页岩储层岩石物理模型及地震AVO响应模拟

通过模拟并分析各向异性页岩岩石物理模型,研究页岩中干酪根含量变化对页岩弹性各向异性的影响,其结果为应用AVO方法定量解释页岩储层厚度和干酪根含量提供依据。岩石物理模型预测了页岩速度和各向异性参数随干酪根含量的变化规律。应用传播矩阵方法计算薄层页岩的AVO响应,得到反射系数关于页岩层厚度、入射波频率、干酪根含量和入射角的函数。数值模拟结果表明:在干酪根含量不变且在同一入射角下的反射系数在频率域呈周期变化,该周期与薄层厚度成反比;对同一频率入射波和相同入射角,反射系数幅值随干酪根含量增加而变大。     

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。     

地震岩石物理分析软件系统设计和实现

介绍了岩石物理分析软件系统的总体设计思想和软件实现思路,给出了系统的功能层次结构,做了具体的功能描述.系统采用面向对象设计方法和跨平台Qt开发工具开发,可移植性和扩充性强,具有灵活方便的图形界面和交互功能,是集岩芯实验测试、测井和地震为一体,是理论和实验相结合、方便实用的分析工具.     

正、反演结合对川东石炭系储层地震响应特征的分析

川东地区石炭系碳酸盐岩储层是油气勘探开发的重点及难点储层之一。该储层以厚度小且变化大、低孔、低渗、非均质特点强为特征；地震响应上表现为典型的薄层响应特点。这里综合考虑了石炭系储层和上覆梁山组地层不同的地质特征，建立了地质、测井分析控制下的精细模型及正、反演，探讨了檀木场气田石炭系储层的地震响应特征。其正演结果表明，梁山组地层对石炭系的地震响应具有重要的影响，时差较振幅更为敏感。在正演结论指导下，运用考虑了时差和梁山组地层的初始模型，获得了较高精度的反演结果。     

岩石物理测量应用于预测岩性差异或孔隙流体的地震响应

岩类学和孔隙中流体内容的确定是综合地震、岩石物理研究的主要目的，因为缺乏一般的反演技术，正演模拟对于研究岩石学、地层学、孔隙流体内容和地震响应的关系是有用的，这个报告描述了在犹他地区对32块岩石标本两个碎屑岩层序的分析的研究，做了详细的岩类学研究，当给俏皮 和横波速度是压力的函数时用超声波作了实验室测量，在标本为干燥的、超压的、盐水饱和的和石油饱和的各种情况下，我们计算了地震频率范围内的速度，速度对孔隙度、碳酸盐的胶结作用和沉积相等是敏感的，我们制作了假设储层为不同饱和状态的速度剖面，速度剖面用于制作合成地震共炮集资料，去研究这些碎屑岩储集层的地震响应，流体饱和度严重影响地震响应，就象有煤层存在时一样，往往观测到振幅随偏移距的变化，但是，地层学对地震响应呈现了较强的影响。     

基于频散测试分析的时频电磁资料校正处理及储层评价

时频电磁法(TFEM)作为一项比较成熟的油气检测技术,在国内外已得到了广泛的应用.在时频电磁解释过程中,主要采用电阻率和极化率联合定性检测,不能给出含油气的定量评价,并把地层电阻率视作与温度、压力无关的量.但随着地层深度增加,地层的温度、压力变化会对电阻率产生影响.由温度、压力的变化引起的电性变化会给储层解释带来误差.通过对岩石的频散测试,分析岩石电性参数随频率变化的规律,并结合岩石的频散性质研究了地层电阻率受温度、压力影响后的变化特征,而后通过拟合获得岩石电阻率与温度、压力的近似关系式.利用恰当的温压-电阻率函数,对时频电磁储层数据进行电阻率校正; 利用校正后的电阻率数据,基于Archie公式计算研究区储层目标段的饱和度,并对储层进行了定量评价.     

岩石边坡滑移失稳的地球物理响应特征

根据边坡滑移失稳的地球物理模型,研究了岩石边坡失稳的电阻率、瑞利面波基阶模的相速度、波数等响应特征,揭示了边坡从稳定→失稳演化过程的电阻率、瑞利面波基阶模频散特征变化规律,从而实现了边坡失稳的电阻率、瑞利面波基阶模相速度、波数响应特征的提取。这些特征信息的获得为利用电法勘探方法、瑞利面波法探测岩石边坡失稳的滑动面或结构面位置提供了依据,同时为实时观测,预测预报岩石边坡失稳提供了理论支撑。     

鄂北致密薄储层地震响应特征分析

鄂尔多斯盆地北部大牛地气田塔巴庙区块致密薄层发育。利用岩石物理等数据的物性参数,对不同储集条件下的薄层、薄互层进行地震正演分析。结果表明:在薄层特别是薄互层条件下,叠前波场响应特征十分复杂,有别于常规AVO类型的变化规律,且含气层和干层的响应特征有明显差异。根据叠前地震波场的响应特征和不同的变化规律可以细化薄层研究,进一步识别储集类型。     

富含油储层地震响应特征分析

针对油层与水层的地震响应特征较为接近,常规的流体检测手段预测油层效果不理想的问题,通过测井、地质、地球物理的综合研究以及理论模型和实际资料的统计分析,由振幅和甜点属性的相对变化量对富含油储层的地震响应特征进行分析,并定量地总结了规律。研究结果表明:当油层厚度较小时,振幅和甜点的相对变化量也较小,且与油层厚度没有明显关系;随着油层厚度的增大,振幅相对变化量线性增大,甜点相对变化量指数增大,增大的速度更快。甜点属性能够放大油层和水层之间的差异。     

火山岩地震响应特征的正演模拟

为进一步了解松南梨树断陷火石岭组火山岩储层的地震响应特征,指导火山岩体的地震资料解译及成藏期次的识别,以实际地震资料为基础,结合钻井信息及地质认识,构建了火山岩地质模型,利用非平稳随机介质模拟技术对火山岩地震响应进行了正演模拟。通过正演模拟计算,得到并分析了由浅至深各反射层系及沉积相带的地震反射特征,从而为明确本地区火山岩响应规律,进一步检验地震地质解译模型建造的准确性,加深对本区火山岩成藏规律的认识提供依据。     

地下岩体洞室群地震响应的加、卸载响应比分析

将加、卸载响应比理论引入地下岩体洞室群地震响应分析中。以输入的地震加速度作为加、卸载,以洞室围岩的加速度作为响应,合理地确定了加、卸载响应区段。通过有限差分程序FLAC3D建立了白鹤滩水电站13号机组剖面数值分析模型,选用汶川地震波进行动力时程计算,探讨地下岩体洞室群的地震动力稳定性,研究结果表明：在100年超越概率2%的地震作用下,白鹤滩水电站地下洞室群围岩响应比峰值范围在4.05～11.52之间;结合应力及位移分析,主厂房拱顶及层间错动带C4在尾调室上游边墙出露部位的围岩均进入了非线性变形状态,但响应比在整个时程中并没有趋于无穷大,围岩没有发生失稳破坏;错动带两侧的围岩产生了一定的相对位移,会对尾调室的边墙稳定性产生不利影响。该研究方法可应用于一般地下岩体结构的地震稳定性分析中。     

基于地震叠后反演与属性分析的页岩气有利储层预测

中国南方页岩气勘查区块多为勘探新区,仅部署少量二维地震和地质钻井,且资料品质普遍较差,页岩气储层预测很难像成熟勘探区一样开展系统性研究工作,如何对现有数据进行充分挖掘是解决勘探新区页岩气储层预测的关键。为此,综合利用不依赖初始模型的叠后约束稀疏脉冲反演方法和多种频率类属性分析技术,开展页岩气有利储层预测。地震反演能够获得多种参数参与储层预测,属性分析能够从多种角度识别储层,通过多种信息综合应用和叠合分析以提高储层预测精确性和有效性,为新区页岩气勘探提供了一种新的思路。该项技术应用于南方某区块,圈定了页岩气的有利目标区,在该区部署的两口水平井均获得高产工业气流。     

巨厚沉积土夹火山岩场地非线性地震反应特性

地震基岩深度和土体动力本构模型的选取对核岛场地地震效应评价结果的合理性具有重要影响。以拟建某沿海核电厂深度470 m沉积土夹火山岩层场地的3个钻孔剖面为研究对象,采用一维等效线性波传分析（ELA）法、基于Matasovic本构模型和Davidenkov-Chen-Zhao（DCZ）本构模型的一维非线性分析（NLA）法,选取不同剪切波速的5个岩土层作为地震基岩,研究了输入地震动特性、地震基岩深度和土体动力本构模型的选取对巨厚沉积土夹火山岩层场地非线性地震反应特性的影响。结果表明：（1）以浅层硬岩夹层或深部土层作为地震基岩,NLA法计算的5%阻尼比的地表谱加速度SA的短周期部分较之ELA法的计算值大,但两者计算的地表SA谱的长周期部分几乎一致;（2）基于Matasovic模型和DCZ模型的NLA法计算的地表SA谱谱形和峰值加速度随深度的变化趋势基本一致;（3）从NLA法计算的地表峰值加速度和累积绝对速度而言,以剪切波速约2 500 m/s的浅层硬岩夹层作为地震基岩是适宜的。     

软土矩形地铁隧道地震反应特性分析

为研究在不同类型的软土地层条件下地铁隧道的地震反应特性,本文选用El-Centro波作为隧道基岩处水平输入的地震波,利用大型有限元软件ANSYS分析上海矩形地铁隧道在三种典型场地中的地震反应特性,获得了矩形隧道在三种场地中的地震反应规律,结果表明:处于软土地层中的矩形地铁隧道,应力的抗震薄弱位置在衬砌形状突变处,水平位移的抗震薄弱位置在隧道顶部,水平加速度的抗震薄弱位置在隧道底部,设计时应加强薄弱部位的抗震设防,这为矩形地铁隧道抗震设计提供了参考依据。     

非贯通随机节理岩体的结构效应对地下洞室地震响应的影响

为研究非连通随机节理岩体的结构效应对地下洞室地震响应的影响,首先探讨了二维节理网络的生成原理,给出了结构效应影响的5个表征参数,即节理密度、节理倾角角度、节理倾角离散程度、节理迹长长度和节理迹长离散程度。以大岗山水电站主厂房洞室为背景工程,研究节理岩体结构效应对地下洞室地震响应的影响。结果表明,相同地震动水平下节理密度增加则洞室地震位移增加;节理角度在0°～80°范围内时,随节理倾角增加洞室的地震位移增加;节理离散程度较大时,随节理倾角离散程度减小洞室的地震位移减小,但当节理离散程度较小时则基本无影响;随节理迹长长度增加,洞室地震位移也增加;节理迹长的离散程度则对对洞室地震位移影响较小。结论可供节理岩体中地下洞室的抗震设计参考。     

Boundary setting method for the seismic dynamic response analysis of engineering rock mass structures using the discontinuous deformation analysis method

Large deformations and discontinuous problems can be calculated using the discontinuous deformation analysis (DDA) method by solving time steps, and this method is suitable for simulating the seismic dynamic response of engineering rock mass structures. However, the boundary setting must be carefully analyzed. In this paper, four boundary settings for the DDA method are investigated. First, the contributions to the DDA equations for nonreflecting boundaries (including the viscous boundary and the viscoelastic boundary) are deduced based on the Newmark method. Second, a free‐field boundary is introduced in the DDA method with boundary grid generation and coupling calculation algorithms to accurately simulate external source wave motion, such as earthquakes. Third, seismic input boundary treatments are intensively examined, and the force input method is introduced based on nonreflecting boundaries. Finally, the static‐dynamic unified boundary is implemented to ensure consistent boundary transformation. The boundary setting method in the DDA method is discussed, and the suggested treatments are used to analyze the seismic dynamic response of underground caverns. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

Boundary settings for the seismic dynamic response analysis of rock masses using the numerical manifold method

Aiming to accurately simulate seismic dynamic response of rock masses using the numerical manifold method (NMM), boundary settings must be treated carefully. In this paper, 4 issues in boundary settings are investigated to improve the performance of NMM: (1) Nonreflecting boundaries including the viscous boundary and viscoelastic boundary are considered; (2) A free‐field boundary is incorporated into NMM to accurately simulate external source wave motion; (3) A seismic input boundary is considered, and the force input method is introduced; and (4) A static‐dynamic unified boundary is incorporated for the convenience of transforming displacement boundary into other types of boundaries, such as nonreflecting boundaries and seismic input boundary. Several benchmark problems are solved to validate the improved NMM. Simulation results agree well with analytical ones, indicating that the improved NMM is able to simulate seismic dynamic response of rock masses reliably and correctly.