基于平均速度分析的近地表纵波速度反演

面波频散曲线对于横波速度、纵波速度、层厚等近地表地球物理参数的敏感度相差较大,现阶段通过频散曲线可以获得较为精确的近地表横波速度与厚度信息,但无法直接对纵波速度进行反演.研究表明,泊松比对于波长(W)-探测深度(D)关系较为敏感.基于这一发现,本文根据频散曲线与反演获取的横波速度结构计算平均速度,获取W-D关系曲线.但合成数据测试证明,因近地表浅层对应的W-D曲线变化较小,且浅层纵波速度反演不准确会使误差累积,直接反演W-D曲线无法获取可靠的纵波速度剖面.本文改进了基于平均速度分析的近地表纵波速度反演方法,在目标函数中加入了对浅层信息较为敏感的W/D-D信息,同时对W-D曲线与W/D-D曲线进行联合反演.合成数据测试证明可以获取较为准确地浅层与深层纵波速度.将该方法应用于实际地震数据中,联合反演得到的纵波速度剖面与微测井数据较为吻合,证明本文提出的方法可以不借助其他信息,仅通过面波频散信息,获取更为准确地近地表纵波信息.

地下水封洞库单裂隙花岗岩纵波速度变化规律与预测模型

揭示裂隙岩体纵波速度变化规律对工程岩体质量分级与稳定性评价具有重要意义。以某地下水封洞库无充填型单裂隙花岗岩为研究对象,基于钻孔电视成像、水压致裂法地应力测试与声波全波列测井,获取了384组单裂隙花岗岩的几何特性、受力状态与纵波速度,构建起了预测单裂隙花岗岩纵波速度的进化-神经网络模型,分析了关键指标影响下单裂隙花岗岩纵波速度的变化规律。研究表明:该水封洞库单裂隙花岗岩纵波速度分布于4300~5330 m/s之间,82.3%的纵波速度在4700~5200 m/s之间;选取裂隙法向应力、平均张开度与倾角作为单裂隙花岗岩纵波速度的预测指标是合理可行的;将现场测试数据分为训练样本与测试样本,基于遗传算法优化神经网络权值、阈值的进化-神经网络模型构建出单裂隙花岗岩纵波速度预测模型,其测试误差最大仅为2.9%,85%的样本测试误差不超过1.5%,预测模型精度较高。分析了纵波速度变化规律,发现单裂隙花岗岩纵波速度随裂隙法向应力增大而增大,但当法向应力增至5 MPa后的纵波速度增大速率逐渐减小,纵波速度随裂隙张开度增大而逐渐减小,纵波速度在裂隙倾角小于40°时无明显变化,此后纵波速度随倾角增大而增大。

S油田纵波速度随不同储层参数的变化规律研究

S油田采用先进OBN时移地震技术进行油田管理,但目前面临时移地震差异解释困难这一难题,主要原因之一是储层开采引起流体替换和储层压力变化对地震波速度的影响研究不深入。针对S油田在地震波速度方面认识不足问题,通过以Gassmann方程为基础的理论来开展地震波速度随不同储层参数变化的研究,得出三点有关纵波速度变化规律性认识:(1)泥质含量会对速度变化产生影响,在高孔隙度时,泥质含量越大,这一现象越明显;(2)泥质含量对储层压力改变和流体替换对速度变化的敏感性存在差异,泥质含量变化对流体替换引起的速度变化更加敏感;(3)在相同孔隙度情况下,泥质砂岩储层比纯砂岩储层引起的速度变化更大,对时移地震监测更为有利。

流体饱和度对裂缝—孔隙岩石频变纵波速度及其各向异性的影响

流体饱和度会改变裂缝性储层的纵波速度,从而影响地层速度的频散特性及各向异性程度,导致储层地震响应特征复杂,储层预测多解性强,流体识别难度大.本文根据多相流体饱和裂缝性储层的特点,借助于Norris和KG模型,建立部分饱和裂缝-孔隙等效介质模型,给出频变地震波速度随流体饱和度变化的精确关系式.数值模拟结果表明,当气、水两相共存时,随着含水饱和度的增加,高频段纵波相速度逐渐增大,各向异性程度逐渐减小;低频段纵波相速度逐渐减小,各向异性程度不变;相速度频散及其各向异性程度逐渐增强.组合已有的孔隙弹性理论模型,对实验室人工裂缝-孔隙砂岩岩样的纵波速度进行拟合,计算得到的曲线与实验室测量散点值吻合度较高,表明组合模型在给定参数下的有效性.该研究能够为多相流体饱和裂缝性储层的地震响应特征分析奠定扎实的理论基础,为提高储层预测的确定性和流体识别的准确性提供可靠的理论依据.

损伤岩石试样的力学特性与纵波速度关系研究

讨论大理岩试样围压下压缩和砂岩试样经历不同温度烘烤后的力学特性与纵波速度的关系。岩石不是线弹性材料,纵波速度、杨氏模量和强度是岩石试样力学性质的不同宏观表现。大理岩块曾经历地质应力,局部的低强度材料可使其附近材料承受较小荷载,晶粒之间维持相对较好的接触状态,因而试样初始纵波速度和强度呈负相关性。围压下压缩时大理岩试样承载能力随着变形增大可以大致保持恒定,但内部材料产生损伤弱化,损伤特性与围压、轴向变形有关。损伤大理岩试样的纵波速度和单轴强度、杨氏模量之间具有相关性,但例外现象大量存在。粗砂岩主要由矿物颗粒和胶结物构成,试样烘烤后胶结物发生变化而刚度降低,因而纵波速度和初始切线模量随温度增加而降低;但岩石的热变形可以改善颗粒间接触状态,降温之后因摩擦作用等并不会消失,因而在500℃之内平均模量随温度增加变化不大,强度却有增大趋势;其后平均模量和强度才开始降低。

川东北地区岩石纵波速度分布特征和影响因素的试验研究

岩石的矿物组分、微构造和其所处的温度围压状态是岩石声波速度的决定性因素。针对中石化川东北重点勘探区全层位的砂泥岩和碳酸盐岩地层,选取具有代表性的49种岩样,开展常温常压、常温围压和温度围压条件下的岩石声波速度测试,系统地分析中石化川东北重点勘探区全层位岩石波速的分布规律和在温度围压条件下的变化特征,得出川东北地区砂泥岩、碳酸盐岩纵波速度的均值和变化范围;采用多种数学模型研究川东北地区砂泥岩、碳酸盐岩和全层位岩石纵波速度与地层埋深、密度的相关关系,确定最优回归方程。探讨影响川东北地区砂泥岩、碳酸盐岩纵波速度的主要因素,建立温度、围压和层位与纵波速度的定性定量关系并进行初步的机制分析。综合分析表明:川东北地区砂泥岩呈现出正常沉积压实特征;碳酸盐岩的微构造复杂,微构造是决定碳酸盐岩岩声学响应特性的重要因素。

高温高压下闪长岩弹性纵波速度的实验研究

利用YJ - 30 0 0吨压力机 ,在 1.0GPa、室温至 10 0 0℃条件下采用超声波脉冲透射 反射法就位测量了闪长岩的纵波速度 (VP) ,并在 72 0℃、780℃、870℃和 980℃获得了 4个实验产物。在 1.0GPa恒定压力下 ,闪长岩的VP 随温度升高呈线性缓慢降低 ;当温度大于 75 0℃时 ,波速开始大幅度下降。显微镜观察和电子探针鉴定结果表明 :在不同温度下闪长岩内部的矿物发生了不同程度的脱水和部分熔融等反应。波速随温度升高呈线性和非线性下降 ,主要是由于在高温高压条件下岩石内部矿物发生热膨胀、脱水和部分熔融等反应引起了岩石内部结构和成分的变化而造成的。

松辽盆地北部纵波速度区域特征分析及深层油气问题

近年来,松辽盆地深层天然气勘探取得重大突破,因此松辽盆地深层油气问题也受到诸多学者的高度重视.本文以松辽盆地北部深层油气问题为研究目标,对纵波速度资料进行重新整理和分析,描述了六条人工地震剖面的构造特征,并对盆地内几大主要断陷进行了评价.本次研究对于深层形态的定性说明有一定可信性,利用六条长剖面从区域角度分析该盆地深层地层分布以及讨论与油气的关系,可以得到更全面的认识,对进一步的深层油气勘探具有指导意义.

一种同时反演纵波速度和泊松比的方法

本文提出一种角度部分叠加资料同时反演纵波速度和泊松比的方法.以角度部分叠加资料为基础,利用地震波振幅随入射角变化与弹性参数间的数学关系,基于非线性最优化理论,通过将最小平方问题转化为大型带状矩阵的求解问题,采用测井约束逐道外推技术依次求得该角度剖面每个点的纵波和泊松比值.通过由每个角度叠加剖面反演得到的相应角度范围的纵波速度和泊松比剖面的对比分析,进一步得到地震波垂直入射时的纵波速度和泊松比,为地震资料的岩性及含气性解释提供丰富的参数信息.

2.0GPa、室温至1160℃条件下安山岩纵波速度与相变

利用ＹＪ－３０００ｔ压力机的弹性波速度测量装置在２．０ＧＰａ、室温至１１６０℃条件下就位测量了湖北大冶陈贵安山岩的纵波速度，并在相应条件下获取了实验产物．对其观察表明，对应着岩石弹性波速度的变化，实验样品已经发生了相变．讨论了岩石相变与其弹性波速度之间的关系，初步认为在２．０ＧＰａ和高温下。

异常高压地层的纵波速度响应特征分析

目前已经可以利用试验方法解释纵波速度在砂泥岩与碳酸盐岩异常高压地层的变化特征,但机理研究还处于探索阶段。基于Biot理论,建立了纵波速度方程,分析了纵波速度的主要组成;探讨了影响纵波速度变化的主要因素,解释了异常高压地层的纵波速度变化特征。研究结果表明,在异常高压地层,砂泥岩的骨架体积弹性模量大幅变小,基质型碳酸盐岩的骨架体积弹性模量几乎不变,裂缝性碳酸盐岩的骨架体积弹性模量小幅变小。研究表明,骨架体积弹性模量决定了砂泥岩与碳酸盐岩地层异常高压的纵波速度变化特征,可以根据骨架纵波速度分析饱和流体岩石的纵波速度变化趋势。

2.0GPa、室温至1200℃条件下斜长角闪岩的纵波速度及其衰减

利用YJ 30 0 0t压力机 ,在 2 .0GPa、室温至 1 2 0 0℃条件下 ,测量了新疆库地地区斜长角闪岩的纵波速度 (vp)和力学品质因子 (Q值 )。实验结果表明 :斜长角闪岩的vp 和Q值随温度的升高而降低 ,在升温的初始阶段 ,vp 和Q值随温度下降的幅度较小 ,随着温度的升高其下降的幅度逐渐增大 ;由于斜长角闪岩的各向异性 ,导致了在三个方向上vp 随温度而下降的幅度显著增大时的温度不同 ,其中x和y方向为 81 2℃ ,z方向为 673℃。而在各方向上的Q值随温度下降的幅度显著增大时的温度相差不大 ,约为 81 2℃。观察回收的实验产物表明 :当温度大于 647℃时 ,产物中开始出现熔体 ,vp 在x和 y方向上的下降幅度没有明显的变化 ,而在z方向上的下降幅度增大 ;此时熔体对Q值的影响不大。当温度大于 81 2℃时 ,产物中的熔体含量明显增多 ,vp 和Q值下降的幅度都显著增大。据此认为 ,部分熔融是弹性波速度减小和衰减增大的主要原因。

各向异性介质纵波速度分析

速度分析是数据处理和解释中的重要环节,根据各向同性假设的传统速度谱技术已经得到广泛应用,但对于实际资料中存在的各向异性,则需要用各向异性的速度分析方法为各向异性的成像处理提供参数。采用垂直各向同性(VTI)介质的纵波各向异性参数和动校速度分析的方法,分别对理论记录和实际资料进行双参数速度谱扫描方法试验。针对信噪比较低的实际数据,采用先形成超道集,然后再做信号互相关速度谱分析的处理方法。经过理论数据和实际资料的计算,证明该方法可以从纵波的旅行时中同时提取出纵波各向异性参数和动校速度,还可以利用该方法产生沿界面的纵波各向异性参数的曲线图或切片图。

碳酸盐岩地层密度与纵波速度关系研究

密度与速度的关系是研究岩石物理性质的重要内容之一。针对HL地区碳酸盐岩地层密度与纵波速度的关系不能较好地用Gardner经验公式来表征,基于体积平衡原理,综合考虑岩石岩性、孔隙性等因素对密度与纵波速度关系的影响,提出了一种新的密度与纵波速度关系模型。结合数学上曲线拟合的思想,统计了HL地区有密度和纵波速度资料的井,分别用最小二乘曲线拟合法和切比雪夫曲线拟合法拟合密度与纵波速度的关系,并对拟合公式进行了误差分析,得到了能较好表征HL地区密度与纵波速度关系的经验公式。

高温高压下斜长岩纵波速度与电导率实验研究

在1.0 Pa、室温到880℃分别采用超声波透射法和阻抗谱法测量了斜长岩的纵波速度和电导率,并对实验产物进行了鉴定分析.结果表明,在680℃,由于斜长岩中的含水矿物绢云母和黝帘石发生脱水反应,岩石的纵波速度开始大幅度下降.在410℃～750℃、12～105 Hz的频率范围内,斜长岩只出现颗粒内部传导.由于脱水产生的自由水主要分布于矿物的三联点或颗粒拐角处,没有形成连通的高导性网络,因此,脱水作用不会导致斜长岩电导率显著增加,也不会改变其电传导机制.地球内部低速层和高导层的形成与演化可能具有非同步性,通过含水矿物脱水可以形成地球内部的低速层,但不一定同时形成高导层.

4.0 GPa压力下纯橄岩弹性纵波速度和衰减的实验研究

应用超声波透射法和超声波频谱振幅比法、在4.0 GPa压力条件下、测量了弹性纵波通过纯橄岩的波速(vP)和品质因子值(QP,用于表征衰减)随压力的变化,并分析了纯橄岩内部结构的变化对波速和衰减的影响.在实验压力范围内(≤4.0 GPa),随压力升高,纯橄岩的纵波速度逐渐增大:从7.6 km/s(0.4 GPa)逐渐增大至8.5 km/s(4.0 GPa),升高了11.8%,低压时的增大幅度大于高压时的增大幅度.纯橄岩的品质因子值呈两段式线性变化:从低压区间到高压区间品质因子值的增大幅度明显变小(0.4～2.4 GPa压力范围内QP增大了358.5%,2.4～4.0 GPa压力范围内QP仅升高了7.6%).纯橄岩的品质因子从54(0.4 GPa)升高至266.4(4.0 GPa),增大幅度达393.3%.在相对低压(0.4～2.4 GPa)条件下,纵波通过纯橄岩的速度增大、衰减降低主要是由于样品内的孔隙和微裂纹大量闭合,岩石密度增大,纵波在通过样品内孔隙和裂缝时损失的机械能降低,因此纵波通过纯橄岩的能量增大(即衰减降低),波速升高;当围压较高(2.4～4.0 GPa)时,纯橄岩内大部分裂纹已经闭合,而且矿物颗粒边界接触紧密.岩石内部的裂纹和颗粒之间由于摩擦滑动而损失的能量也变少,所以在高压时纯橄岩的波速和衰减的变化幅度变缓,但波速仍呈线性增大,而品质因子值(衰减)随压力升高几乎趋于不变.

南黄海沉积层纵波速度与地震反射特征

南黄海为新生代、中生代与古生代叠合盆地,发育了新生代—中生代碎屑岩地层和早中生代—古生代海相碳酸盐岩地层,部分夹碎屑岩地层。在对测井资料和苏北盆地的相关资料归纳分析的基础上,总结了南黄海沉积层的纵波速度特征,标定了地震反射界面和地震反射层序。

高压下测量岩石纵波速度的反射—透射法

:介绍了一种高压下测量岩石纵波速度的新方法——反射—透射法。并在室温高压 ( 0 .1～ 0 .3GPa)的条件下测量了麻粒岩和榴辉岩等样品的纵波波速 ,所获得的结果在误差范围内与前人的工作相吻合 ,而该方法能达到的实验压力更高。与透射法相比 。

碳酸盐岩纵波速度响应特征试验研究

碳酸盐岩地层压力预测是国内外研究难点,主要原因是纵波速度响应特征不明确,传统的地层压力预测模型不能用。为了解决这个技术难题,通过设计室内试验对碳酸盐岩纵波速度响应特征进行了研究,分析得到了影响纵波速度变化的主要因素,即碳酸盐岩骨架速度取决于岩石骨架特征,决定了纵波速度的变化趋势;纵波速度的小幅变化是由孔隙压力引起的。验证了碳酸盐岩地层异常高压的地球物理和孔隙弹性响应特征理论,从室内试验角度对基于孔隙弹性力学理论建立的波速方程的准确性进行了验证,并为建立碳酸盐岩地层孔隙压力预测模型提供了理论依据。