黏弹各向异性介质中波的反射与透射问题分析

黏弹各向异性介质中传播不均匀波,其反射、透射模式不仅与介质分界面两侧速度对比有关,还与品质因子Q的对比有关.用伪谱技术模拟黏弹各向异性介质分界面上波的反射、透射,并与弹性各向异性介质、黏弹各向同性介质和弹性各向同性介质的模拟结果做比较.计算平面波的反射、透射系数,分析介质的黏弹性和各向异性对反射、透射系数的影响.数值模拟了一个三层介质模型中的波场,分析两个分界面上产生的反射波的特征.黏弹各向异性介质中,qS波比qP波衰减程度大.

基于不同震源机制的黏弹各向异性微地震波场模拟

考虑到介质的复杂性和微地震震源的多样性,基于黏弹各向异性波动方程和地震矩张量,通过交错网格有限差分方法,进行了微地震波场正演模拟,并分析了微地震信号的传播特性和偏振特性。研究表明:1双力偶成分(DC)源产生的能量主要分布在V_y分量的qS波上,而各向同性(ISO)源和补偿线性矢量极偶成分(CLVD)源产生的能量主要分布在V_x和V_z分量的qP和qS波上,且CLVD源相对于ISO源能激发出更强的qS波;2介质的黏弹性会导致振幅和波形改变,对qS波更是如此。对于各向异性介质,在三种基础源的模拟结果中都能观测到剪切波分裂现象,在黏弹性情况下剪切波分裂更为明显;3当存在CLVD源时,在不同的入射角范围内各类介质的偏振角出现突变现象,可以通过引起偏振角突变的入射角范围识别VTI介质。此外,黏弹性对微地震信号的偏振特征影响较小。

黏弹性VTI介质中敏感度核函数:地震波复走时关于弹性模量及Q值偏导数的计算

实际地层中地震波传播普遍存在速度和衰减各向异性现象,研究黏弹各向异性介质中高频地震波传播理论有助于揭示地震波的传播特征.本文针对黏弹性VTI介质,从Christoffel矩阵的解析特征值出发推导出qP、qSV和qSH波的复相速度和复射线速度的解析表达式,并应用实射线追踪方法确定出均匀复射线速度矢量,由此计算出实射线速度和实射线衰减以及实射线品质因子.基于非均匀复相速度和均匀复射线速度的解析表达式,推导了实射线慢度和实射线衰减关于黏弹性模量(包括弹性模量和Q值)的敏感度核函数,该敏感度核函数反映各个黏弹性模量对地震波复走时的影响程度.不同岩石样本的数值计算结果显示,实走时对弹性模量更为敏感,而射线衰减(虚走时)对弹性模量和Q值的敏感程度相当.本研究可为黏弹性VTI介质中地震射线追踪和复走时层析成像提供理论基础.

黏弹性介质地震波吸收衰减研究进展

实际地下介质的复杂多样对地震探测技术提出严峻的挑战。黏弹性介质理论的发展及其应用,使得波场衰减信息的利用成为地下油气储层预测的重要技术之一。在概要回顾介质非弹性吸收衰减的一些经典黏弹性模型、黏弹孔隙介质理论和黏弹各向异性理论的基础上,重点介绍了介质中地震波衰减机理的研究进展、衰减各向异性以及强衰减介质理论的提出和发展现状;通过数值模拟对比强调了强衰减模型介质中地震波的衰减特征,指出了强衰减模型综合考虑介质的多种物理因素建立耗散系数来描述地震波黏滞衰减特征的有效性。认为:由于衰减机制研究尚不完善,波场强衰减是值得攻关研究的重要方向,但需要大量岩石物理实验的支撑,并充分结合流体流动机制和各向异性理论建立一般性的衰减介质理论。