地震频段弹性模量测试系统改进与升级

获取地震频段弹性模量对于地震数据定量解释、研究地震波传播特征及油气勘探开发具有重要意义.前期建立的测试系统基于应力应变法可以获得地震频段内岩心的杨氏模量、泊松比和衰减.该系统仅适用于∅38 mm岩心,而测量物性参数(孔隙度、渗透率等)、测量超声纵横波速度时一般使用∅25 mm岩心.为将∅25 mm岩心应用于地震频段弹性模量的测试,统一各项岩石物理测试的数据,本文结合有限元数值模拟和实验测试对地震频段弹性模量测试系统的机械结构与应变采集系统(惠斯通电桥)做了改进与升级.通过数值模拟与标定实验(铝和有机玻璃)论证了在∅25 mm岩心上进行低频实验的可靠性和准确性.利用改进后的测试系统对常规砂岩在干燥(空气)、充气(N_(2))与完全饱和流体(白油)条件开展了高频(MHz)超声和低频(1~3 kHz)应力应变测量实验,其结果表明:干燥岩样和充气岩样的弹性参数在低频和超声频段一致,以此验证了改进后测量系统的可靠性;而饱和白油的砂岩弹性参数在1~3000 Hz频段范围内表现出明显的频散特性.改进后的地震频段弹性模量测试系统可以为定量研究含流体岩石的弹性频散特征提供有效的实验测量工具,其实验结果不仅可应用于生产实践,也可为检验、修正岩石物理模型的提供重要的实验依据.

松辽盆地北部古中央隆起带基底岩石弹性参数测试及特征分析

古中央隆起带基底上覆地层缺失断陷期沉积地层,基岩暴露地表时间长,风化壳普遍发育。基底岩性复杂,主要发育花岗岩、浅变质沉积岩及浅变质火山岩3大类岩石;基底主要发育花岗岩、变质岩储层,不同类型储层的裂缝发育程度不同。钻井揭示:花岗岩的脆性大,易形成裂缝,花岗岩储层物性最好,属于孔隙—裂缝型储层;基底花岗岩风化壳储层非均质性强,储层物性较差,以裂缝为主。目前有关基底花岗岩和变质岩的岩石物理弹性参数特征的实验室研究较少。为此,采用超声频段和地震频段弹性参数测试方法,系统分析了围压及孔隙压力对岩石纵、横波速度的影响,研究了不同孔隙度和饱和状态下岩石弹性参数与微裂缝密度及孔隙纵横比的关系;应用弹性参数交会分析,明确了基底风化壳储层及裂缝敏感参数,建立了符合基底孔隙—裂缝型储层特征的岩石物理模型,获得以下成果和认识:(1)对松辽盆地北部古中央隆起带基底33块岩性样品,采用超声频段和地震频段实验测试,测得的标准铝块的超声频段纵波速度(6430 m/s)与参考值(6400 m/s)基本相同,相对误差为0.5%,精度较高。(2)随着围压增加,在水饱和和气饱和状态下纵、横波速度均增大,且横波速度变化不大。随着孔压增加,在水饱和和气饱和状态下纵、横波速度均呈降低趋势,且在气饱和状态下纵波速度的变化量大于水饱和状态,在水饱和和气饱和状态下横波速度的下降趋势相似。(3)不同压力的超声频段和地震频段速度差异表明微裂隙是影响频散绝对变化量的主要因素,随着压力增加,微裂隙逐渐闭合,孔隙间的流体流动效应减弱,喷射效应降低。(4)地震频段和超声频段储层敏感参数优选结果相同,即v_(P)/v_(S)(纵横波速度比)、ν(泊松比)、λ(拉梅系数)、λ/μ(拉梅系数/剪切模量)、λ_(ρ)(拉梅系数×密度)等参数对流体最敏感,可作为识别基底风化壳的储层敏感参数。(5)在裂缝密度为3条/m、裂缝倾角为50°的条件下建立了饱和度—孔隙度解释图板,在含水饱和度为50%、裂缝倾角为50°的条件下建立了裂缝密度—孔隙度解释图板,为风化壳孔隙—裂缝型储层预测奠定了理论基础。

概率密度函数在超导重力台站背景噪声中的应用

该研究比较了传统的超导重力台站背景噪声计算方法SNM和基于概率密度函数的DNM方法,并以2012年拉萨超导重力台站为例进行了背景噪声评估。分别对采样率为1 min和1 s的原始数据进行预处理和传统方法分析,得到SNM分别为1.226和0.909;计算了台站地震噪声功率谱密度函数并得到SNM为0.945。通过对比分析结果可知,基于概率密度函数的台站背景噪声计算结果与传统方法1min采样计算结果具有较好的一致性,可以作为传统评估超导重力台站背景噪声的有效补充。