地震岩石物理研究进展

地震岩石物理(Seismic Rock Physics)是研究岩石物理性质与地震响应之间关系的一门学科,旨在通过研究不同温度压力条件下岩性、孔隙度、孔隙流体等对岩石弹性性质的影响,分析地震波传播规律,建立各岩性参数、物性参数与地震速度、密度等弹性参数之间的关系.本文主要论述了半个多世纪以来,国内外地震岩石物理在岩石、流体基础研究、烃类检测等方面取得的主要进展,并分析目前国内岩石物理的研究现状、存在的问题、最新研究动向及展望.     

乌东德库区泥石流灾害的成因及特征分析

金沙江河谷属泥石流多发地区之一.本文通过金沙江乌东德库区(龙川江 - 坝址段)地层岩性、地质构造、新构造运动、地形地貌以及气候条件等地质环境条件的调查研究,详细分析泥石流灾害的成因、类型以及分布特点.这一分析研究对水电站工程的建设和安全运行具有一定的现实意义.     

一种基于岩石物理建模的横波预测方法

横波速度在地震正演模拟、流体预测和AVO分析中有着至关重要的作用。然而由于横波测井费用较高等原因,一些工区并没有横波速度测井资料。基于岩石物理建模的方法预测横波具有针对性,预测精度较高。本文采用了由Sabrina提出的计算有效弹性模量方法,扩展了Cao等在该方法进行横波预测的假设条件,进行岩石物理建模,利用实测的纵波速度计算孔隙弱度从而进一步预测横波。最后结合实际资料,利用已知测井横波速度数据进行验证,结果表明效果较好。     

黄河下游河型的特性及成因探讨

黄河下游具有辫状河流、弯曲河流和微弯顺直河流3种河型.从横断面上可见,辫状河段的河道变化最频繁且最不稳定,微弯顺直河段最稳定;而弯曲河段明显向上游延伸. 随着输沙量在各河段的阶段性变化,冲淤状况在各河段也表现出阶段性,但加积升高是各河段发展的总趋势.从河相关系可见,弯曲河段和微弯顺直河段基本相似,但和辫状河段有着本质的区别.辫状河段的演变主要受到中上游来水来沙等自然因素的综合影响,但其更大范围的摆动仍然受到人为作用的影响;弯曲河段是河流自动调整的必然结果,两岸河堤对它的形成及向上游的延伸具有促进作用,但对它侧向迁移的特性具有较大的限制作用;而微弯顺直河段是人力强迫下河流局部调整的产物.     

考虑离心刚化效应的旋转风力机叶片动力特性分析

风机叶片的动力特性直接影响到风力发电机组整体的动力特性,对旋转叶片动力特性的研究是必要的。叶片在旋转过程中由于重力和离心力的作用,将会产生离心刚化效应,从而改变叶片自身的动力特性。基于空间面的概念,本文应用有限元理论计算了随时间和转速二维坐标变化的叶片节点轴力面和叶片的前三阶自振频率面,同时引入刚化系数的概念,定量地描述了叶片的刚化程度,并给出了频率修正公式,结果分析表明本文采用的方法可以模拟旋转叶片产生离心刚化效应后的动力特性,更准确地反映叶片的实际动力特性。     

冀东地区金矿床类型及其地质特征

冀东地区是我国重要的金矿床密集区之一.根据金矿床形成的地质环境和后期的活化改造作用特征,将本区金矿床划分为两大系列、五大类型,两大系列为以太古宙花岗岩-绿岩带为容矿岩的金矿床系列和以中新元古界碎屑岩-碳酸盐岩为容矿岩的金矿床系列.以太古宙花岗岩-绿岩带为容矿岩的金矿床系列又划分为绿岩带同构造期初生型金矿床和绿岩带后构造期与中生代壳源深熔花岗岩有关的再生型金矿床.以中新元古界碎屑岩-碳酸盐岩为容矿岩的金矿床系列再细分为与造山带岩浆隐爆作用有关的金矿床,与造山带碰撞型壳源深熔花岗岩有关的金矿床和与造山带伸展构造作用有关的金矿床.同时分别叙述了冀东地区各类金矿床的地质特征.     

基于页岩岩石物理等效模型的地应力预测方法研究

地应力的精确预测是对页岩地层进行水平井钻井轨迹设计和压裂的基础.本文在分析页岩构造特征的基础上, 提出了适用于页岩地层的岩石物理等效模型的建立流程, 并以此为基础实现了最小水平地应力的有效预测.首先, 通过分析页岩地层的矿物、孔隙、流体及各向异性特征, 将其等效为具有垂直对称轴的横向各向同性介质, 进行了页岩岩石物理等效模型的构建;然后建立了页岩地层纵横波速度经验公式, 并将该经验公式与岩石物理等效模型均应用于实际页岩工区的横波速度预测中, 二者对比表明, 本文中建立的页岩气岩石物理等效模型具有更高的横波预测精度, 验证了该模型的适用性;最后, 利用该模型计算各弹性刚度张量, 进而实现了页岩地层最小水平地应力的预测, 与各向同性模型估测结果对比表明, 该模型预测的最小水平地应力与地层瞬间闭合压力一致性更高, 且储层位置更为明显, 具有较高的实用性.     

裂缝型储层流体识别方法

裂缝型储层的描述包括预测裂缝分布特征和识别裂隙充填物.依据等效介质理论计算的纵波速度随裂缝密度的增大而减小.正演地震记录显示,裂缝介质含气时反射振幅最大,且变化程度比含油或含水时大.叠前方位AVO反演所得的各向异性梯度Bani与裂缝密度成正比,可用于描述有效裂缝发育强度.对于不同的裂缝密度,各向异性梯度Bani与各向同性梯度Biso的比值Ifluid(1)近似为常数,且对流体敏感.经裂缝纵横比和背景介质拉梅常数修正后,流体因子Ifluid既不随纵横比变化,又不受背景介质的影响,是裂缝型储层敏感的流体识别因子.在塔里木盆地塔北哈拉哈塘地区热瓦普区块碳酸盐岩储层裂缝发育区域,运用该参数在井点处的流体识别效果与钻井结果一致.     

基于双相介质理论的储层参数反演方法

传统基于单相介质理论的储层参数反演方法将孔隙流体与固体骨架等效为单一固体,弱化了孔隙流体的影响,反演结果精度不高. 本文提出根据双相介质理论反演储层参数的方法. 首先,在前人研究的基础上,利用岩石物理模型建立弹性参数与孔隙度、饱和度、泥质含量等储层参数间的关系,进而将双相介质反射系数推导为储层参数的函数;其次,根据贝叶斯反演理论,在高斯噪声假设的基础上,采用更加符合实际情况的修正柯西分布函数描述反射系数的稀疏性,推导出储层物性参数目标反演函数;最后, 应用差分进化非线性全局寻优算法来求解目标反演函数,使得反演结果与实际资料间误差最小. 新方法旨在突出流体对介质反射系数的影响,以期得到较高的储层参数反演精度. 模型与实际资料测试均表明该方法可行、有效且反演精度较高.     

流体黏度对砂岩弹性模量频散与衰减影响规律的实验及理论验证

波诱导的孔隙流体流动是造成地震波速度频散与衰减的重要机制, 其中孔隙流体性质(尤其是黏度)是影响速度频散变化特征的关键因素之一.为了研究孔隙流体黏度对速度频散的影响, 本文在饱和不同黏度流体条件下对2块低孔隙度砂岩和3块中孔隙度砂岩样品进行了低频应力-应变岩石物理测试, 获得了岩石样品1~3 kHz的杨氏模量、泊松比和衰减曲线.实验结果发现: 两种砂岩样品都表现出随着有效压力增加, 杨氏模量增加, 频散程度减弱的特征; 同时随着流体黏度增大, 频散梯度增大, 特征频率向较低频率移动.为了更好地解释不同流体黏度条件下的实验数据, 本文采用现有经典岩石物理频散模型对实测速度频散进行了描述.研究结果表明, 经典的Gurevich喷射流模型、Biot模型、White模型、Gassmann方程和BISQ模型在数值上和趋势上均难以定量刻画实测低频数据, 其预测结果存在明显的特征频率且中间过渡频段较小, 而实测速度则随频率的增大呈缓慢递增趋势, 且具有较宽的中间过渡频段.对于中孔隙度砂岩样品, 考虑Biot宏观流作用、软孔与软孔以及软孔与硬孔喷射流效应的扩展Gurevich喷射流模型能够给出与实验数据较为吻合的预测结果; 对于低孔隙度砂岩, 扩展Gurevich喷射流模型的预测结果也能在趋势上与实验数据保持一致.实验数据和理论模型共同指出归一化参数E(f)/E(1 Hz)具有提高储层流体预测与流体识别精度的潜力和重要意义.