地震物理模型中储层流体地质模型材料的探索

为了研究储层流体的地球物理特性,解决储层流体物理模型建模难题.本文首次采用环氧树脂材料和高分子吸水材料制作复合材料的方法,探索开发了储层流体模型材料.首先,介绍了储层流体材料的配方和制作工艺,即配制基体材料,配制储集分散液,真空混合,浇注固化.其次,对储层流体材料的微观结构、纵波速度、频谱特性等特征进行了测试分析.最后,制作了三维物理模型,考察了储层流体材料的应用效果.研究认为,制作的储层流体材料的综合特性与储层流体地质体特征有很好的相似性,可以通过控制水和气的含量来制作不同流体含量、不同纵波速度和不同主频的储层流体模型,为储层流体的定量化研究提供一种新方法.     

硅微粉改性新型三维地震物理模型材料特性研究

构建地震物理模型是模拟地质结构的重要手段,但是由于实际地质情况的结构多样性和物质多样性,导致探测信号的传播速度具有较大的分布范围.因此,为了对实际地质情况进行有效模拟,需要实现地震物理模型材料传播探测信号速度的可控调节.本文采用环氧树脂作为基材,使用硅微粉对其进行掺杂改性,制备出传播探测信号速度达到2850 m/s的有机-无机复合型模型材料,并实现了传播探测信号速度在2500~2850 m/s范围内的可控调节.研究表明,当使用硅微粉对环氧树脂进行掺杂时,其传播探测信号的能力得到明显提升;当掺杂量为50%时,模型材料传输探测信号的速度达到最大值2850 m/s,并且信号的振幅由纯环氧树脂的180 m V提高至420m V,这一结果将有利于该材料在大尺寸模型中的应用.除此之外,由于对制备工艺进行了优化,尤其是对固化剂进行了筛选,使得所制备的新型地震物理模型材料具有良好的稳定性,单次浇筑量大.当模型尺寸达到150 cm×120 cm×90 cm时,模型材料仍能保持良好的稳定性和均一性,未出现开裂等不良情况,该模型材料的开发将有利于地震物理模拟的相关研究.     

地层衰减定量模拟的地震物理模拟方法

Q值是描述地层衰减特征的重要地震物理参数,研究Q值对提高地震资料分辨率,提高地震成像精度具有重要意义.本文从地震物理模拟中模型材料的动力学特征出发,提出了一种地层衰减定量模拟的地震物理模拟方法.通过铝样验证了衍射校正方法的准确性,利用有机玻璃实验分析了不同测量方法求取Q值的测量精度问题,从而优选测量方法;然后基于复合材料的实验数据,建立复合材料配比与各物理参数之间的函数关系,利用该函数关系指导地层衰减定量模拟.结合单层地震物理模型和近地表地震物理模型,研究了模拟地震记录及其频谱特征与野外实际情况之间的相似性,基于建立的函数关系研究分析了地层衰减定量模拟的准确性.实验结果表明,基于地震衰减定量模拟方法构建近地表地震物理模型时,模型中模拟参数不仅与设计参数保持很好的一致性,同时具有很高的准确性,模拟地层的频谱衰减特征与野外地层保持一致.     

基于约束最小二乘与信赖域的储层参数反演方法

基于包体岩石物理模型的储层参数地震反演方法面临数学形式复杂、多解性强、适应性差、涉及迭代运算等问题,本文提出一种基于约束最小二乘与信赖域的储层参数地震反演方法.该方法基于储层参数与弹性参数关联岩石物理模型,使用最小二乘方法构建目标函数和信赖域约束全局寻优求解,有效降低了地震反演多解性,极大提高了收敛速度.特别是通过在最小二乘求解中引入垂向约束,有效提高反演结果的抗噪声能力.经过模型测试和实际资料的应用,验证了方法的可行性和适用性.     

岩石物理驱动的储层物性参数非线性地震反演方法

叠前地震反演和岩石物理反演分别是获取弹性参数和物性参数的重要手段,两者结合有助于实现储层参数预测并精细刻画储层特征.储层物性参数的反演依赖于岩石物理模型,在进行物性参数反演时可以将复杂的岩石物理模型做泰勒展开,进而得到其一阶或高阶的近似表达式,然而这会降低模型的精确性并增加反演的误差.为了提高储层物性参数反演的稳定性和准确性,本文以碎屑岩储层为例,提出了岩石物理驱动的储层物性参数非线性地震反演方法.首先,基于贝叶斯框架和高斯分布约束条件,从叠前地震数据中实现纵、横波速度及密度等弹性参数的反演.其次,通过碎屑岩岩石物理模型建立起弹性参数与物性参数之间的联系.最后,利用粒子群算法进行全局寻优获得较为准确的孔隙度、泥质含量和含水饱和度等物性参数.合成数据和实际资料测试结果验证了所提方法的可行性和准确性,反演结果与测井数据吻合较好,可有效指示含气储层区域,本文方法在储层预测和评价方面具有广泛的应用前景.     

应用全张量重力梯度数据优化密度和速度模型

重力梯度全张量数据具有高灵敏度反映探测目标局部微弱变化的特点,可以对单一地震数据在建立速度模型过程中的不确定性,尤其是各向异性速度模型建立过程中的精细结构进行补充修正.本文主要研究重震两类数据与各自所反映的物理模型关系以及密度模型与速度模型之间的相互联系和制约关系,从而建立重力全张量数据与地震速度模型间的信息互补关系和模型参数间的解析表达式.在此基础上,提出多参数加权正反演算法流程,逐层异常分离技术和约束条件下迭代反演模型修正方法,并实现模块编程和验证.实验数据和结果表明,重力全张量数据和地震数据多参数融合能够明显提高地震速度建模精度,减小模型解释的不确定性.     

大型复杂构造地震物理模型设计制作及实验精度分析(英文)

大型、构造复杂的三维物理模型可用于模拟油气勘探。构造逼近实际地质状况的模拟具有制作技术难度大、质量控制严格等特点,可用于采集宽方位、多方位和全方位的地震数据,从而进行多种三维处理、解释方法验证。本文针对中国西部前陆盆地地表条件复杂地下构造复杂,导致成像不理想等问题,基于复杂的地下构造,设计制作了目前世界上模拟施工面积最大、构造最复杂的KS(塔里木盆地克深勘探工区)物理模型。本文的模型技术的进步主要涉及3个方面:模型的设计方法、模型的浇铸流程和数据采集,首次给出了物理模型的三维真实速度模型,定量分析了物理模型的制作精度,绝对误差小于3mm,可以满足方法试验的需要。该模型基于三维形态测量技术建立了三维真实速度模型,可作为方法试验的基础数据。因此,该模型可作为地震物理模拟技术的标准。     

断层相互作用与地震触发机制研究回顾与展望

断层相互作用与地震触发关系研究是震源物理学领域的热点问题,能够帮助认识强震的孕育过程与物理机理,在地震危险性分析与预测研究中也有良好的应用前景.前人的综述文章从应力触发的基本原理、方法、适用性及多个震例研究的角度,提供了详细的阐述,然而从地震活动性分析这一角度对地震触发的介绍并不详尽,也未对这两个角度的结合和互补提供进一步的探讨.本文从物理模型和统计模型两个角度,综述了过去几十年针对断层相互作用和地震触发机制研究的成果与进展;通过介绍速率-状态摩擦律,展现这一科学问题的内在统一性,并对目前存在的问题和未来的可能研究方向进行了梳理和展望.从物理模型角度,着重分析了断层相互作用来源的几个重要机制：静态应力触发、动态应力触发和黏弹性应力触发,以及计算的基本原理和方法.在统计模型方面,介绍了地震活动性分析的基本原理和方法,重点分析了ETAS模型和b值在断层相互作用和地震触发机制中的应用.从两个模型结合的角度,指出两者互相验证的统一内涵以及速率-状态摩擦律的基本原理和方法.分析指出通过库仑应力计算和ETAS模型这两种不同的角度,可以综合研究多断层或地震之间的应力相互作用,并提供交叉验证,增加结果...     

含水平缝薄互层储层地震响应特征物理模拟

油气储层之中常存在沿层理发育的水平裂缝,并对储层特性有着不可忽视的影响.水平裂缝与层理平行,使得裂缝的地震响应与层理的地震响应互相混叠,给水平缝的地震识别带来了困难.本文利用地震物理模拟技术,模拟并分析了含水平裂缝的薄互层储层地震响应特征,为水平裂缝的地震识别提供依据.首先设计并制作了用于模拟含水平裂缝的薄互层储层物理模型,模型采用了在均匀地层中嵌入裂缝单元的模拟方式,水平裂缝单元采用片状孔隙材料叠合法构建,即利用粘合剂将片状孔隙材料粘合胶结,然后压实固化进而获得用于模拟野外含裂缝岩石的裂缝单元.然后将物理模型置于水槽内,模拟采集了 4条二维纵波地震测线,并对地震数据进行了处理分析.模拟数据处理分析结果显示,本研究的模拟方法可以较好地模拟水平裂缝的地震响应特征.此外,本研究还对处理结果进行了时频分解,讨论并分析了含水平缝薄互层储层地震响应频变特征.研究表明,薄互层储层中发育的水平裂缝可以明显的引起时频谱的异常,但是这种异常受到薄互层调谐效应和裂缝的双重制约.因此无论进行薄层解释还是裂缝预测时,必须综合考虑调谐效应与裂缝的双重影响.对于含水平缝薄互层储层的频变AVO(振幅随偏移距变化,Amplitude Variation with Offset)特征而言,尽管薄互层产生的频变特征起主导作用,但是裂缝的发育以及裂缝参数的变化可以引起频变AVO特征的显著变化,该结果说明了利用频变AVO 特征识别水平裂缝的可行性.     

基于变形P-L模型的矩阵方程迭代精细横波预测

横波速度预测问题的关键有两个,一是如何建立合理的岩石物理模型,二是针对建立的横波预测目标函数,如何准确高效地求解.针对第一个问题,对Pride模型和Lee模型(P-L模型)进行变形,提出拟固结指数的概念,将干岩石模量和岩石基质模量相联系,变形后的P-L模型在没有降低P-L模型准确度的情况下简化了问题的复杂度,建立起了饱和流体岩石弹性模量与干岩石模量、岩石基质模量、混合流体模量之间的关系,进而计算理论上的纵波速度,并通过比较实测纵波速度与计算的理论纵波速度大小,最终建立了横波预测的目标函数.针对第二个问题,借鉴了地震反演的思路,将该目标函数的最优化问题转化为线性矩阵方程组迭代求解问题,通过几步迭代就可以求解出合适的拟固结指数,进而得到预测横波速度.实际验证和应用表明,该横波预测方法具有很好的稳定性和准确性,并且岩石物理模型的构建和目标函数的求解思路可用于其他储集类型地层的横波预测.     

Physical parameters identification for full-scale ten-story reinforced concrete building with degrading tri-linear model by modal iterative error correction method

To assess the post-earthquake seismic safety of buildings, it is crucial to predict seismic response, and it is necessary to set the appropriate physical parameters of the response analysis model. Numerous methods have been proposed to identify physical parameters. However, most of them are limited to linear systems, and previous researches on nonlinear systems have difficulties in practical applications. In this paper, a nonlinear response analysis model is identified for a full-scale ten-story reinforced concrete building with the degrading tri-linear stiffness model by the modal iterative error correction (MIEC) method, and the accuracy of this technique is discussed by comparing with the shaking table test.     

地震波传播数值模拟

本文概述了地震数值模拟及其理论基础,阐述了地震数值模拟方法及特点．综述了地震数值模拟方法、三维建模和计算机硬件平台等方面的现状和进展．最后。给出了地震波数值模拟在地震勘探方法研究、地震观测系统优化设计、地震数据处理、地震资料解释、开发地震等方面的应用．     

层析成像反演速度建模方法研究

本文应用层析成像反演方法优化叠前深度偏移速度模型。阐述叠前深度偏移速度建模流程,详细介绍利用两种不同层析反演方法来优化深度域的层速度模型,对同一实际地震资料速度模型建立的应用效果表明,在资料信噪比较高的地区能提供准确解释层位信息的前提下,模型层析反演优化后的速度模型精度要比网格层析反演优化后的速度模型更高,且稳定性强。      

群体建筑物地震破坏概率模型研究

提出了一种通过构建具有普适性的概率模型对群体建筑物进行震害预测的方法。该方法基于已有的群体建筑物易损性矩阵,通过概率分析和数据拟合,进行构建建筑群的破坏概率模型,并通过计算建筑物易损性指数的均值和方差来确定其具体参数。分析表明,该概率模型对群体建筑物震害预测具有一定的可行性和普遍的适用性。     

高强度地震下建筑施工场点危险性建模分析

在高强度地震环境下,建筑施工场点易发生危险,传统方法运用AHP算法对建筑施工场点的危险性进行分析,但未考虑抗震约束,存在分析效果差的弊端。因此,提出一种高强度地震下建筑施工场点危险性建模分析方法。首先采用TOPSIS方法得到地震风险评估指标,构建风险评估指标的物元分析模型,基于AHP-熵权法的组合赋权获取地震风险评估指标的综合权重。然后通过贝叶斯网络来推导高强度地震下建筑施工场点危险性参数,运用地震等级的划分标准和推算方法,依据建筑施工场点危险性评估准则和接受原则APLARP,利用物元分析模型中不同危险节点的致因关系和综合权重构建施工场点风险评估模型,完成对高强度地震下建筑施工场点危险性的建模分析。实验结果表明,所设计模型可准确分析高强度地震下建筑施工场点的危险性,能够确保整体施工的安全性,具有重要的应用价值。     

建筑用玻化微珠保温混凝土剪力墙抗震结构设计

传统方法主要通过导热系数低的材料和增加墙体厚度来达到抗震效果。该方法不仅浪费能源而且抗震性能较差,因此对建筑用玻化微珠保温混凝土剪力墙抗震结构进行设计,构建玻化微珠保温混凝土本构模型,获得与抗震结构相关的理论数据。根据所获取的数据,选择板壳单元SHELL63作为玻化微珠保温混凝土剪力墙抗震结构单元。依据抗震结构材料参数以及抗震结构单元,采用ANSYS软件模拟构建玻化微珠保温混凝土剪力墙抗震结构。分析实验结果可知,所设计建筑节能抗震结构的抗震性能较好,实际运用价值高。     

基于稀疏反演理论的自动叠加速度反演方法

叠加速度分析技术是常规地震资料处理中的重要环节,也是经典的时间域速度建模方法.叠加速度分析技术主要包括速度谱计算和拾取两个步骤.至今为止,多数研究工作通过提高速度谱的分辨率以及抗噪声能力,获得高质量的速度谱从而有利于拾取.本文的目标是将叠加速度分析技术转为一个全自动化的处理流程.从参数估计的角度出发,将叠加速度估计转化为稀疏反演框架下的模型参数估计问题,并通过稀疏反演算法自动反演叠加速度,进而提高叠加速度建模的效率.为实现这一目标,首先给出了正问题的定义,即层状介质中CMP道集的预测模型,利用叠加速度、垂向双程走时(t_0)以及反射子波以及CMP道集时距关系(如双曲时距关系)可以预测CMP道集.接着,速度分析反问题可以描述为已知观测的CMP道集,估计模型参数(叠加速度及t_0时间等).利用模型参数的稀疏性作为约束条件并用L_0范数作为模型稀疏性的度量准则,叠加速度分析可以转化为L_0范数约束下的稀疏反演问题.本文提出了一种基于预测校正思想的匹配追踪算法求解上述反问题,实现了自动叠加速度建模并为后续的高精度速度反演方法提供较好的初始模型.理论和实际资料的测试结果证明了本文方法的有效性.     

中强地震下建筑结构动力弹塑性损伤模型研究

抗震性能是建筑设计中的一项重要指标,需要对地震作用下的建筑结构动力弹塑性损伤情况进行分析。提出一种中强地震下建筑结构动力弹塑性损伤模型研究方法。从有效应力与Cauchy应力张量\,建筑材料损伤演化方程等方面对弹塑性损伤模型基本原理进行分析,以此为理论基础,分析建筑材料应变率与建筑结构损伤能释放率的相关关系,通过Bonora损伤模型获取失效建筑材料损伤指数,并计算整体建筑结构构件损伤指数,以建筑材料损伤指数和建筑结构构件损伤指数为依据,完成中强地震下的建筑结构动力弹塑性损伤模型构建。利用实例进行分析,地震加速度值为0.3g的情况下,该模型的建筑结构相对位移时程曲线与实际位移曲线拟合度较高,且具有较好的建筑结构动力弹塑性损伤模拟精度,表明该模型具有一定的可行性。