黏弹性介质中多波振幅补偿及其对AVO反演的影响

本文导出了黏弹性层状介质中的多波波前扩散及介质吸收校正公式,为实测多波地震记录的真振幅补偿提供了理论基础.其次,利用Born一级近似线性化反射系数来确定频率域一个黏弹性介质的半反射界面上的多波映射矩阵,建立了模型解误差与参考模型的误差以及与模型参数之间的关系.对误差映射算子的分析结果表明,参考模型的误差存在并不改变AVO反演的模型参数的组合关系,但该误差对反演解的误差起放大作用,并且,参考模型的速度误差对AVO反演的影响程度比介质品质因子的误差大一个数量级.     

基于微观孔隙结构特征的致密砂岩部分饱和岩石物理模型研究（英文）

储层的复杂微观孔隙结构对于弹性波诱导的孔隙流体发生流体流动的影响十分复杂。深入的调查流体流动机制有利于更加精确的描述储层弹性波传播特征与规律。在油气藏勘探开发过程中,实际储层大多是部分饱和的,因此,需要开展部分饱和储层弹性波传播机理的研究。本文基于等效介质理论,利用不同压力下干燥状态的超声波实验数据,获取岩石微观孔隙结构特征。将部分饱和理论模型与考虑不同裂隙纵横比喷射流模型进行结合,形成部分饱和-扩展Gurevich喷射流弹性波传播模型。通过数值模拟分析了含水饱和度、外部球体半径及粘度等参数对弹性波传播特征的影响。选取鄂尔多斯盆地庆阳地区致密砂岩样本,开展不同压力下部分饱和岩石的超声波实验观测,并利用理论模型对实测数据进行分析。相比于部分饱和模型,本文模型综合考虑了部分饱和效应与不同裂隙纵横比喷射流效应对弹性波传播的影响,所预测的纵波速度与衰减结果更符合于实验测量结果。     

弹性介质各向异性研究沿革、现状与问题

各向异性介质中地震波的传播研究是当今地震学研究领域中的前沿课题之一,同时也是地震学中难题之一.由于地下岩石的各向异性主要表现在:地震波速度随传播方向发生变化;不同类型体波间相互耦合;横渡发生分裂:面波速度频散依赖于传播方向等.薄互层与裂隙定向分布等产生视各向异性,放在石油地震勘探、地震预测和岩石层物理与动力学研究中有极大潜力和应用前景,并受到广泛重视.为此,本文较为详尽地讨论了弹性介质中地震波各向异性研究的沿革,简述了国内外现今取得的主要研究成果以及目前尚存在的和有待解决的一些主要问题.最后对我国在各向异性介质中地震波动、检测和应用等研究提出了一些看法.     

弹性介质分向插值无限元

无限元是一种有效的人工边界,可用于处理弹性波的传播问题。在传统动力无限元的基础上,提出了一种采用分向插值技术的新型动力无限元,详细地推导了这种无限元的形函数,建立了完全解析形式的刚度矩阵,以提高计算效率,采用该无限元边界,计算了弹性介质中的线源Lamb问题,通过对比解析解答的地基表面位移,验证了该无限元的有效性。算例分析表明,采用此类无限元时,有限元单元边长建议取不超过1/8剪切波波长,网格边界到激励源点的距离宜取5倍剪切波波长。无限单元中的幅值衰减系数对计算结果影响甚微,建议取较小值。     

黏弹性介质VSP记录模拟及在估算Q值研究中应用

采用标准线性固体模型,本文建立了黏弹性介质完全匹配层吸收边界的高阶速度-应力交错网格有限差分算法,并对黏弹性介质中的地震波传播进行了数值模拟.基于黏弹性波动方程正演模拟提供的零偏VSP全波场数据,本文进行了质心频移法计算Q值的反演分析.结果表明,反射波、转换波及短程多次波对频谱的影响较大,对Q值反演造成一定误差.本文的结论为实际零偏VSP资料估算地层Q值提供了有益的指导.     

脆性岩石损伤及物理性质演化的实验研究

地壳岩石均含有一定数量的缺陷损伤,是强非均质和各向异性材料,性质复杂,取决于其所处的构造和地质环境。实验表明,裂纹对岩石的孔隙度贡献不大,几乎可以忽略,但却是影响岩石有效弹性性质的主导因素而非孔隙。增加裂纹损伤会显著地引起岩石物理性质,包括强度、弹性性质、力学性质以及各向异性等的变化。另外,大部分地壳岩石的裂纹和孔隙都处于流体饱和状态,裂纹中的流体通过化学和力学作用显著影响岩石性质的变化。因此理解脆性岩石受力变形过程中的损伤和物理性质的演化具有重要意义,是岩石力学的长期目标之一。     

Construction of constant-Q viscoelastic mode with three parameters

The popularly used viscoelastic models have some shortcomings in describing relationship between quality factor （Q） and frequency, which is not consistent with the observation data. Based on the theory of viscoelasticity, a new approach to construct constant-Q viscoelastic model in given frequency band with three parameters is developed. The designed model describes the frequency-independence feature of quality factor very well, and the effect of viscoelasticity on seismic wave field can be studied relatively accurate in theory with this model. Furthermore, the number of required parameters in this model has been reduced fewer than that of other constant-Q models, this can simplify the solution of the viscoelastic problems to some extent. At last, the accuracy and application range have been analyzed through numerical tests. The effect of viscoelasticity on wave propagation has been briefly illustrated through the change of frequency spectra and waveform in several different viscoelastic models.     

球面波的反射P波AVO分析

本文对球面波反射P波反射系数计算公式进行了推导,根据推导公式计算出第I类AVO和第Ⅲ类AVO介质中反射系数及相位随入射角的变化,并与基于平面波的Zoeppritz方程计算的结果进行对比.结果显示,对于第I类AVO介质,球面波反射系数在临界角附近较基于平面波的Zoeppritz方程计算结果更精确;同时受界面深度的影响较大,随深度的增加,球面波AVO趋势接近平面波AVO.最后,通过数值模拟技术,对模型数据和实际数据进行模拟,对平面波AVO道集和球面波AVO道集进行了验证分析.浅层的第I类AVO现象,在近临界角和超临界角处折射引起反射系数与相位的变化较大,对于第Ⅲ类AVO现象,由于不存在临界角问题,球面波模拟结果与基于平面波的Zoeppritz计算结果差别较小.上述计算分析,可为实际资料的大偏移距道集的AVO分析提供理论基础.     

列车荷载下上覆弹性层横观各向同性饱和地基的动力响应

基于Biot多孔弹性介质的波动理论,构造了轨道、道碴、枕木及弹性层的横观各向同性饱和地基在列车荷载下的动力计算模型。利用Fourier变换,得到了列车荷载作用下横观各向同性软土地基上弹性层动力响应的解析结果。利用离散Fourier逆变换得到数值计算结果,分析了荷载速度、地基的各向异性参数、弹性层刚度系数及厚度对位移和孔压响应的影响。分析结果表明：弹性层对控制地基振动作用显著,地表振动幅值随荷载速度的增加而增大,软土的横向弹性模量对地表振动及土中孔压有较大影响。     

弹性介质边坡模糊有限元方法研究

针对弹性介质体边坡内存在的模糊特性,从弹性力学的基本方程式入手,应用模糊运算法则、模糊积分和模糊微分等方法,推导了弹性力学几何方程、物理方程和平衡方程的模糊表达形式。利用最小模糊位能原理,建立了考虑多参数模糊性的模糊有限元控制方程。数值算例表明,弹性介质体边坡考虑模糊特性影响的情况下的分析成果,能更全面地反映出计算参数模糊特性变化引起的边坡内力和位移的改变情况。