P波随时间衰减:以两条加利福尼亚地震破裂带为例

地震预测是地震学研究一个基本目标,而理解地震周期是地震预测的重要环节.遗憾的是,由于地震断层带不但结构复杂,大地震前后短时间内的震源过程更是随时间迅速变化,这些复杂因素使得常规研究方法不再适用.一类特殊的微震成群地发生在主震断层几乎同一地点上,震源系数几乎相同,近年来地震学界通称其为震群(earthquakemultiplet).本文论证如何将这类特殊的微震作为一组人工震源来阐述美国西部两次大地震(LomaPrieta和MorganHill)的震后弛豫过程.在加利福尼亚LomaPrieta(1989年9月18日,M7.0)及MorganHill(1984年4月24日,M6.2)附近的主震破裂带中就发生了此类震群.其中有两组各包含11个重复地震的震群,分别位于这两个破裂带中,其波形资料质量高,波形及震级变化极小,因而可与实验室条件下的人工震源相比.这些震群地震资料可直接用于计算P波沿波程衰减(即t)的时间性变化,其方法的简单性及结果的精确性都与实验室水平相当.我们的结果显示,每个震群周围分别存在一个异常体,在其各自主震之后的10个月中,该异常体中的P波衰减迅速上升并降落.衰减峰值发生在LomaPrieta地震后2～3周,其震群深度为10.2km.此峰值在MorganHill地震后5～6个月发生,其震群中心深度为2.6km.这两个事例中,t波动峰值都超过此前获得的加利福尼亚大致同一地区t绝对值的100%[1].此结果显示了因同震裂隙张开和震后弛豫过程(如流体移动、裂隙复原及岩石压缩),以及孔隙度和流体饱和度在主震源体部分区域发生的变化.衰减达峰值的时间之显著差异则提示我们,裂隙闭合及伴随的流体移动是负载敏感的,深度越大达峰值越快,反之亦然.如将此方法应用于主震前多重地震的资料,将有望更好地理解最终导致主震断层带大破裂的震前微破裂的物理过程.     

应用GPR获取水文地质参数研究初探

探地雷达(GPR)能够在不同空间尺度上采集水文地质数据来对地下特征进行详细描述,近年来被广泛应用于探测地下结构和埋藏体。本文简要介绍了GPR的工作原理、探测方式及其应用条件;探讨了GPR获取多孔介质水力参数的物理机制;分别利用50MHz和25MHz天线对同一断面进行等采样距测量,经分层标定和时间拾取,获取了沿测线非饱和带含水率及饱和带的孔隙度和渗透系数,并将结果与钻孔取样的岩性进行了对比,结果合理。     

利用地球化学测井-密度测井建立的孔隙度解释模型及其校正分析

地球化学测井能给出二十余种元素的含量,根据矿物组合模型、元素含量与矿物的转换关系可以得到岩石的矿物种类及其百分含量,然后得出比较准确的岩石骨架密度。由骨架密度、体积密度、流体密度联合建立孔隙度解释模型。由于骨架密度和体积密度均是动态变量,且都包含有碎屑、杂基、胶结物组分,模型中参数的地质含义和应用条件相互统一,从而使得计算的孔隙度值更加准确。     

利用测井方法估算渗透系数

利用煤田测井中的声波时差测井、密度测井及中子测井,可以有效的求出岩层的孔隙度,根据水力学中确定渗透率与孔隙度关系的卡门公式,以经验估算渗透率,进而计算渗透系数。以内蒙古胜利煤田东二露天矿含水层的渗透系数计算为例,测井参数估算含水层的渗透系数与传统的专门水文孔法确定的渗透系数比较接近,仅个别误差较大（44%）。实例表明,测井方法计算的渗透系数相对偏大,另外埋深浅的地层渗透系数误差相对较大。可见利用测井参数基本能够估算出渗透系数,反映其含水层的渗透性能。     

利用成像测井评价储层孔隙空间的二维非均质性

针对当前储层非均质性评价中表征方法单一、评价仅限于一维的研究现状,提出利用FMI成像测井评价储层井周二维孔隙空间非均质性的方法。通过比较目标储层的孔隙度频数分布曲线,从宏观上判断储层井周二维非均质性。选取合适的孔隙度二值化阈值,明确原、次生孔隙的所在位置。利用成像孔隙度谱将储层进行分类,判断目标储层的储集特性。利用储层非均质程度系数T定量评价储层井周二维非均质性。相比于利用常规测井识别裂缝、孔洞,通过FMI成像测井判断储层非均质性具有评价形式多样化、连续性、方位性、直观性和分辨率较高的优势,从而提高对储层非均质性的认知程度。     

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组机械压实作用与 砂岩致密过程及对致密化影响程度

近年来,随着致密砂岩油气藏研究的不断深入,亟需明确致密砂岩储层致密化机理,从而更好地利于致密砂岩油气藏的勘探与开发。机械压实作用通常被理解为中浅层砂岩所经历的主要成岩作用,而深层的机械压实作用长期以来被人们所忽视。为探讨机械压实作用在砂岩致密过程中的作用及对致密化的影响程度,本次研究以鄂尔多斯盆地上三叠统延长组致密砂岩为例,通过井孔浅层与深层孔隙度变化趋势分析、镜下岩石结构的证据和砂岩压实模拟实验3个方面对延长组致密砂岩储层机械压实作用特征进行了分析。研究发现砂岩在深层与浅层压实减孔趋势一致或平行;随着上覆压力的增加,砂岩一直表现为减孔效应且机械压实作用强度随埋深的增加而变大;薄片特征显示延长组致密砂岩机械压实作用存在分级特征,不同级别的压实强度对应一定的镜下压实特征,通过统计薄片数据发现样品都处于压实作用与胶结作用对孔隙度影响评价图(Houseknecht图版)的左下区域。结果表明砂岩在埋藏致密化过程中自始至终存在机械压实作用,并且机械压实作用是导致砂岩致密减孔最重要的原因,远远超过胶结作用产生的减孔效应。由于砂岩孔隙度演化不仅与埋深有关,同样受到地质时间的影响,本次研究通过数学推导建立了砂岩孔隙度时间埋深双元函数模型,进而通过孔隙度双元函数可以对压实减孔进行定量分析,表征机械压实作用对砂岩致密化过程的影响程度。     

基于铸体薄片资料的砂岩储层孔隙度演化定量计算方法--以鄂尔多斯盆地环江地区长8储层为例

利用铸体薄片资料进行储层孔隙度演化定量计算是一项重要的成岩演化和储层模拟技术,但由于参数确定和计算方法存在的问题,导致结果准确性较差。基于此,在分析前人计算方法及其误差的基础上,确定了计算参数的选用,改进和完善了计算方法与结果检验方法的应用。在初始孔隙度的确定上,相对赋一固定值作为所有样品初始孔隙度或Scherer拟合公式,根据Beard和Weyl湿砂填集实验恢复初始孔隙度具有较高的精度;在考虑压实过程中岩石表观体积缩小的情况下,推导了压实、胶结损失孔隙度与溶蚀增加孔隙度计算公式,并给出了忽略岩石表观体积变化时孔隙度演化分析的误差来源和可能的误差大小范围;结果检验方面,摒弃了以往忽略溶蚀增加孔隙度而简单进行粒间孔隙度与和氦孔隙度对比的较为粗略的方法,建立了考虑各种成岩作用结果和成岩过程中岩石表观体积变化情况下的结果检验方法。应用该方法对鄂尔多斯盆地环江地区长8储层孔隙度演化进行计算,结果与岩芯氦孔隙度相比,绝对误差-1.1%,相对误差15.3%,取得了良好的应用效果。     

随钻中子孔隙度测井响应特性数值模拟

随钻中子孔隙度测井在随钻地层评价中发挥重要作用, 对其响应特性研究具有重要意义.利用蒙特卡罗方法建立随钻条件下地层模型, 模拟研究随钻中子孔隙度测井响应特性.模拟结果表明: 随钻和电缆测井相同条件下中子孔隙度响应变化趋势相同, 随钻中子孔隙度曲线反映孔隙度灵敏程度高于电缆测井, 但其测井响应受钻铤影响较大; 探测深度与地层孔隙度有关, 文中条件下探测深度和纵向分辨率分别为28 cm和19 cm; 在水平井和大斜度井中, 测量方位对中子孔隙度曲线影响较大; 相对倾角α越小, 中子孔隙度曲线过渡区域中点越接近地层界面; α小于60°时, 中子孔隙度曲线受围岩影响可忽略.      

深层砂岩储层中微晶石英包膜的形成及其对原生粒间孔隙的保存意义

微晶石英包膜是抑制储层砂岩(尤其是深层和超深层优质储层砂岩)石英次生加大和保护原生粒间孔隙的重要胶结物类型之一,但在国内长期以来并未引起足够重视。通过国内外大量的文献调研,详细地介绍了微晶石英包膜的产状和成因、对原生粒间孔隙的保护作用、对石英次生加大的抑制机理及其控制因素。对深层及超深层储层砂岩中微晶石英包膜形成机制及其储层意义的深入了解将为我国深层和超深层优质砂岩储层的形成机制的进一步认识提供新的思路,并将进一步提高我国深层和超深层复杂砂岩储层钻前储层质量预测的准确性进而降低油气的勘探风险。     

沁水盆地柿庄北区块3号煤层裂缝预测

柿庄北地区位于沁水盆地东南部,是我国重要的煤层气产区。煤层裂缝作为主要的渗流通道,对煤层气高产富集起到重要控制作用。该区山西组3号煤层中褶皱轴部走向为近南北向,野外露头区发育一组共轭剪裂缝,优势方位为NW与近EW向,其次是近SN向。根据构造形迹确定燕山期应力场以SEE105°挤压为主。利用水力加砂压裂法对现今井点目的层地应力进行计算,通过古地磁定向与声速各向异性确定现今最大水平主应力方向为NE55°。将煤层构造与地表起伏形态作为主要影响因素,采用有限元法对燕山期及现今地应力场进行数值模拟,利用弹性力学理论对裂缝参数进行计算,计算结果认为柿庄北3号裂缝孔隙度、渗透率普遍较小,整体上中部背斜区 > 中部平缓区 > 东部单斜区 > 中部向斜区 > 西部地区。模拟的裂隙特征与实测数据所反映的裂缝特征相近,单井产气量高的地区,裂隙较发育。