各向异性介质中Ⅲ型裂缝的动力分析

本文应用Green函数法求解各向异性介质中Ⅲ型裂缝的扩展问题。文中首先推导了各向异性介质中的Green函数,然后利用它求解了各向异性介质中Ⅲ型半无限长裂缝的扩展问题。文中并计算了裂缝尖端的应力分布和裂缝表面上的位移。     

裂缝诱导HTI双孔隙介质中的裂缝参数分析

裂缝诱导HTI双孔隙介质模型是将一组垂直排列的裂缝系统嵌入到统计各向同性的孔隙岩石基质系统中而建立的.为了研究裂缝参数对地震波在该模型中传播规律的影响,本文分别对裂缝弱度、裂缝孔隙度和裂缝渗透率这三个主要的裂缝参数进行了分析研究.数值结果表明,裂缝诱导HTI双孔隙介质中,裂缝弱度越大,介质的各向异性强度越强;与基质孔隙系统相比,裂缝系统孔隙度对介质等效孔隙度的影响很小,而裂缝系统渗透率的增大则将显著提高介质在裂缝发育方向上的等效渗透率,这符合对裂缝系统"低孔"、"高渗"特性的认识.此外,裂缝系统渗透率的增大也使慢纵波的振幅显著增强.     

储层岩石应力裂缝演化的逐级连通模型及意义

以温压组合条件模拟地层埋深状态,对16块储层砂岩进行了三轴压缩试验,并对试件中不同尺度的应力裂缝(stress-induced cracks)进行了宏、微观相结合的研究,观察统计了裂缝的长度、方向、密度等几何参数的变化.结果表明:应力裂缝的形态特征与岩石变形时的温、压组合条件之间存在着相关关系;当外加载荷不超过岩石抗压强度的50%时,数量有限的微裂缝都是尺度与岩石颗粒相当的粒内或粒间裂缝;穿粒裂缝仅出现在80%峰值应力以上的应力区间中,且主要由粒内裂缝连通形成,随着穿粒裂缝尺度的增大,裂面与σ_1方向夹角在统计分布上有增大趋势,并逐级趋于未来的宏观破裂角;65℃、75 MPa 以上的温、压组合条件下,试件中最终形成的宏观裂面上皆以反阶步为特征.基于以上结果,本文建立了微裂缝演化的逐级连通模型,为复杂的构造应力裂缝预测工作,提供了一条新的思路.     

基于各向异性梯度的裂缝密度反演

裂缝密度是评价裂缝性储层的重要参数. 本文提出一种利用各向异性梯度计算裂缝密度的新方法,即运用裂缝介质等效理论将高陡倾角裂缝介质等效为横向各向同性介质,得到裂缝介质AVO响应特征,从而得到裂缝介质的各向异性梯度,之后由该梯度与裂缝密度的关系得到裂缝介质的裂缝密度. 实际处理中可以根据地震数据直接求取裂缝介质的各向异性梯度,最后求取裂缝介质的裂缝密度. 模型试算表明, 该方法能得到裂缝介质准确的裂缝密度. 反演结果与初始模型基本一致验证了该方法的正确性; 另外地震记录添加一定的信噪比后也能反演得到准确的裂缝密度,证明了该方法的稳定性.      

裂缝性储层的电各向异性响应特征研究

以水平裂缝分布的孔隙介质模型为基础,建立了水平裂缝面的平行裂缝分布和带粗糙表面的点接触裂缝模型,导出了两类裂缝模型的水平和垂直电阻率响应关系,分析了两类裂缝模型在没有围压和存在围压条件下的水平电阻率、垂直电阻率变化规律和电各向异性系数的变化特征.讨论了裂缝开度、裂缝密度和裂缝粗糙度等裂缝特征参数对裂缝性储层电各向异性的影响.为简化讨论,所有电性响应特征的分析都忽略了裂缝和孔隙表面的导电性和极化的影响.利用平行分布水平裂缝面模型和带粗糙面的裂缝模型,考察了围压条件下的裂缝性岩石的电各向异性响应特征,得到了对实际应用有意义的结果.     

基于Bond变换的裂缝介质波场方位特征模拟及分析

地震波场的方位特征对于裂缝性油气藏的地震预测方法研究有着重要的意义.为使裂缝模型更具一般性,本文基于线性滑动理论和Bond变换构造了两组任意夹角竖直裂缝模型;考虑到波场二维模拟中突出方位特征,依据弹性动力学的基本方程和Bond变换,推导出了含方位角的弹性波传播速度应力方程;使用高精度交错网格有限差分法对几种裂缝介质进行了数值模拟,并分析其波场特征的变化.模拟结果表明,在两组参数相同的任意夹角竖直裂缝模型中,裂缝内夹角各个方位的波场特征变化不明显,各向异性强度较低,裂缝外夹角各个方位的波场特征变化剧烈,裂缝正交时,各处波场特征相近;针对单组裂缝模型,分析了裂缝参数变化对波场特征的影响,总结出了三种波场形态,得出了裂缝垂直面的波场特征与裂缝法向弱度和切向弱度的相对大小有关,从裂缝垂直面到裂缝平行面的波场朝着相同的形态变化,与裂缝参数无关等认识.这些分析结果有助于进一步认识和应用裂缝介质的波场方位特征.     

裂缝介质旋转交错网格正演模拟

油气勘探实践表明, 裂缝是油气的储存空间或运移通道, 裂缝介质地震波场的研究越来越受到关注. 实际地层中裂缝形成受多种因素控制, 物理属性比较复杂, 表现出强烈的各向异性. 由于上覆地层的压力使得水平或低陡倾角裂缝存在较少, 大多数为高陡倾角裂缝, 利用线性滑动裂缝介质的等效理论将高陡倾角裂缝介质等效为横向各向同性介质, 便于实际应用. 本文采用各向异性弹性波旋转交错网格模拟方法对含裂缝介质单炮记录进行模拟与分析. 结果表明: 裂缝的存在相当于人为增加反射界面; 裂缝密度越大, 裂缝纵横比越小, 裂缝充填物与背景介质弹性性质差别越大, 引起的反射波能量变化越大. 本文模拟结果为利用地震数据进行裂缝介质参数反演与储层识别及油气预测提供了依据.      

裂缝诱导双相HTI介质地震波场错格伪谱法模拟与波场特征分析

裂缝诱导的双相具有水平对称轴的横向各向同性(HTI)介质模型是由一组平行排列的垂直裂缝嵌入到统计各向同性的流体饱和多孔隙岩石中而组成的,它综合考虑了裂缝型储层岩石的各向异性和孔隙性.高精度的地震波场数值模拟技术是研究该介质中地震波传播规律的主要方法.本文结合错格伪谱法和时间分裂法,求解描述该介质中地震波传播的一阶速度-应力方程.模拟了单层和双层模型中的地震波场,并对其进行了特征分析.研究结果表明:错格伪谱法能有效消除标准网格伪谱法波场模拟结果中出现的数值伪影现象,与时间分裂法结合能够获得稳定的、高精度的模拟结果;裂缝诱导双相HTI介质中的地震波场兼具裂缝各向异性介质和双相介质中传播的地震波的波场特征.     

多组垂直裂缝诱导各向异性的HTI近似及其特征分析

在裂缝诱导各向异性理论研究中通常使用等效HTI介质来近似多组裂缝所引起的综合效应.由于构造运动的复杂性,多组裂缝普遍存在于地壳与油气储层中.为了研究多组裂缝的地震属性特征,分析常用的等效HTI模型对于多组裂缝近似精度及附加裂缝对介质属性特征的影响,本文利用线性滑移模型进行了多组垂直裂缝的单斜各向异性等效介质理论计算,并利用空间搜索方法求取与其最为接近的HTI介质各向异性弹性参数.重点研究了在两种各向异性介质中纵波速度、快慢横波速度和极化特征及其差异,量化分析附加裂缝对于地震属性如速度、极化方向和走时等的影响,研究对附加裂缝敏感的地震属性.此研究结果和方法为进一步研究多组裂缝的反演及识别方法提供基础,同时对于将高阶对称性各向异性介质中已存在的计算方法应用于低阶对称性时的适用程度、精度分析及相关方法研究具有重要作用.     

裂缝型储层地震检测方法综述

裂缝型油气藏在新增储量中占有越来越大的比重.准确预测裂缝发育带是评价裂缝型储层的前提,更是裂缝型油气藏提高勘探效率和开发水平的关键.本文介绍了裂缝型储层的理论介质模型;重点研究了国内外较成熟的裂缝型储层地震检测方法,如纵波振幅、速度、旅行时、和波阻抗检测,横波检测以及多波多分量检测等地震技术.纵波资料对裂缝的敏感度不够,而横波资料勘探难度大,成本高.目前,在进行裂缝型储层检测时,比较普遍使用包含有纵、横波信息的转换波勘探,尤其在海上勘探方面,已经进入商业化应用阶段.然而,地震检测方法也有其自身的缺陷,我们需要综合分析岩芯露头、测井、以及VSP资料,才能更有效地预测裂缝型储层.     

地下水位变化引起的地面形变

本文探讨了抽用地下水对地面形变所造成的影响。文中应用了几个抽水试验实例, 说明了它们在时间上、空间上的相互变化关系。抽水所造成的地下水漏斗区范围内, 不仅能产生垂直形变, 而且在其影响的不同部位, 还形在压缩和拉伸的水平形变。对抽水引起的地面形变与其他因素所造成的地面形变的区别, 进行了视步的讨论。      

地震地面运动的卓越方向

地震是活动断裂构造在区域构造应力场作用下，应变能释放的结果。地表建筑，构筑物的地震破坏与地震形变带均匀为同一构造应力场作用的产物，所以它们必然具有相同的力学性状特征。本文通过国内外一些强烈地震震害实例，充分论主下了地震地面运动卓越方向的存在，并指出了它在抗震防灾及工程抗震和震害预测预防方面的重要性。     

地壳变形与地应力变化关系的研究

地震地质研究表明，地壳变形与地应力变化直接相关，它们之间存在着比较复杂的关系。本文在分析甘肃东南部地区地应力及地壳变形观测资料的基础上，结合其它前兆物理现象的对比，用数值模拟方法，研究了地应力变化与地壳形变、地震活动性以及区域构造活动之间的关系。其方法和结果拓宽了不同观测资料横向综合分析的路子，使其在地壳动力学、地震地质研究和地震预报中得到更广泛、更进一步的应用。     

1976年唐山7.8级地震震源过程的研究

本文提出唐山菱形块体在压缩载荷作用下震前应变积累和震时破裂滑动与稳定扩展的一个离散裂纹模型,它包括裂纹面的摩擦滑动和裂纹尖端稳定扩展两个过程。模型采用有限单元技术计算裂纹面的应力和变形及裂纹尖端的应力强度因子,并用库伦-纳维准则判断裂纹面是否发生摩擦滑动及用最大周向拉应力准则判断裂纹尖端扩展方向。模型预测与野外观测资料对比指出:裂纹模型能很好的表示1976年唐山地震震前积累和震时破裂传播的过程     

四川松潘—平武地震前后的地壳垂直形变

松潘—平武地震前后的地壳形变资料表明, 在震中周围地形变具有规律性变化.1975年7—9月第一次复测, 发现1960年以来岷江断裂两盘存在年速率约3毫米的缓慢相对运动;1975年底再次复测, 证明东盘加速上升.当临近震前2—3月时, 一些构造敏感点附近出现短期形变异常.与此同时, 松潘川主寺短水准亦呈短期异常.震后漳腊盆地相对下沉, 较场迭溪弧形构造南侧相对抬升, 南坪西侧余震延伸方向上形变则呈弹性恢复, 从震源外围反映了地震的孕育释放过程.文中还通过地形变与地震要素的探讨, 初步建立了用垂直形变量估算震级的关系式.计算结果符合实际, 说明用于中长期预报具有一定意义.      

SEISMIC GROUND MOTION SYNTHETICS OF THE 1989 LOMA PRIETA EARTHQUAKE

A discrete wave number approach in conjunction with a propagator-based formalism is used to synthesize the Loma Prieta earthquake ground motion at both the near and the far field, taking into account all kinds of seismic waves (body and surface). A bilaterally propagating shear slip over a rectangular fault is used to describe the seismic source mechanism, while the earth model is based on geological profiles of the Santa Cruz mountain area and consists of three layers overlaying a half-space. The synthesized ground motion is first compared with actual records from the Loma Prieta earthquake and the agreement between the two is found to be satisfactory, as far as magnitude, duration and essential wave form characteristics are concerned. Then, ground motions are synthesized and plotted at a dense grid of observer locations over a large area around the epicenter, at different time instants. Using such plots, it is possible to study the generation ana propagation of different kinds of seismic waves, the spatial variability of ground motion, as well as the development of the permanent gound deformation.     

西安地裂成因力学问题初探

给出了西安地裂的构造模型,并用断裂力学原理分析了地裂的形成与扩展过程,准定量地比较了抽取地下水所引起的地面不均匀沉降以及构造运动所产生的地裂位移在地裂总位移中所占的比例。提出了构造对地裂发育不但有静态控制作用而且有动态控制作用。认为西安地裂是构造地裂,而西安地裂的致灾作用主要是由过量抽取地下承压水所引起的。     

论西安地裂缝

西安地裂缝具定向延伸、多级羽列和成带、等距的分布格局,为水平左旋和南盘依次下落的同步位错。是基底断裂在统一区域应力场作用下,长期蠕动形成的隐伏微细裂缝,在地下水活动的附加作用下显现出来的一系列构造地裂缝。其发生方式为多点双向破裂,发生时间和活动高峰依次由南向北迁移。它们不均匀地蠕滑、时隐时现,有4、20、400和750年四种活动周期,可与渭河盆地的地震活动对应,是区域构造应力场加强的信息     

A TWO-LAYER GROUND IN THE FIELD OF AN INFINITELY LONG CABLE*

When the fixed-source electromagnetic method is applied the quantities measured are influenced by the resistivity of the whole environment. This occurs mostly in the cases of measurements in areas with prevailing high resistivities, and if a weathered layer with considerably lower resistivity than that of the original rock has been formed near the surface. For this reason it is important to be acquainted with the properties of the two-layer ground with an overlying conductive layer. In the present paper attention will be drawn to theoretical calculations connected with the field of the homogeneous ground and that of the two-layer ground.     

强震前地下水活动引起的垂线变化

本文分析了引起强震前天文测时测纬异常现象的原因问题,认为这种异常主要是地下水活动引起垂线变化的结果.垂线变化包括重力场水平分量变化和垂直分量变化,前者可引起测时测纬异常.地下水活动的主要形式是垂直迁移,这种垂直迁移又沿着一定的水平方向传递.从测时测纬的异常形态和地下水的活动规律,可以分析出应力场变化的某些规律.地下水的这种活动,引起的重力场水平分量变化远远大于垂直分量的变化,两者的变化形式也很不同.