一种模拟非均匀介质中弹性波传播新的k-space方法          下载免费PDF全文

黄继伟  刘洪 《地球物理学报》2020,63(8):3091-3104

传统的伪谱(PS)方法,采用傅里叶变换(FT)计算空间导数具有很高的精度,每个波长仅需要两个采样点,而时间导数采用有限差分(FD)近似因而精度较低.当采用大时间步长时,由于时空精度不平衡,PS法存在不稳定性问题.原始的k-space方法可以有效地克服这些问题但是却无法适用于非均匀介质.为了提高原始k-space方法模拟非均匀介质波动方程的精度,我们提出了一种新的k-space算子族.它是用非均匀介质的变速度代替原k-space算子中的常数补偿速度构造得到,引入低秩近似可以高效求解.我们将构造的新的k-space算子应用于耦合的二阶位移波动方程,而不是交错网格一阶速度应力波动方程,使模拟弹性波的计算存储量减少.我们从数学上证明了基于二阶波动方程的k-space方法与基于一阶波动方程的k-space方法是等价的.数值模拟实验表明,与传统的PS、交错网格PS和原始的k-space方法相比,我们的新方法可以在时间和空间步长较大的均匀和非均匀介质中,为弹性波的传播提供更精确的数值解.在保持稳定性和精度的同时,采用较大的时空采样间隔,可以大大降低数值模拟的计算成本.  相似文献   

基岩倾角对盆地地震响应的影响分析          下载免费PDF全文

卓发成 《地震工程学报》2020,42(4):1035-1042

为了研究盆地基岩倾角对盆地地表动力反应的影响,选取了一个跨度2 km,深度500 m的二维成层盆地为研究对象进行有限元动力反应分析。以持时0.25 s的狄拉克脉冲作为输入地震动,探讨了P波和SV波垂直入射时,盆地基岩倾角从10°\,20°\,30°\,40°依次增加的情况下盆地地震反应。结果表明:入射波在倾斜基岩处发生波型转化,同时产生面波,在盆地中心区域发生汇聚;随着基岩倾角的增加地表中心处的卓越频率有减小的趋势。  相似文献   

物探技术在高铁隧道超前预报中的应用     

张兴洲  尹维民  姚敏  张健桥 《华北地震科学》2020,38(z1):54-58

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矿物组分对龙马溪组页岩动、静态弹性特征的影响          下载免费PDF全文

王斌  邓继新  刘喜武  潘建国  王佳庆  肖顺垚 《地球物理学报》2019,62(12):4833-4845

龙马溪组页岩是目前国内页岩气勘探的主要层位之一,其静态弹性性质是影响压裂效果的重要因素,而动态弹性性质则是页岩"甜点"地震预测的重要基础.但对龙马溪组页岩动、静态弹性特征相互关系及其影响因素缺少对比研究,致使运用动态弹性性质进行"甜点"预测时存在不确定性.在对龙马溪组页岩样品系统动、静态性质联合测量基础上,分析了页岩样品动、静态弹性性质的变化规律,并讨论了成岩作用与动、静态弹性性质变化规律的因果关系.研究结果表明,龙马溪组页岩上下两段成岩过程存在明显差异,致使上段页岩在结构上表现为以塑性黏土颗粒作为受力骨架,而下段页岩在结构上逐渐转变为脆性石英颗粒作为受力骨架.页岩岩石结构特征的变化控制了动、静态弹性特征的整体变化规律,表现为动、静态杨氏模量、峰值强度等随石英含量的增大表现出近似"V"型的变化形式,而与钙质含量变化呈现正相关关系,与黏土含量变化表现出负相关性.上段页岩宏观力学性质受微观石英+黏土颗粒集合体弹性性质控制,应力应变曲线表现出明显塑性段,动、静态杨氏模量比大于1.4,破裂易于发生在黏土与石英颗粒边界形成宏观单剪型破裂模式,样品脆性低,且脆性变化不受石英含量的影响.下段页岩宏观力学性质受微观石英颗粒集合体弹性性质控制,应力应变曲线表现为弹性变形,动、静态杨氏模量比小于1.4,破裂发生在石英颗粒内部形成宏观劈裂型破裂模式,样品脆性高,且脆性变化与石英含量呈明显正相关关系.研究结果可为龙马溪页气储层的测井解释和地震"甜点"预测提供依据.  相似文献   

东海盆地丽水凹陷有效烃源岩判定及分布预测          下载免费PDF全文

申雯龙  漆滨汶 《地质科技通报》2020,39(3):77-88

丽水凹陷作为东海陆架盆地具有较大勘探潜力的凹陷，其勘探程度较低，近年来钻探成果较小，因此亟需对烃源岩进行综合评价。通过烃源岩岩石热解实验，饱和烃气相色谱及饱和烃色质分析，对丽水凹陷烃源岩进行综合评价。结果表明，丽水凹陷烃源岩有机质类型以Ⅲ型为主，存在少量的Ⅱ₁及Ⅱ₂型。月桂峰组烃源岩处于成熟到过成熟阶段，灵峰组烃源岩处于成熟阶段，多数明月峰组烃源岩成熟度较低。根据烃源岩热解参数S₁及有机碳含量（TOC）的关系确定月桂峰组有效烃源岩w（TOC）下限为0.7%，灵峰组有效烃源岩w（TOC）下限为1.0%，明月峰组有效烃源岩w（TOC）下限为0.9%。生标参数显示丽水凹陷烃源岩有机质具有混合来源特征，沉积于海陆过渡环境中。有效烃源岩平面分布预测显示，丽水凹陷有效烃源岩的分布较为局限，丽水凹陷西次凹的东北部为有效烃源岩的集中分布区。月桂峰组及灵峰组烃源岩具有较大的产气潜力，应加大丽水凹陷西次凹东北部的气藏勘探力度。   相似文献   

赤峰中心地震台地面与井下地震观测系统监测能力对比分析     

郭延杰  于章棣  齐彬彬  屈楠  范东海  黄瑞滨  刘继伟 《地震地磁观测与研究》2020,41(4):100-104

为分析总结地面与井下地震观测系统的特点，以赤峰中心地震台地面与井下观测系统为研究对象，在噪声分析、噪声功率谱分析、地震监测能力和观测动态范围等方面进行分析。结果表明，2套观测系统的RMS均可达到Ⅱ级环境地噪声水平，井下观测系统噪声小于地面观测系统。对2套观测系统的功率谱密度、有效动态范围的对比均表明，井下观测系统的动态范围比地面观测系统超出约10%，因此，井下观测系统地震监测能力优于地面观测系统，井下观测系统能更有效地记录观测数据。  相似文献   

准饱和多孔介质中圈闭气体对渗透系数的影响          下载免费PDF全文

程东会  李爽  于丹  王倩  杨银科 《水科学进展》2019,30(5):691-698

含圈闭气体的地下水流称为准饱和流，准饱和流中的圈闭气体对含水层渗透系数有重大影响。通过柱试验开展了粉砂、细砂、中砂和粗砂4种介质圈闭气体饱和度与准饱和渗透系数关系的研究。结果表明:圈闭气体饱和度明显受介质的粒径影响，在细粒介质中圈闭气体饱和度明显较大；4种介质圈闭气体饱和度在0~15%范围内，准饱和渗透系数与完全饱和相比减少了32.82%~56.38%，且准饱和渗透系数与圈闭气体饱和度之间可表达为一个负线性相关的经验公式；该公式与Faybishenko公式等效，但形式简单，参数较少，使用方便；准饱和渗透系数的变化规律可概化为圈闭气体占据了原有的有效孔隙，造成原有效孔隙度减少，从而使渗透系数减小。利用该理论，Kozeny-Carman方程能较准确地描述准饱和渗透系数的变化规律，而基于哈根-泊肃叶方程的渗透系数公式则存在较大误差，不适用于描述准饱和渗透系数；试验结果证明了室内测定饱和渗透系数时排除圈闭气体的必要性。  相似文献   

蒸发波导对GNSS海面反射信号有效散射区域的影响          下载免费PDF全文

刘黎军  夏俊明  白伟华  孙越强  杜起飞  骆黎明 《地球物理学报》2019,62(2):499-507

蒸发波导在海洋低空的发生概率高达90%,对舰船雷达、通信等电磁系统具有重要影响.为了分析利用GNSS卫星海面反射信号的时延-相关功率波形反演蒸发波导的可行性,本文提出了GNSS卫星海面反射信号的有效散射区域的概念,并将有效散射区域内的GNSS反射信号区分为GNSS标准反射信号和GNSS波导反射信号;然后,利用射线追踪方法,仿真分析了GNSS卫星海面反射信号的有效散射区域大小对蒸发波导的关键参数——波导高度的敏感性,并分析了在时延-相关功率波形上利用反射信号的传播时延将二者分离开的可行性.结果表明,GNSS卫星海面反射信号的有效散射区域对蒸发波导高度非常敏感,对于2～25m高的GNSS反射信号接收天线,当蒸发波导的高度由0m增加至20m时,GNSS反射信号有效散射区域半径的均值可由约14km迅速扩展至约160km;采用高度角足够大的GNSS卫星可以将有效散射区内的GNSS标准反射信号与GNSS波导反射信号在时延-相关功率波形上分离开.  相似文献   

SH波水平入射穿越垂直断层隧道动力响应分析     

杜修力  苏驰翔  黄景琦  王媛  赵密  欧阳文龙 《震灾防御技术》2019,14(2):269-280

结合黏弹性人工边界的时域波动输入方法和显式有限元法，设计了含垂直断层三维场地的SH波输入方法。基于建立的输入方法，研究了垂直断层对隧道地震响应的影响，并通过自由场算例验证了该方法具有较好精度。数值模拟结果表明:对于断层迎波侧的隧道结构，断层会对其地震动响应产生显著的放大作用，对于断层逆波侧的隧道结构，断层会对其产生隔离地震动的作用；相对周围围岩，断层介质的剪切波速越小，其产生的放大效应和隔震效果也会越显著；断层宽度越小，其对隧道地震动响应的影响范围也就越小，但是断层宽度的变化对于断层两侧隧道的地震动响应的影响并不明显。  相似文献   

页岩储层叠前密度稳定反演方法          下载免费PDF全文

李金磊  尹成  刘晓晶  陈超  王明飞 《地球物理学报》2019,62(5):1861-1871

密度参数是页岩储层评价的重要敏感参数,但通常认为准确获得密度信息难度较大.本文探索提出了一种稳定的基于弹性阻抗的叠前密度反演方法,以提高优质页岩的识别精度.首先,基于不同的参数化弹性阻抗方程开展密度敏感性分析,优选了敏感性最高的Aki-Richards近似弹性阻抗方程作为反演方程.然后,在弹性阻抗方程线性化的基础上,假设反演方程系数矩阵的逆存在,将密度(取对数)表示为多个角度弹性阻抗(取对数)的加权和,通过井旁道弹性阻抗反演结果与测井数据的回归求取加权系数,避免了常规反演方法对大型系数矩阵的求逆计算,从而提高了密度反演的稳定性,同时由于利用测井资料作为匹配目标,密度反演的精度也得到了提高.模型试算和涪陵页岩气田的实际资料应用实践均表明了该方法能够有效地提高密度反演的精度与稳定性.  相似文献