清溪场地区茅口组裂缝储层预测

茅口组储层以生屑灰岩储层为主,储集空间主要为溶孔、裂缝。这里运用P波振幅方位各向异性分析方法,对清溪场构造茅口组储层开展裂缝预测,搞清了裂缝发育与地层岩性以及构造发育之间的关系,明确了裂缝的走向、强度,以及密度发育部位,预测了裂缝的分布范围。实际资料应用表明,用该套方法识别裂缝—溶隙型储层是有效和可靠的,可以检测出有利的裂缝储层发育带。     

基于弹性方程与声学方程的裂缝模型正演与偏移

在Hudson理论的基础上推导出基于弹性—声学近似的裂缝模型反射系数计算公式,然后用变参考慢度Rytov近似波场延拓算子,对给定裂缝模型进行正演和偏移,并分析其波场特征,得到以下三点结论:1在当前地震分辨率下,不能识别单个裂缝,但可以探测裂缝发育带;2裂缝带达到一定的宽度和密度,可以用地震方法检测裂缝的分布,潜山内幕反射波的范围与强弱,有利于研究裂缝发育带的宽度和密度;3裂缝带的低频复波反射,表明在裂缝发育带,地震波频率减低,意味着用地震波的频率特征是可以检测裂缝。     

高分辨率多方位VSP方法在塔河油田奥陶系裂缝性储层研究中的应用

塔河油田奥陶系碳酸盐岩储层的裂缝及缝洞非常发育，在纵横向都表现出很强的非均质性。常规地面地震方法难以精确地应用于该区的储层预测。将高分辨率多方位VSP地震方法应用于塔河油田储层描述，实现了上行反射P波和S波精确成像，提高了地震资料及储层预测的分辨率；并建立了含缝洞碳酸盐岩储层的地震反射特征和裂缝发育储层的地震识别方法。     

利用地震P波确定煤层瓦斯富集带的分布

查明煤层瓦斯富集区域,对可能的瓦斯突出点进行预报,是当前煤矿生产中亟待解决的重要课题。利用地震P波对裂缝性地层所表现出的方位各向异性特征,根据地震属性随方位角变化可以预测裂隙发育方向和密度的基本原理,应用多种地震P波方位属性预测裂隙发育带。通过对淮南张集煤矿西三采区三维地震P波资料的处理,获得6个方位地震数据体,从中提取多种与煤层和围岩裂隙相关的地震属性,并计算出裂隙的发育方向和密度,为确定瓦斯富集带的分布提供了一种新的途径。      

龟裂系数法在安达地区火山岩储层裂缝研究中的应用

根据安达地区火山岩储层的实际情况,利用钻井、测井等资料综合分析预测火山岩储层的裂缝发育情况,运用纵波波速的比值——"龟裂系数"方法对该区裂缝发育频率进行了分析、计算,从而总结了安达地区火山岩储层裂缝的平面展布特征。结论表明,安达地区火山岩储层的裂缝较为发育,裂缝参数特征必然影响该区天然气的勘探和生产。     

四川盆地J地区志留系龙马溪组页岩裂缝地震预测与评价

利用三维地震资料进行相干体分析﹑应力场分析﹑P波各向异性分析,对四川盆地J地区龙马溪组优质页岩层段不同规模裂缝的优势发育带进行预测,对比分析表明,对于大型裂缝的预测,相干体分析相对较好;对于中小型裂缝的检测,采用P波各向异性技术的效果相对较好。龙马溪组页岩段底部在构造主体部位上主要发育中小型裂缝,是优质页岩储层的主要分布层段。JY1井区两口水平井的测试结果证实,对龙马溪组优质页岩段开展三维地震裂缝预测是可行的,预测结果可有效地指导该区的页岩气勘探。     

基线差密度校正法的应用——以蓬莱9-1油田叠前反演处理为例

蓬莱9-1油田的潜山为中生界花岗岩,经钻井揭示该油田潜山具有埋深浅、风化作用强、裂缝储层横向变化快的特点。通过精细岩石物理研究,密度在该油田潜山段能够较好地识别裂缝储层,但是由于潜山段井间密度基线差异较大,对利用密度进行井间裂缝储层预测提出了挑战。笔者采用基线差密度校正法对井间密度基线进行了一致性处理,并通过构建正演模型分析了密度变化对AVO响应特征的影响,最终利用叠前同时反演技术得到基线差校正后的密度体,解决了密度基线的差异性对裂缝储层预测的影响;还结合裂缝储层的基线差校正后的密度与总孔隙度之间良好的规律关系,利用基线差校正后的密度体在较好地描述潜山段裂缝储层展布规律的基础上,进一步刻画了井间裂缝储层的孔隙度发育程度,并得到了验证井的验证。该技术在蓬莱9-1油田潜山裂缝储层预测的成功应用,为今后类似潜山裂缝储层研究提供了借鉴意义。     

孔隙压力对碳酸盐岩储层声学特性的影响研究

与传统的砂岩、泥岩不同,缝洞型碳酸盐岩具有较强的非均质性及各向异性,因此利用传统的方法对其进行孔隙压力预测尤为困难。利用声学信息进行孔隙压力预测是一种有效的预测方法,研究孔隙压力对碳酸盐岩储层声学特性的影响,具有重要的理论意义和应用价值。通过对孔洞发育程度不同的缝洞型碳酸盐岩进行不同孔隙压力下的声学实验测试,在实验的基础上,分析了不同孔隙流体压力条件下岩心的声波时差、衰减系数、时频特性,得到了孔隙压力与不同类型碳酸盐岩纵横波时差及衰减系数之间的关系;探讨了孔隙压力对不同类型碳酸盐岩纵横波在时域及频域上的影响。此研究为利用声学特性对碳酸盐岩储层孔隙压力预测提供了借鉴。     

岩体中应力波幅值随时空衰减的关系

把岩石抽象为Kelvin-Voigt黏弹性体,应用复数理论建立了应力波在岩石中传播时的振动频率和波动频率的关系,在此基础上,研究了岩石和含有一组平行结构面的岩体中应力波幅值随时间和随空间衰减的关系。研究表明,应力波在岩石的传播过程中,频率是影响应力波幅值衰减的的主要因素;应力波在含有1组平行结构面岩体的传播过程中,由于结构面的存在,影响了应力波能量的传播,其幅值随时空衰减系数主要由结构面间距及其反射系数决定,结构面间距减小和反射系数增加,幅值随传播距离的衰减系数增加和随时间的衰减系数减小,而结构面的黏性系数增加,幅值随传播距离的衰减系数增加,但随时间的衰减系数变化很小。上述结论对岩体结构探测具有重要的指导意义。     

针对储层裂缝检测的三维P波地震采集设计参数分析

理论和实践表明,垂直定向排列的裂缝能够诱导方位各向异性,三维P波地震是一种经济有效的裂缝勘探方法。合理的三维勘探有利于从三维地震数据中提取和增强有效的属性参数,来表征方位各向异性,达到检测和预测储层裂缝的目的。这里通过综述目前常用的纵波裂缝检测技术,结合部分实际数据,总结了三维P波采集方案设计的一些基本原则,为储层裂缝检测提供了野外设计方面的参考。     

Considerations of the discontinuous deformation analysis on wave propagation problems

In rock engineering, the damage criteria of the rock mass under dynamic loads are generally governed by the threshold values of wave amplitudes, such as the peak particle velocity and the peak particle acceleration. Therefore, the prediction of wave attenuation across fractured rock mass is important on assessing the stability and damage of rock mass under dynamic loads. This paper aims to investigate the applications of the discontinuous deformation analysis (DDA) for modeling wave propagation problems in rock mass. Parametric studies are carried out to obtain an insight into the influencing factors on the accuracy of wave propagations, in terms of the block size, the boundary condition and the incident wave frequency. The reflected and transmitted waves from the interface between two materials are also numerically simulated. To study the tensile failure induced by the reflected wave, the spalling phenomena are modeled under various loading frequencies. The numerical results show that the DDA is capable of modeling the wave propagation in jointed rock mass with a good accuracy. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

P‐wave transmission across fractures with nonlinear deformational behaviour

Stress wave attenuation across fractured rock masses is a great concern of underground structure safety. When the wave amplitude is large, fractures experience nonlinear deformation during the wave propagation. This paper presents a study on normal transmission of P‐wave across parallel fractures with nonlinear deformational behaviour (static Barton–Bandis model). The results show that the magnitude of transmission coefficient is a function of incident wave amplitude, nondimensional fracture spacing and number of fractures. Two important indices of nondimensional fracture spacing are identified, and they divide the area of nondimensional fracture spacing into three parts (individual fracture area, transition area and small spacing area). In the different areas, the magnitude of transmission coefficient has different trends with nondimensional fracture spacing and number of fractures. In addition, the study reveals that under some circumstances, the magnitude of transmission coefficient increases with increasing number of fractures, and is larger than 1. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

非饱和土中热弹性波的传播特性分析

基于非饱和多孔介质的研究成果,考虑热效应和孔隙流体迂曲度的影响,研究了非饱和土中热弹性波的传播特性。利用非饱和土中耦合热的固-液-气三相介质的质量平衡方程、渗流连续方程、动量平衡方程和广义非Fourier热传导定律,建立了问题的热弹性波动方程。通过引入势函数,经过理论推导给出了非饱和土中热弹性波的弥散特征方程。结合数值算例,分析了几类热弹性波的波速和衰减系数随迂曲度、热膨胀系数和介质温度等热物理参数的变化规律。结果表明：孔隙水迂曲度的增大将引起P1波、P3波和S波的波速增大,而孔隙气体迂曲度的增大仅使得P2波的波速增大;热膨胀系数的增大将造成P1波波速的增大和热（T）波波速的减小;介质温度的升高将引起各类热弹性波波速的增大;频率、热膨胀系数和介质温度的变化对各类热弹性波的衰减系数均有较大影响,不可忽视。     

非饱和土中波的传播特性

基于已建立的非饱和土中的波动方程,第1次从理论上推证出非饱和土中存在4种体波,即1种S波和3种P波（P1波、P2波和P3波）,并导出了4种体波的波速以及衰减的解析表达式,分析了4种体波的波速、衰减与频率以及饱和度之间的关系。结果表明：3种P波中P3波波速最小,衰减最大;P1波波速最大,衰减最小;P2波则介于二者之间。4种体波都具有弥散性,一般而言,波速随频率的提高而有所减小,而衰减则有所增大。随含气量的提高,P1波的波速减小,P2波和S波的波速增大,而P3波则受含气量的影响很小;P1波和P3波的衰减都有所减小,但变化不是很显著,P2波的衰减基本不随含气量的变化而变化,S波几乎不存在衰减现象。     

瑞利波在非均匀饱和地基中的传播特性

考虑地基横观各向同性和非均匀性,建立孔隙率、密度、剪切模量及渗透系数同时随深度变化的非均匀饱和地基模型,模型中考虑参数间的耦连影响,并引入非均匀因子表征地基的不均匀程度。基于Biot多孔介质理论建立以土骨架位移和孔隙水压力为基本未知量的控制方程,采用微分算子法对控制方程进行解耦求解,推导出非均匀饱和地基中瑞利波的频散方程。将推导结果分别退化到均匀饱和地基和单一弹性地基,验证了结果的正确性。通过数值算例,对非均匀饱和地基中瑞利波的传播速度、衰减系数及位移分布进行分析。结果表明：在低频区,饱和地基的非均匀性对瑞利波传播速度、衰减和位移都有显著影响,质点运动轨迹也由此发生变化;随着频率的升高,这种影响逐渐减小,当频率趋于无穷大时,瑞利波速度收敛于弹性地基中的波速;地基非均匀性增大了瑞利波的传播阻抗性,瑞利波位移加速衰减,传播深度小于均匀饱和地基。随着非均匀性增大,质点竖向位移的衰减快于水平位移,这种差异造成质点椭圆运动轨迹的扁率减小。此外,地基中非均匀土层厚度越小,则地基非均匀程度越高,对瑞利波的传播影响越大。     

基于Choi-Williams时频分布的裂缝性地层时频特征

为验证Choi-Williams能量分布时频分析方法的有效性,将其引入阵列声波测井信号处理之中。结果表明,它对于裂缝性地层具有较好的区分和识别能力,并且可以有效地抑制多频率成分信号的交叉性干扰,清晰地得到声波测井信号的时频分布性能及其特征。对于致密性地层来说,声波测井信号的各组分波均无明显的衰减。对于裂缝性地层来说,斯通利波能量会有较大幅度的衰减;破碎度更好,渗透性越好的裂缝对斯通利波的衰减影响更大;横波的衰减在渗透性更好的裂缝中更加明显。     

Study of wave attenuation across parallel fractures using propagator matrix method

Stress wave attenuation across fractured rock masses is a great concern of underground structure safety. This paper presents an analytical study on wave attenuation across parallel fractures at arbitrary incidence angles, where multiple reflections occurring between fractures are taken into account. Combined with displacement discontinuous model, plane wave analysis and propagator matrix method are applied to develop relations between the first layer and the nth layer with respect to potential amplitudes or displacements and stresses in matrix form. With initial and boundary conditions for different scenarios, potential amplitudes in any layer or displacements and stresses at any point can be obtained by solving corresponding matrixes. After parametric studies, it is found that parameters including incidence angle, normalized fracture stiffness, number of fractures, and fracture spacing have obvious effects on wave attenuation across parallel fractures. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

双重孔隙介质中P1波在自由边界上的反射

对双重孔隙介质波动中的体波及P1波在半空间自由透水和不透水边界上的反射问题进行了详细的理论求解。通过数值计算,对双重孔隙介质中4种体波的弥散和衰减特性,以及不同边界上反射波振幅反射系数随P1波入射角和频率的变化进行了分析。结果表明：（1）P1、P2、P3和S波均具有弥散和衰减特性,P1波传播最快而衰减最慢,P3波传播最慢而衰减最快;（2）随着入射角的增大,反射P2、P3和S波的振幅反射系数均先增大后减小,反射P1波则先减小后增大,且边界透水条件对反射P2和P3波的振幅反射系数影响显著,对P1和S波的影响较小,但透水和不透水边界下振幅反射系数随入射角的变化趋势一致;（3）反射P2、P3波的振幅反射系数均随频率的增大而增大,且不透水边界下反射P2波的振幅反射系数大于透水边界下的反射系数,而反射P3波则相反;（4）随着频率增大,透水边界下反射P1波的振幅反射系数先增大后减小,不透水边界下先减小后增大再减小,反射S波的振幅反射系数随频率变化情况则与P1波相反。     

三相非饱和松散颗粒介质中弹性波的弥散性分析

由已建立了的非饱和土这种三相松散介质中的动力控制方程,得到波动方程的解,表明在非饱和土中存在3种P波（P1、P2和P3波）和1种S波。根据推导出的波速以及衰减的解析表达式,以实际工程中的尾砂土这种非饱和多孔介质为例,通过Matlab计算工具对非饱和土中的4种体波的弥散特性进一步数值分析,给出了典型的弥散和衰减曲线。结果表明,在一定的频率范围内,4种波的波速及衰减随频率的升高而增大,其中P2、P3波受频率影响强烈,而P1、S波受频率影响则相对较小。此外,饱和度的增加也将导致P1波波速的增大,但对P2、P3波和S波影响不大。     

辽河盆地东部凹陷含气孔、裂隙火成岩地层斯通利波响应特征

为了有效地识别和评价裂缝性地层,对辽河盆地东部凹陷地区含气孔、裂隙地层的单极子阵列声波测井数据进行了斯通利波波场分离（中值滤波）和希尔伯特黄变换（HHT）。研究表明：裂隙和油气通常会使斯通利波的能量衰减（主要发生在高频）、主频下降和到时滞后,这三者具有相关性;裂隙会使反射斯通利波能量增强,反射系数变大;高频和低频斯通利波的比值简称为能量比,能量比接近零时对应渗透性裂隙地层,能量比较小但有一定数值时可能对应渗透性孔隙地层;固有模态函数保留了原始数据固有的物理特性,HHT幅值谱从时间和频率两个方面突出了阵列声波的动力特性。实测数据的傅里叶变换和HHT均能对储层性质进行一定的评价,HHT放大了阵列声波信号对于地层性质的敏感程度,易于研究的分析对比。