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。     

各向异性介质中横波测试技术实验研究

依据发射和接收横波换能器偏振的转动方式,归纳总结了各向异性样品的3种测试方法,并通过相同的实验条件和各向异性样品详细分析了各种测试记录的特征。认为各向异性介质横波传播特性的研究,应有针对性地选择观测方法:用垂直偏振旋转法测试介质的各向异性结构方向,用平行偏振旋转法测量快、慢横波的波至时间。相对旋转偏振法则是垂直偏振旋转法和平行偏振旋转法的综合。同时,使用窄脉冲横波换能器,并对其偏振特征进行校正,以及借助辅助测试可以大大提高测试精度。     

P-SV�����Შ��ת���빫ʽ�о�

当P-SV横波穿越裂隙介质时会分裂成平行裂隙走向的快横波和垂直裂隙走向的慢横波，在某一时刻，快慢横波的偏振在空间具有不同的组合形式。文章研究了旋转分离公式与偏振方向和旋转方向的关系，推导出了快慢横波不同组合形式的分离公式，其中顺时针旋转方向和逆时针旋转方向各有四个公式表述；同时还分析了公式的差异，并用实例进行了验证；提出了快慢横波传播过程中应用公式判别偏振情况的能量投影准则和快慢横波同相准则。通过实际资料的处理，说明该方法能准确地分离快慢横波。     

地震波的偏振分析与应用

穿过裂隙介质的横波被分裂成以不同速度和偏振方向传播的快横波和慢横波。快、慢横波的偏振方向和延迟时间反映了裂隙的方位及发育程度。由于各种原因而导致纵，横波的相互干涉和叠加，使得地震记录的波场十分复杂，要从其中识别分裂后的快，慢横波极为困难。我们通过偏振分析，找出所研究的波的空间投影方向，使其具有最大的信噪比，从而能够较容易地分辨快、慢横波，提取有效信息。对合成地震记录和实际资料的处理结果表明，该方法     

EDA介质快慢横波时差和振幅-方位曲线的实验分析

在含垂直定向裂隙的各向异性（EDA）介质中，地震快、慢横波传播的时差及振幅随裂隙（缝）方位变化曲线能反映裂缝的密度、走向和介质的性质，这对多波地震资料的处理、解释有着重要意义。但受观测条件限制以及噪声的影响，在横波分裂记录上，同相轴往往会出现扭曲、倾斜和不规则抖动等现象，给快、慢横波时差的求取和振幅-方位曲线的绘制带来误差。设计了EDA介质物理模型，并利用岩石超声波测量系统获得了快、慢横波记录；分析记录可知，在相同传播方向的分裂横波具有走时和传播速度不随裂缝方位变化的恒定性特征；以此为基础，提出了利用平均法和瞬时振幅法来计算快、慢横波的走时时差和绘制振幅-方位曲线，以提高精度。利用物理模型实验得到的2个正交横波（S1波与S2波）的快、慢横波记录，分别用平均法和瞬时振幅法计算了快、慢横波走时的平均值、时差和均方差，并绘制了相应的振幅一方位曲线。结果表明，采用上述2种方法，消除了同相轴扭曲、倾斜和不规则抖动等对计算结果的影响，时差的计算是可靠的，振幅一方位曲线的绘制是合理的。     

横波速度各向异性初步探讨：—多波勘探资料的应用

在纵波、SH 型横波资料处理和解释过程中,我们发现四川 HBC 地区地下介质普遍存在方向各向异性。当横波通过方向各向异性介质时,分裂成两个波:一个波的偏振方向与裂缝平行,叫快横波;另一个波的偏振方向与裂缝走向垂直,叫慢横波。采用相应的观测和处理方法,便可获得快横波和慢横波剖面。根据同一界面的快、慢横波的旅行时可以求得各向异性系数。同样,还可以利用 SH 波与转换波的速度比求取各向异性系数。各向异性系数的大小,反映了裂缝的发育程度。如果野外作了 X、Y 分量观测,室内又作了坐标旋转处理,那么,就可以进一步确定裂缝带的方向。如果未作上述工作,也可以根据构造线走向,大致确定裂缝带的发育方向。     

勘探地震中横波分裂研究四十年回顾

四十年前,地壳中的横波分裂现象首次在天然地震中得到证实,并引入到勘探地震领域.回顾了横波分裂研究的发展历史,重点阐述横波分裂的由来、原理及其在裂缝性油气藏描述中的应用.横波在裂缝介质中传播时,必然会分裂为一个快波和一个慢波,该现象被称为横波分裂.通常快波的偏振方向平行于裂缝走向而慢波的偏振方向垂直于裂缝走向,快、慢横波...     

用偶极横波的各向异性测井曲线评价裂缝和应力

裂缝和应力是储层生产和开发的重要参数，它影响着横波的传播，这一影响由各向异性得到证明，横波在具有正交粒子运动的偏振方向上一分为二：快、慢横波。在裂缝或水平应力岩石中，快横波沿裂缝走向方向和／或最大水平应力方向偏振。各向异性的大小，如慢度的百分差，随着裂缝的出现率或非平衡地下应力的大小而变化。地震和垂直地震剖面（ＶＳＰ）利用横波各向异性确定裂缝和应力的大尺度特性，偶极声波测井首次使高分辨率声波尺度级     

层状各向异性介质中横波分裂和再分裂数值模拟

本文利用交错网格高阶有限差分法重点研究了层状各向异性介质中横波分裂和再分裂的现象,推导出了相应的PML法吸收边界条件公式,并应用于各向异性介质弹性波波场模拟,取得了良好的效果。波场快照和合成记录清楚地表明,对于TIV介质,当横波源的偏振方向与对称轴之间呈一定角度(但不等于0°和90°)时,就产生横波分裂现象;对于三斜各向异性介质,横波源为任意偏振方向时,都会产生横波分裂现象,且快横波是多值的;不同方位的层状TIH介质中存在透射和反射横波再分裂现象,即存在快—快横波(qS11qS11)、快—慢横波(qS11qS12)、慢—快横波(qS12qS11)和慢—慢横波(qS21qS12)等四种横波成分,且快—快横波(qS11qS11)和慢—快横波(qS12qS11)偏振方向与最后一层裂缝介质的裂缝方向一致,快—慢横波(qS11qS12)和慢—慢横波(qS12qS12)的偏振方向与最后一层裂缝介质的裂缝方向垂直。     

勘探定向直立裂隙系的地面地震技术

在地壳上部广泛分布着充满流体的定向裂隙系,在许多油气田和地热田中,流体流动往往受裂隙控制,因而,对裂隙性油气藏的研究具有重要意义。在拥有定向直立(或近似直立)裂隙的区域内,横波上行时被分裂成沿裂隙走向偏振的快横波和垂直裂隙走向偏振的慢横波。如能检测和估算出分裂的横波,就能确定出裂隙的走向方位,甚至能确定出裂隙密度。本文介绍几种用地面地震勘探定向直立裂隙系的技术,及相应求解裂隙走向方位的万法,同时介绍几个例子。     

Design of a cross-dipole array acoustic logging tool

When entering an anisotropic formation, a shear wave splits into a fast wave and a slow wave. Based on the principle of four-component cross-dipole acoustic wave measurement, the anisotropy of HTI （Horizontal Transverse Isotropy） formation can be determined. The method of calculating the fast and slow wave data when a shear wave propagates along the borehole axis in anisotropic formation was analyzed, and the implementation of a cross-dipole acoustic logging tool was demonstrated. The tool was composed of transmitter electronics, transmitter mandrel, acoustic isolator, receiver mandrel and main control electronics. Sonde, transmitter circuit, signal receiving and processing circuit, data acquisition system, system control circuit and telemetry interface circuit were presented and analyzed. The test model was used in production wells and standard wells in various areas and the four-component cross-dipole waves were acquired and processed. The waves had good signal-to-noise ratio and clear characteristics, and the fast and slow waveforms, processed slowness curves, anisotropy and fast shear wave azimuth well matched with each other.     

基于裂缝柔度和地应力模型的声电测井正、反演方法及应用

电阻率成像探测深度通常为几厘米,超声波成像数据也只能提供井壁的声幅或到时图像。因此,很难评估井壁张开裂缝在地层中的分布情况。声波测井一般应用弹性各向异性表征地应力场和裂缝特性等,通常岩石的固有各向异性、高角度地层层面、裂缝或不平衡应力挤压等都可以导致弹性波表观各向异性,因此往往难以判断各向异性的成因。前人针对单一方位二维裂缝模型进行了声波正演模拟,但不适用于井筒含多组任意方位裂缝介质的弹性波模拟。为此,首先拾取井壁成像测井中导致声波表观各向异性的三类结构特征(天然裂缝、层面缝(或薄层)和钻井应力诱导缝)信息,同时定量化层理结构信息(如倾向、方位等),并将裂缝分层、分组;然后从声波全波列中提取地层的快、慢横波慢度及各向异性方位;接着在岩石和裂缝信息井壁成像建模基础上,通过裂缝附加柔度模型、层面伪裂缝模型和非线性应力场弹性波动理论正演模拟岩石的声波属性;最后通过对比声波速度及各向异性方位等信息的模型预测结果与实测结果,利用最小误差拟合反演确定井壁图像表征的裂缝类型与各向异性的成因,并对比、分析了频散曲线特征。将所提方法应用于花岗岩潜山裂缝型气田生产测试井以验证方法合理性,实际模拟结果表明：...     

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。     

不同裂缝密度的物理模型研究

在实验室内利用人工灌注控制裂缝密度的方法，研究了裂缝密度和形态对地震波的影响。裂缝模型是用环氧树脂作基质，用面积相同的硅橡胶薄片模拟裂缝，结果表明，在不同密度定向排列裂缝介质中，不同程度地观测到了横波分裂现象，在这种裂缝介质中，快横波速度不变，慢横波速度随着裂缝密度的增加而减小，横波分裂的时差主要取决于慢横波的时间，在低裂密度（小于6％）时，裂缝密度和横波快慢波速度的关系与理论预测相符。仔细分析慢横波波场时可发现当裂缝形态化和密度变大时会引起极性相反现象，而裂缝形态对速度的影响小于对衰减的影响，这就提供又一种描述裂缝结构和性质的手段。     

双相PTL介质地震波场模拟

从基于Biot理论建立的双相各向异性弹性波方程出发,推导出二维双相PTL介质弹性波方程。在此基础上,高阶实现了高阶有限差分数值模拟,并对双相PTL介质模型和实际测井数据模型进行模拟试算。基于模拟结果,分析了各类波的传播规律,讨论了弹性参数和耗散系数对地震波传播的影响。结果表明：在双相PTL介质中存在快纵波、慢纵波和SV波,并具有各向异性,两种纵波有明显的区别,快纵波的速度远大于慢纵波的速度;慢纵波具有很强的衰减性,能否观察到慢纵波是与含流体地层介质的耗散性质有关。     

快慢波分离及其在裂隙检测中的应用

快慢波分离技术是多波处理中的一项关键性技术 ,利用分离后快慢波的偏振方位和时差可以对地下裂缝的发育状况进行研究。以往的快慢波分离方法在抗噪性、准确性等方面有诸多不足之处 ,本文从径向分量与横向分量的旋转分量出发 ,推出了自相关函数与互相关函数之间的关系 ,并据此建立了一个预测函数 ,通过扫描得到正确的偏振方位和分裂时差。多层各向异性模型试算表明该方法的正确性 ,实际资料处理也取得了明显效果。     

爆破源地震反射波三分量记录理论地震图研究

本文用各向异性反射率法计算爆破源反射地震的理论地震图。对比了各向同性介质的反射记录,讨论了水平叠层各向异性和裂隙各向异性对体波三分量记录特征的影响。结果表明,裂各向异性导致转换横波分裂,并使横向记录分量出现波动。     

横波各向异性在安棚地区裂缝评价中的应用

横波在各向异性地层中传播会产生分裂现象, 裂缝面与井轴平行或斜交的天然裂缝或诱导缝能够造成横波的各向异性特征, 各向异性的大小反映裂缝的发育程度, 快横波的偏振方向代表裂缝的走向。可以利用偶极声波成像测井资料提取的快、慢横波信息, 得到地层各向异性的大小, 来定性评价安棚地区裂缝的有效性和走向。