩气藏反射系数对密度比、纵波速度比、横波速度比、泊松比和含气饱和度的敏感性.通过求取反射系数对各弹性参数的偏导得到反射系数对弹性参数的敏感性,通过求取反射系数对含气饱和度的完全导数得到对含气饱和度的敏感性.对于疏松砂岩气藏界面,P-P波AVO(振幅随偏移距变化)当入射角大于40°对纵波速度比、横波速度比在低含气饱和度时敏感,对泊松比的敏感性在气层饱和度较高和较低时差异明显,对含气饱和度的敏感性在低饱和度时敏感,且随入射角增加而增大;P-SV波AVO对泊松比的敏感性在含气饱和度较高和较低时差异明显.研究表明,利用反射系数对弹性参数和含气饱和度的敏感性分析可以帮助识别低饱和气藏.     

岩石物理测试分析的Vp-Vs关系式的适用性分析

选取渤海海域古近系19块岩石样品,采用MTS815超声波测试系统进行地层温压状态下的纵波速度与横波速度的测试,获得了上述岩样的纵、横波速度.然后,采用Castagna公式拟合得到了测试数据(纵、横波速度)的Vp-Vs关系式;再采用该关系式和研究区古近系地层的测井(7口取芯井)获得的纵波速度计算横波速度(预测的横波速度);发现预测的横波速度与测井获得的横波速度具有相同的宏观变化规律,但是存在一个常数差值.上述分析结论表明,岩石物理测试获得纵横波速度的关系式不能直接应用于测井的横波速度预测,需要进行常数校正.     

岩石的等效孔隙纵横比反演及其应用

通过融合Gassmann方程和由微分等效介质理论建立的干岩石骨架模型--DEM解析模型,本文提出根据纵波(和横波)速度反演岩石等效孔隙纵横比进行储层孔隙结构评价和横波速度预测的方法.首先,利用Gassmann方程和DEM解析模型建立岩石的纵、横波速度与密度、孔隙度、饱和度和矿物组分等各参数之间的关系;其次,将岩石孔隙等效为具有单一纵横比的理想椭球孔,应用非线性全局寻优算法来寻找最佳的等效孔隙纵横比使得理论预测与实际测量的弹性模量之间的误差最小;最后,将反演得到的等效孔隙纵横比代入到Gassmann方程和DEM解析模型中构建横波速度.实验室和井孔测量数据应用表明,反演得到的等效孔隙纵横比可准确反映储层的孔隙结构,对于裂缝型储层如花岗岩,其孔隙纵横比通常小于0.025,而对于孔隙型储层如砂岩,其孔隙纵横比通常大于0.08.只利用纵波与同时利用纵、横波反演得到的孔隙纵横比结果几乎完全一致,而且由纵波构建的横波与实测横波吻合良好,说明本文提出的等效孔隙纵横比反演及其横波速度预测方法是有效的.     

井间高分辨率纵横波层析成像研究井间油藏

采用视速度-偏振井间波场分离法分离得到纵波和横波波场,使用跨孔地震走时层析成像级联方法计算井间纵波和横波速度结构以及泊松比空间分布.综合纵横波速度、泊松比和测井参数,分析两井间岩性和储层特性.数值模型试验表明该方法垂直分辨率达到主频波长的1/4,并能准确分辨倾斜断层和垂直断层.处理相同纵波资料结果表明本文方法分辨率远远高于以往的井间走时层析成像方法,比井间声波层析成像分辨率更高.使用该方法处理垦71区井间资料,得到同台同源纵波和横波速度结构和泊松比分布.泊松比的低/高变化与测井参数指示的砂/泥岩层基本吻合.根据泊松比分布,参考岩石地震物理学测试数据,可以区分井间介质中的泥岩层、砂岩层,以及砂岩层中的饱水和饱油区,确定储层的连通性,圈定井间的剩余油藏.     

沂沭断裂带的地震危险性

我们采了19个沂沭断裂带断层泥样品,测定了断层泥样品三个方向(x,y,z)上的纵波速度(Vpx,Vpy,Vpz)。其中x为断层走向,y垂直于断层面,z为铅直向。根据测量结果表明,该区的大震危险性趋于减小。     

利用叠前Kirchhoff积分偏移识别小断裂与低幅度构造

利用常规地震剖面精细解释小断层和低幅度构造存在较大困难.本文利用纵波和横波速度模型对采集得到的二维地震数据进行叠前Kirchhoff积分偏移得到纵波和转换横波深度和时间剖面,根据不同分量的深度和时间剖面联合解释小断层与低构造.深度剖面克服了时间剖面受地层厚度和地层速度共同制约的缺点,有利于识别低幅度构造.纵波（P）剖面与转换横波（PS）剖面相比有利于识别层间小断裂.我们对准噶尔盆地实际地震资料的处理和解释证实了这些优点.     

红河断裂带断层泥的摩擦特征

用双剪法对红河断裂带上7个点的断层泥的摩擦滑动特征进行了实验研究。得到的摩擦系数是:深沟—0.458,官昌—0.57,南马—0.556,苴力—0.75,定西岭0.41,下桃园—0.33,蝴蝶泉—0.705。实验结果表明,红河断裂带断层强度方面的薄弱部分在北段的定西岭和下桃园。     

沂沭断裂带断层泥力学性质的研究

断层泥是组成断层的地质材料中力学性质最薄弱的一环。了解断层泥的力学性质对研究断层的动力学问题十分重要。本文介绍了华北的一条重要断裂-沂沭断裂的断层泥力学性质的实验研究结果。对断层的五个分支的16种样品进行了测定,得到了以下的力学量的平均值:体积模量为6.09×10~4巴;杨氏模量为2.10×10~3巴;粘滞系数为2.68×10~(11)泊;抗压强度为35.7巴,抗剪强度为6.12巴;弹性波速为1.80公里/秒。     

水饱和裂纹对地壳岩样中地震波速及各向异性的影响

选择４种地壳岩石样品,经干燥或水饱和处理后在不同围压条件下测量了在其中传播的纵、横波的速度及其各向异性．在大气压条件下低孔隙度(＜１％岩样中,水饱和样品中的纵波速度明显地比干燥样品中的高,但横波速度的差别不大．因为在低孔隙度岩样中纵波速度对孔隙流体的反应比横波速度敏感,可以用泊松比的变化来反映随着围压的增加晶粒间流体对弹性波传播特性的影响．根据实验数据,按Ｏ’Ｃｏｎｎｅｌｌ模型分别计算了干燥和水饱和岩样中的裂纹密度,与通过实测体应变曲线得到的裂纹孔隙度十分吻合．利用横波的速度和偏振特性可以推断岩样中定向排列微裂纹的空间取向情况．研究表明,同时测量在岩样中传播的纵、横波的速度,通过Ｖｐ／Ｖｓ比值可以给出有关颗粒边界流体的证据,也可以估计岩样中的裂纹密度．     

常温压条件下五种变质程度构造煤的超声弹性特征

鉴于构造煤对煤矿安全生产和煤层气抽采的重要影响,为了实现构造煤的地震预测,针对淮南、平顶山、鹤壁和焦作4个矿区采集的5种不同变质程度的碎粒与糜棱构造煤样进行了走向方向的实验室超声测量。在常温常压条件下,构造煤样纵、横波超声测试显示：相比于原生结构煤,构造煤的纵横波速度、品质因子、弹性模量大幅度降低。具体表现为：构造煤的纵横波速度之间存在一定的相关性,但速度与密度、速度与品质因子、纵波品质因子与横波品质因子之间的线性相关性已不存在;纵横波速度比与泊松比总体呈现降低的规律,纵波品质因子小于横波品质因子。孔隙结构与弹性模量的关系分析显示：纵横波速度与孔隙体积、有效孔隙率和比表面积存在较好的正相关性;杨氏模量、剪切模量也存在类似的关系,但其他模量不存在这种相关性。不同构造煤样的弹性模量、孔隙结构与变质程度、密度之间未发现存在相关性,这与构造煤主要表现为结构的破坏是吻合的。上述实验结果显示,从地震弹性反演的角度预测构造煤是可能的。     

AVO截距和梯度属性的多波联合提取方法

AVO截距和梯度及其交会图是岩性变化识别和油气异常检测的有效手段.但从纵波地震资料中提取的梯度值精确度不高,这是由于梯度属性中含有横波速度和密度成份.为此,本文提出联合使用纵波和转换横波来提取截距和梯度属性方法.首先,本文基于Aki-Richards建立的转换横波反射系数近似式,将上下层纵波速度、横波速度、密度参数进行等量代换推导出以AVO截距和梯度为参数的转换横波反射系数近似式.然后,基于多波多分量地震资料实现了纵波和转换横波联合提取AVO截距和梯度属性参数.层状模型测试表明联合使用纵波和转换横波比仅用纵波提取的AVO梯度参数精度高,并且对背景噪声有一定的压制而获得更稳定的梯度属性结果.多分量实际资料提取的截距属性可指示目标层的流体信息,而通过截距和梯度差属性显示目标层的流体呈局部富集,更符合测试工区的流体分布状况.