声波频谱测井探测深度的理论及实验考察

对声波频谱测井的探测深度进行理论研究的结果表明声波测井的探测深度与声信号的频率有关，而与源距无关。滑行纵波、滑行横波和瑞利（Ｒａｙｌｅｉｇｈ）波在井壁上的探没深度也不尽相同，在实验中用不同厚度反观测滑行波的变化规律，并观测两层介质中滑行波与两种介质厚度的关系。实验结果与理论计算结果一致，本文定义用轴向传播转换模式工作的声波测井的最大探测深度为声波波长的３倍，而上述方式的声波测井，声波能量的大部分集     

钻柱中声波传播特性实验研究

探究声波在实际钻柱中的传播特性和规律是随钻信息声波传输技术的一项基础性研究工作,而国内在这方面才刚起步,仅进行了一些理论研究和室内实验工作。为此,基于已有成果,研制了基于压电效应的纵向变幅杆井下声发射换能器和地面声波信号接收换能器,设计了钻柱中声波传播特性的现场井下实验方案。采用钻井工程上常用的?127 mm钻杆,分别在200 m、430 m、542 m、700 m、827 m、997 m等6个不同的深度点,测试了400~4 000 Hz频率范围内不同频率声波在钻柱中的传播特性,并分析了测试结果,进而认为,基于钻柱的声波传输技术用于随钻信息传输是可行的。研究结果表明:1有一些频率的声波可以在钻柱中传播,而另一些频率的声波在钻柱中传播能力则很差;2声波在钻柱中传播衰减程度与声波频率、钻柱长度和周围介质有关,在介质为清水的情况下,平均衰减值约为0.05 d B/m;3综合考虑数据传输速度与衰减等因素,可用于数据传输的声波频率应为400~1000 Hz之间的一些频率点,最佳频率点为600 Hz、650 Hz和950 Hz。结论认为:在试验井中的实验得到了钻柱中声波传播的重要数据和结论,可以为声波传输技术的研究和应用提供技术基础和依据。     

衰减性介质中的纵波速度:实验物理模型研究

弹性波速度通常是通过拾取传播脉冲特定特征(如初至波振幅最大值)的旅行时决定的。然而介质的衰减和散射改变了传播波形,从而使确定有意义的速度时出现问题。所以,这样得到的速度不能代表介质固有的波的相速度和群速度。通过实验,从由饱含甘油、未固结、随机充填玻璃珠子和石英砂组成的高衰减介质中得到相速度和群速度。我们的实验结果表明,在200～600kHz的有效频率带内速度的品质因素Q在2～6之间变化。把基本速度与更一般的简单速度估算值作比较。一般情况下,用比较简单的方法能估算出主频率误差为3％的群速度,但与其对应的相速度吻合很差,用第一探测脉冲旅行时得出的波速度(信号速度)与主群速度的差异达到12％。在波速随频率而增加的介质中,初至波速度至多为高频带的相速度提供了一个底界。然而,正如波至时间和传播距离间高质量的线性回归所显示的那样,每一种旅行时拾取方法都是自相一致的。     

裂隙密度对纵波传播特性影响的实验观测

 在利用纵波对裂隙储层预测中，速度和振幅是两个不可缺少的参数，实际资料处理时更需要知道裂隙密度与速度和振幅的关系。在实验室，通过把圆薄币状填充物嵌入基质材料中的方式来模拟裂隙模型，制作了裂隙密度从0到12%的9种裂隙模型，并用四种频率的超声纵波换能器测试了平行和垂直裂隙方向上的纵波速度和透射振幅，得到了裂隙密度与纵波速度及振幅曲线。实验表明，纵波沿裂隙方向传播时，其速度随裂隙密度变化的影响不大，当裂隙密度增大到12%时，速度仅有2%的变化；纵波垂直裂隙传播时，速度比平行传播时下降一半。随着裂隙密度的增加，纵波振幅下降的趋势不但与裂隙密度有关也与频率相关。实验结果定量地给出了在裂隙介质中裂隙密度和频率对纵波参数的影响。     

衰减性介质中的纵波速度：实验物理模型研究

弹性波速度通常是通过拾取传播脉冲特定特征（如初至波振幅最大）的旅行时决定的。然而介质的衰减和散射改变了传播波菜，从而使确定有意义的速度时出现问题。所以，这样得到的速度不能代表介质固有的波的相速度和群速度。通过实验，从由饱含甘油、未固结、随机充填玻璃珠子和瑛 砂组成的高衰介质中得到相速度和群速度。我们的实验结果表明，在200－600kHz的有效频率带内速度的品质因素Q在2－6之间变化。把基本速度与更一般的简单速度估算值作比较。一般情况下，用比较简单的能估算出主频率误差为3％的群速度，但与其对应的相速度吻合很差，用第一探测脉冲旅行时得出的波速度（信号速度）与主群速度的差异达到12％，在波速随频率而增加的介质中，初至波速度至多为高频带的相速度提供了一个底界。然而，正如波至时间和传播蹁间高质量的线性回归所显示的那样，每一种旅行时拾取方法都是自相一致的。     

粘弹介质中可变网格地震波传播数值模拟

从Kelvin介质的本构方程出发推导了粘弹介质中的弹性波方程和声波方程,建立了粘滞弹性波方程的交错网格高阶差分解和粘滞声波方程的高阶差分解,并应用可变空间网格与局部可变时间步长数值计算技术,形成了适用于粘弹介质中弹性(声)波传播的高效、高精度的数值模拟方法。数值实验结果表明,该方法可以有效模拟地震波在粘弹介质中的传播,并且可以比较准确地刻画精细介质结构,在保证模拟精度的同时极大地提高了计算效率。     

双相各向异性介质中的拟慢纵波研究

通过双相各向异性介质理论,利用弹性波传播方程,推导出三维双相各向异性介质中弹性波的Christoffel方程。在Christoffel方程基础上,分别计算并分析了频率、固流相耦合密度、渗透率对双相各向异性介质中拟慢纵波的相速度、衰减的影响。     

基于点扩散函数的黏声介质反演成像

从弹性波基本方程出发,分析了地震波吸收与衰减补偿物理机制和黏声介质中应力-应变关系,得到了衰减与补偿统一表达的黏声介质传播方程。采用交错网格有限差分和最佳匹配层吸收边界条件来模拟这一方程,实现了黏声介质地震波场吸收与补偿的格林函数计算。凹陷速度模型测试结果表明,该方法能有效补偿吸收衰减振幅。从Hessian核函数的数学物理特征出发,对比分析了声波点扩散函数(PSF)和黏声波点扩散函数,结果表明,吸收衰减效应显著降低了照明振幅强度,带吸收衰减的PSF明显比声介质PSF能量低,在深层这种能量损耗更为强烈;吸收衰减效应改变了观测系统对地下的照明图样。进行了面向目标体的PSF分解和求逆,并将求得的逆算子直接作用于成像结果。盐丘模型测试结果表明,在盐丘周围,吸收衰减效应显著降低了成像分辨能力,精确的逆PSF能够有效提高反演成像结果的分辨率。     

声波速度测量的频率和尺度效应分析

系统分析、综述了影响声波速度测量的因素及规律。简单介绍了频散度、频散公式及误差的计算方法。结合岩心砂泥岩频散特性实验结果分析了岩心在饱水及干燥状态下声频散的特点。分析了声波频率影响传播速度的机理，给出了不同温度不同压力条件下声波速度随频率变化关系的实例。从射线理论、等效介质理论的分析入手，详细介绍了不同观测尺度对声波速度测量产生的影响，并给出了理论计算及实验观测结果。     

裂隙密度对快、慢横波速度影响的物理模型实验研究

在裂隙储层中,横波速度是对裂隙密度最敏感的参数。在实验室通过在均匀介质中嵌入圆形薄片弱弹性材料,构建了与Hudson裂隙理论假设相符的裂隙模型。分别用3种谐振频率(0.50,0.25,0.10MHz)的超声波测试观测了平行和垂直裂隙模型方向传播的快、慢横波波形特征和速度,并用实测的模型基质速度和裂隙参数计算了裂隙模型的理论速度值。实测值与理论计算值的对比表明,随着裂隙密度的增加快、慢横波速度的下降趋势基本一致;随着测试频率的降低出现明显的速度频散现象,实测值由高于理论值向低于理论值方向变化。快横波速度在0.10MHz频率时测试值与理论值几乎一致;慢横波速度则在0.25MHz时测试值与理论值偏差最小。在实测值中,横波偏振垂直裂隙时与传播方向垂直裂隙时的慢横波速度有达2%的差异。分析认为这与波长与裂隙尺寸之比有关,比值接近1时,偏振因素影响大,慢横波波至前会出现干扰波;比值大于1时,传播方向的散射影响大。     

几种弱各向异性介质中qP波速度与偏振异常分析

本文介绍了在具有垂直对称轴的横向各向同性介质（TIV介质）中导出的偏振和相速度近似关系,并由这些关系计算了地球内部几种各向异性岩石中地震波速各向异性因子、偏振信息及其与传播方向之间的偏差。最后,我们从图形对计算结果进行了讨论。     

瞬变电磁测井原理研究Ⅲ:电磁波

瞬变电磁测井满足Maxwell方程,包含电磁波传播过程及其影响。从Maxwell方程出发,分析了无限大均匀介质电导率对电磁波传播速度的影响,与空气中的电磁波传播速度是常数不同,一般介质的电磁波传播速度随频率改变,低频时变化很大。利用裸眼井模型对井内的电磁波传播特征进行研究,给出了描述井内电磁波传播的二维谱及其频散曲线。在高频段(大于100 MHz)与声波测井相似,井内传播的电磁波也具有频散效应,速度随着频率的增加从地层的电磁波速度连续改变到井内液体的电磁波速度,在有些频率段,其速度与地层的电磁波速度一致。在这些频率测量电磁波能够得到地层的电磁波速度,从中获得地层的介电常数,这是由井的圆柱形边界导致的。与声波测井不同,在低频段地层的电磁波传播速度随频率改变,在井中所测量的电磁波速度也随频率改变,这种现象主要由电磁感应引起,与地层的电导率有关。这一部分的响应特征构成了瞬变电磁测井电阻率测量的基础。     

《Geophysical Prospecting》1988年,No.2.论文文摘

最佳单程波的传播 O.HOLBERG徐仪征译数字波场外推法是用于叠前或叠后深度偏移的一种主要算法。对于能产生可靠并可解释结果的深部成象技术来说,下覆波场外推法算法要求波能通过非均质介质传播,而且要求在传播频率和传播角度范围内只有最小化的数字感应变形。文章介绍了有限差分(FD)近似法用于空间-频率域单程波动方程的问题。常规 FD 方程式的简单归纳,即可获得计算波场向下延拓的算法和空变对称褶积算子。算子可预先计算并可绘成表格,这样,就可将瞬间频率和局部速度两者用来确定向下延拓过程中在每个网格点上的正确算子。文中设计的褶积算子目的在     

多孔介质的流体机制模型及其频散机理

当声波或弹性波在流体饱和多孔介质中传播时，孔隙或裂缝受其影响发生闭合或张开，流体产生相对运动，致使多孔隙岩石的宏观物理性质发生变化，从而引起弹性波传播速度的改变、能量的耗散和振幅的衰减。基于双相介质理论提出的Gassmann方程、Biot理论、喷流机制、BISQ模型和斑块饱和模型等岩石物理机制模型，以不同的流体流动机制描述了多孔介质中弹性波传播的动态耦合机理、耦合程度和耦合结果。许多岩石物理机制模型都试图模拟和解释岩石中速度频散和衰减的起因。根据现有各种机制模型的高限、低限频率和特征（弛豫）频率，可以粗略地计算出衰减和频散的影响。随着地震岩石物理学研究的深入与发展，人们对弹性波速度频散和衰减与岩石物理性质及本征条件之间关系的认识必将不断深化。     

关于速度波散的尺度效应:层状介质中的射线理论与有效介质理论

层状介质中波的传播可以用射线理论、有效介质理论或以波长或层间距为基础的波散理论进行描述。为了有效地综合和使用不同频率、大范围内变化的地震数据,有必要了解长波长、短波长及其过渡带的特性的适用域。开展了实验和理论综合研究,研究了层状介质中由射线理论过渡到有效介质理论时的速度特性。选用刚盘和塑料盘组成的周期介质,在350和     

沥青在多孔介质中沉积过程数值模拟

结合相关研究成果建立气-液-固三相多孔介质一维沉积模型,同时为了验证该模型的正确性,考虑到流体输运的物理特性,进行仿真计算模拟实际实验,并与实验结果对比.研究表明,该模型计算结果与实验吻合得较好;在同一渗流速度条件下,孔隙度、渗透率越低的岩心中,多孔介质对沥青沉积的影响越大;渗流速度与沥青沉积量呈反比.     

利用ＶＳＰ直达波资料反演粘弹介质的相速度及品质因子

品质因子是描述地震波在粘弹性介质中传播时信号衰减的重要参数。利用垂直地震剖面（VSP）地震波在频率域中的直达波方程，研究了使用广义逆反演求取粘弹性介质的相速度及品质因子的方法。对理论模型和实测VSP资料的反演表明，通过反演方法估测粘弹性介质的相速度比估测品质因子容易，原因在于相速度反映的是地震波的运动学特征，而品质因子反映地震波的动力学特征，同时也表明品质因子对频率的变化比相速度敏感；在地震波频带范围内，低品质因子的反演结果较接近理论值，而在地层吸收较弱的地层以及小于10Hz的低频段内，品质因子的反演结果都呈现剧烈跳跃变化，与理论值相差较大。     

宽方位地震资料方位各向异性处理——以大庆长垣三分量地震数据为例

地震纵波在HTI介质中传播时，沿垂直于裂缝方向的速度小于沿平行于裂缝方向，且反射强度降低和频率变低；横波在HTI介质中传播时分裂成快、慢横波。以大庆长垣喇嘛甸地区的宽方位三分量地震资料为基础，分析了方位各向异性的表现特征、影响及不同方位角范围内属性的变化，并根据这些性质的变化利用椭圆拟合对该地区的各向异性的方位和强度进行定量预测，与利用横波分裂预测的结果一致。为了消除方位各向异性对地震成像分辨率的影响，利用椭圆拟合准确求出了HTI介质的方位速度，进行方位速度动校正，消除了方位各向异性引起的快慢波时差，提高了资料的成像质量。     

波导杆在不同介质中声发射特性实验研究

针对在高温、深冷、辐射和埋地等特殊工况条件下,应用声发射检测技术对压力容器、管道等设备进行检测时很难把传感器直接安装在被检测对象表面的问题,对声发射检测技术的辅助检测工具波导杆在水、油、土壤介质中信号传播的特点进行实验研究,通过对波导杆接收声发射信号的幅度分析,研究不同介质中声发射信号的传播特点。结果显示,应用波导杆在空气、土壤、油、水介质中进行声发射检测是可行的。     

时间域黏声VTI介质自适应聚焦束偏移

自适应聚焦束算子采用动态初始束参数,在射线追踪过程中基于速度驱动进行自适应聚焦,具有较强灵活性且适用于速度横向剧变区域.为此,将 自适应聚焦束偏移思想拓展到黏声VTI介质,通过修改束射线追踪方程并校正旅行时信息,推导出 自适应聚焦束表征的黏声格林函数,形成了同时适用于黏滞性和各向异性介质的新型波束偏移法.由于频率域聚焦...