美国声波钻进规程ASTM D6914/D6914M—16浅析

声波钻进技术具有速度快、岩心保真好、适用地层广等优点,广泛应用于工程勘察、环境调查、浅源地热、基础工程、矿山治理等领域。为了提高声波钻进施工质量和过程控制,美国材料与实验协会于2004年制定了第一部声波钻进规程D6914—04,后经多次修订完善,形成最新声波钻进规程D6914/D6914M—16。本文根据该版规程内容,从技术原理、钻进设备、成孔工艺等方面展开了阐述。当振动器与钻柱谐振频率重叠时,声波钻头受到的能量达到峰值。钻机和取心钻具是声波钻进的核心设备。成孔工艺主要以双管高频振动、低速回转为主,实现多种目的层的原位取心作业。标准相关内容对声波钻进技术在我国的持续推广具有参考意义。     

Empirical formula for wave length of ocean wave in finite depth water

In this paper, function characteristics of dispersion of ocean wave in finite depth water were analyzed systematically. The functional form of the fitting function is reasonably proposed, in which the parameters are optimally determined by the least square method （LSM）. For infinitely deep and extremely shallow water,the fitting function fits strictly the dispersion to be fitted. A new technique is presented in application of LSM.An empirical formula with maximum error of less than 0.5% for computing wavelength in finite depth water is presented for practical applications.     

频率域2.5-D井间波形层析成像及其实际应用

从频率域3-D声波波动方程出发,结合井间观测方式的特点,基于Tarantola广义反演理论,提出了一种频率域2.5-D井间波形层析成像方法.数值模型试验结果表明：该方法对薄层厚度的分辨能力能达到约主频波长的1/4,且分辨率显著高于走时层析成像,尤其垂直分辨率有实质改善.模拟资料的抗噪试验表明：在信噪比为0.8的情况下,随机噪声对波形层析成像的影响较小;而相干噪声对全波形层析成像的影响显著,特别是初至波附近的强振幅干扰影响更为严重.井间实际资料的试处理结果表明：波形层析成像能很好地刻画井间介质的分布情况与储层连通性,对于油藏开发阶段的方案实施具有指导意义.     

分布式光纤声波传感微振动响应特征

分布式光纤声波传感技术(Distributed Acoustic Sensing, DAS)利用光纤中的瑞利散射来获取振动信息, 具有高密度、低成本、可长时监测等优点, 目前已经广泛应用于地震勘探领域.DAS系统可用于采集沿光纤轴向的应变或应变率, 且DAS响应与地震波传播方向和偏振方向有关.本文推导获得了不同震源模型的应变辐射花样, 并通过数值模拟获得了不同震源机制和不同布设条件下的分布式光纤微振动数据.理论合成算例结果表明, P波的应变辐射花样和速度辐射花样在各类震源机制条件下都具有较为相似的形态, 而S波的两种辐射花样在某些震源机制条件下具有较为明显的形态差异.此外, 包含DC(Double Couple, 双力偶)成分震源的S波DAS响应记录与常规速度检波器记录相比, 极性反转的位置具有较大差异.

     

基于NAD算法的声波方程时间四阶差分解法

波动方程数值模拟是研究地震波传播机理的重要工具,有限差分求解波动方程是当前地震波数值模拟的主要方法之一。当地下介质中的地震波速度较低或地震波高频成分丰富时,常规有限差分技术常常产生严重的数值频散误差,这种误差会降低数值模拟的精度,影响对地震波传播机理的分析。为压制地震波数值模拟时产生的数值频散误差,提高波场模拟精度,提出了基于NAD算子的时间四阶精度波动方程差分格式。根据对应的差分格式,分析了该差分格式的数值频散关系。与常规四阶精度差分算法的频散曲线相比,基于NAD时间四阶精度差分方法不但能够实现时间频散的有效压制,同时其基于更多网格点的位移分量和位移梯度分量空间微分求解方法还能够实现空间频散的有效压制。另外在相同模型条件下,基于NAD算法的声波方程时间四阶差分解法可采用大网格对模拟空间进行差分离散,减少网格数,提高计算效率。     

伪谱法地震波正演模拟的多线程并行计算

地震波的正演模拟,尤其是3D正演模拟,往往涉及大规模的数据存储和计算,问题的规模往往超出计算机的物理内存,或者计算时间让问题的求解者难以忍受,即使采用目前存储和计算能力很强的计算机,其计算费用仍然是十分昂贵的.本文提出一种基于多线程协同使用多CPU和计算域分割的正演模拟并行计算技术,使得问题的求解过程得以加快,大大地缩短了用户等待的时间.为了检验我们的并行算法的可行性,文中以傅利叶正演模拟技术为例,给出了声波和3D各向异性弹性波模拟的例子,并对不同版本（串行、并行）运算效率进行了比较,证实了方法的有效性.     

南黄海北部千里岩断裂活动性初探

在南黄海北部海域首次针对千里岩断裂进行了声波探测。根据声波反射剖面所显示的晚第四纪断裂活动性差异,大致以朝连岛断裂为界,可把千里岩断裂分为2段,南段晚更新世以来不活动,在日照东南海域跨断裂的声波剖面上晚更新世地层没有受到断层错断的影响;北段在晚更新世晚期活动,从千里岩岛西侧至石岛湾以东海域,在声波剖面上可见多处上更新统中上部地层错断现象。虽然自建立测震台网以来沿千里岩断裂及附近海域内尚未发生5级及以上地震,也未见小震丛集现象,但是,千里岩断裂的晚更新世活动段长度>100km,具有发生6·5级左右地震的可能性,在地震预报和地震危险性分析中值得进一步研究     

根据波速-压力关系评价岩石岩性、物性的实验研究

本文在实验室里对老爷庙油田馆陶组（Ng）油气贮层砂岩岩芯的孔隙度φ、空气渗透率κ、骨架密度ρ_ma、岩石密度ρ_b和不同有效覆盖压力△P下岩芯的声波时差△t,做了精确测量,用回归分析拟合了φ-K、φ-ρ_b、φ-△t和V-△p（△t-△p）的经验关系式;保持原始孔隙结构不变的前提下,在岩芯饱和各种矿化度的孔隙流体时测定了声波时差△t与孔隙度φ的关系.研究结果表明,当贮层的φ-K、φ-ρ_b和φ-△t相关时,可用声波时差△t或波速V解释贮层的岩性,并可反演求出贮层的φ、K和ρ_b;地层有效覆盖压力对贮层的孔隙度和波速具有明显的影响.根据V-△p曲线的变化规律,可以评价贮层的岩性和埋藏地质体的油、气储集能力.这些结果对油田地震勘探和石油测井资料的解释具有重要的参考价值,并为预测储油有利地区和评价贮层提供了一种新的途径.     

声波和电磁波成像确定目标体位置的最大似然估计法

我们提出了一种利用散射波数据来确定地下目标位置的算法。该算法假定目标体已知，而它的位置要根据任意数量（有少量）的具有噪声的散射实验来估算，这种方法不受物理的测量几何条件的限制，因此特别适用于这样的地球物理问题：每个实验的花费使有效数据量受到限制的情况，即我们所称的数据贫乏的情况。