超深随钻方位电磁波测井探测特性及参数敏感性分析

本文给出超深随钻方位电磁波测井的仪器天线设计及探测模式信号定义;分析各探测模式的探测性能及对地层电阻率、倾角及各向异性的表征能力;定义方位角、井斜角及地层电阻率的敏感性函数,定性分析不同模式对地层参数的敏感性.研究结果表明,超深随钻方位电磁波测井各探测模式具有不同探测特性,探测模式I利用对称设计识别地层边界,消除井斜角及电阻率各向异性的影响,在不同电阻率条件下优选频率及源距,达到最大探测范围;探测模式II采用非对称设计,增强对倾角和电阻率各向异性的敏感性,在井斜角为60°时对电阻率变化尤为敏感;探测模式III在任意井斜角下均不具有方位敏感性,能够有效表征地层电阻率,在水平井条件下受地层各向异性影响最小;探测模式IV在高角度及水平井条件下,能够有效识别电阻率各向异性信息.     

基于密集台阵资料的S波分裂研究云南宾川上地壳各向异性特征

上地壳地震各向异性主要受区域应力引起的裂隙定向排列影响,也受局部构造单元,如断裂带等的影响.受地震台阵台间距的限制,系统性地研究断裂带等构造因素对各向异性影响的研究还较少.基于云南宾川地区密集台阵在两个月内记录到的9819 个S波记录,我们使用MFAST(Multiple Filter Automatic Splitting Technique)方法获得了831 个高质量的横波分裂结果.结果显示,(1)该区域内的平均快波偏振方向为NNW向,与区域最大水平主压应力方向一致;(2)空间分布上,断裂带附近台站的快波偏振方向呈现与断裂带走向相关的特征;(3)平均慢波时延为0.087±0.002 s,计算得到的各向异性强度为 2.4%,高于云南地区的平均值.研究结果表明,宾川地区的上地壳各向异性主要受区域应力控制,局部特征受断裂带的改造作用,各向异性强度较强.本研究展示了密集台阵在系统性地研究上地壳各向异性的优势,即利用高密度的空间采样可以更好地分析上地壳各向异性的空间分布细节和影响机制.     

慢度平方三角网格模型VTI介质二维QP波各向异性立体层析反演

基于慢度平方三角网格剖分模型下的各向异性射线扰动理论,建立了具有垂直对称轴的横向各向同性(VTI)介质中二维QP波立体层析所需的FRECHET导数矩阵,实现了慢度平方三角网格模型的VTI介质二维QP波各向异性立体层析.考虑到各向异性参数是影响地震波运动学特征的次一级因素,制定了先反演慢度再反演各向异性参数的反演策略.由于慢度平方三角网格模型的稀疏性,使得数据空间对模型空间的FRECHET导数矩阵规模被大幅压缩,在降低了计算成本的同时也很好的保证了界面位置、背景慢度、各向异性等各个参数的反演精度.理论数据算例证实了 FRECHET导数的正确性和反演策略的合理性.     

岫岩MS5.4地震前后S波分裂研究

利用辽宁数字地震台网的营口台的三分向数字化地震资料,研究了1999年岫岩Ms5.4地震前后S波分裂特征.结果表明:(1)延迟时间大部分在0.9～7.2ms/km范围内,平均4.23ms/km;(2)震前快S波的优势偏振方向为N51°～88°E,平均N58.66°E;震后S波的偏振方向主要集中在N1°W～N2°E和N55°～84°E范围内,平均偏振角为近NS向和N68.13°E.NE的偏振方向与震源应力场的主压应力方向N70°E接近,由此推测1999年岫岩Ms5.4地震的S波分裂是震源应力场引起的介质各向异性的结果.     

各向异性介质中弹性波多分量联合逆时深度偏移

当今石油工业界使用的大部分偏移算子都是在假设地球为均匀各向同性介质的前提下经过一定的近似得到的,其应用有一定的局限性。因为经过大量的研究已经证实地壳和上地幔是各向异性介质,不考虑介质各向异性的偏移算子必然带来一些在反射点归位方面的不可估计的错误。从弹性波动方程出发,推导出了适用于各向异性介质中进行弹性波多分量联合偏移处理的偏移算子,并用数据实例进行证明。     

压剪应力条件下各向异性岩石损伤本构模型和渗流模型(Ⅱ)：三轴压缩应力状态下理论模型及算例

在文[1]的基础上，推导了所建立本构模型和渗流模型的三轴压缩情况下的方程，并给出了1个算例。结果表明，建立的本构模型能够反映微裂纹闭合摩擦滑移、微裂纹发生自相似扩展和微裂纹发生弯折扩展对变形的影响；建立的本构模型能够反映岩石剪胀特征；弯折微裂纹分支张开是使岩石渗流明显地增大原因     

岩石地震波性质的实验与理论研究

岩石的地震波性质是解释地震观测资料的基础。本文首先以中国大陆超深钻主孔的榴辉岩为例,将榴辉岩在高温高压(最大为500MPa和700℃)下观测矿物组成、晶格优选定向(LPO)、温度和压力对其地震波性质的影响。然后对岩石地震波性质数据库进行统计分析,指出长英质岩石的波速与石英或长石的含量没有相关性;从酸性岩、基性岩到超基性岩,随着SiO2含量的降低和铁镁矿物含量的增高,岩石波速逐渐增高,云母和角闪石的LPO是陆壳地震波各项异性的主要来源;波速与孔隙率的负相关受流体与压力的影响。     

解非均质各向异性地下水渗流模型的改进型有限差分法

常用的求解地下水渗流模型有限差分法，三角形单元Δikj内水文地质参数相同，以相同参数的三角形单元进行参数分区，这种方法，对某些情形可以达到解决地下水渗流场模拟和预报问题，但对非均质各向异性有一定的局限性。本文阐述了以三角形单元的棱边控制面积作为参数分区的最小单元的参数分区方法，建立了单元非等参有限差分方程，给出了实际应用例子。该方法可更准确刻画非均质各向异性问题，同时兼容以往的差分方程，可退化成一般有限差分格式。     

拉应力条件下岩石细观力学本构模型和渗透系数张量研究(I):各向异性损伤本构模型

在拉应力作用下的考虑渗流的岩石本构模型研究尚且很少。采用细观力学研究了岩石损伤变形过程,考虑了渗流过程。由于选用了新的微裂纹扩展准则,提高了解方程效率;采用细观力学成果建立了考虑渗流的微裂纹面不连续变形对岩石变形影响规律,并采用断裂力学成果建立了考虑渗流的微裂纹应力强度因子;建立了同时考虑微裂纹扩展过程和渗流过程的岩石各向异性损伤本构模型,该模型也适用于岩体。