含裂隙介质中的视电阻率各向异性变化   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

解滔  卢军 《地球物理学报》2020,63(4):1675-1694

我国50多年的视电阻率连续观测结果表明,大地震前近震中区域的视电阻率呈现出与主压应力方位有关的各向异性变化,即:垂直于主压应力方向观测的变化幅度最大,平行方向最小或不明显,斜交方向介于二者之间.目前我国定点台站视电阻率观测的探测范围主要在浅层沉积层以内,通常含有较多的含水裂隙.本文将地下岩土介质简化为由固体基质和含流体/气体裂隙组成的固液气三相介质,且基质、流体和气体具有标量形式的电阻率,推导出了包含基质和流体电阻率、裂隙率、饱和度和裂隙面积率因子的电阻率张量表达式.以裂隙的扩展/闭合表示应力作用下裂隙的变化,得到了电阻率随裂隙变化的微分形式,电阻率变化对裂隙体积变化放大系数的表达式和裂隙横向变化对纵向电阻率影响的横向权系数的表达式.在此基础上得到了介质电阻率和视电阻率的各向异性变化特征:对于含水裂隙介质,无论裂隙如何变化,均是最小主轴方向电阻率的变化幅度大于其他方向;对于含水孔隙介质,沿孔隙主要变化方向的主轴电阻率变化幅度大于其他方向.对于各向异性变化,视电阻率和介质电阻率存在π/2的方向差异.相较于含水岩石,无水岩石介质电阻率的各向异性变化不显著.本文提出的电阻率表达式可以对实验室和野外实际观测的许多结果做出合理的解释.  相似文献   

Impact of fractional probability distributions on statistics of hydraulic conductivity,dynamics of groundwater flow and solute transport at a low-permeability site     

Chengpeng Lu  Wei Qin  Ching-Sheng Huang  Yong Zhang  Tema Koketso Ealotswe 《水文研究》2020,34(21):4112-4127

The fractional Brownian motion (fBm) and fractional Lévy motion (fLm) can easily describe the geometry and the statistical structure of hydraulic conductivity (K) for real-world. However, the fBm and fLm models have not been systematically evaluated when building the K field for a low-permeability site. In this study, both the fBm and fLm are used to simulate the low-K field at NingCheGu (NCG), Tianjin, China. Groundwater flow and solute transport are then computed using MODFLOW and MT3DMS, respectively, and the influence of the fBm/fLm models for K on groundwater flow and solute transport is discussed. Results show that the fLm fits better the statistics of the low-K medium than fBm, and the random logarithmic K (LnK) field generated by fLm is more stable because the resultant LnK field captures more of the measured properties at the field site than that generated by fBm. In contrast, the LnK generated by fBm is more likely to form both high-K channels and low-K barriers. The fBm therefore predicts more extreme behaviours in flow and transport, including the preferential flow, low-concentration blocks and solute retention. The overall groundwater renewal period and solute travel time for the fLm simulation are slightly shorter than those for fBm. The impacts of the fLm and fBm models on the statistics of the resultant LnK fields and the dynamics of groundwater flow and solute transport revealed by this study shed light on the selection and evaluation of the fractional probability distribution models in capturing the K fields for low-K media.  相似文献   

基于Remez迭代算法求解差分系数的双相介质自适应有限差分正演模拟          下载免费PDF全文

王文化  文晓涛  张波  张懿疆  王威 《地球物理学报》2020,63(6):2400-2414

利用传统有限差分方法对基于Biot理论的双相介质波动方程进行数值求解时,由于慢纵波的存在,数值频散效应较为明显,影响模拟精度.相对于声学近似方程及普通弹性波方程,Biot双相介质波动方程在同等数值求解算法和精度要求条件下,其地震波场正演模拟需要更多的计算时间.本文针对Biot一阶速度-应力方程组发展了一种变阶数优化有限差分数值模拟方法,旨在同时提高其正演模拟的精度和效率.首先结合交错网格差分格式推导Biot方程的数值频散关系式.然后基于Remez迭代算法求取一阶空间偏导数的优化差分系数,并用于Biot方程的交错网格有限差分数值模拟.在此基础上把三类波的平均频散误差参数限制在给定的频散误差阈值和频率范围内,此时优化有限差分算子的长度就能自适应非均匀双相介质模型中的不同速度区间.数值频散曲线分析表明:基于Remez迭代算法的优化有限差分方法相较传统泰勒级数展开方法在大波数范围对频散误差的压制效果更明显;可变阶数的优化有限差分方法能取得与固定阶数优化有限差分方法相近的模拟精度.在均匀介质和河道模型的数值模拟实验中将本文变阶数优化有限差分算法与传统泰勒展开算法、最小二乘优化算法进行比较,进一步证明其在复杂地下介质中的有效性和适用性.  相似文献   

Research on Initial Modeling Method for TTI Anisotropic Parameters Based on Local Tomography     

Kai Guo 《地球科学进展》2019,34(10):1060-1068

The initial modeling method based on TTI anisotropy can provide an initial model for the fine modeling of tomographic inversion, and the quality of the initial model directly affects the efficiency and accuracy of tomographic inversion. It is necessary to study the accurate initial modeling method of TTI anisotropy. Based on the conventional flow of the initial modeling method of TTI anisotropic, in this paper the anisotropic parameter extraction formula was perfected, a local tomography method to optimize the flow of the initial modeling method of TTI anisotropy was introduced, and the accuracy of the initial model was further improved, which is more consistent with the actual geological conditions and conducive to the fine modeling of the later tomographic inversion. The processing results of model and filed data show that the initial modeling method of TTI anisotropy based on local tomography is effective and practical.  相似文献   

多重孔岩石微分等效介质模型及其干燥情形下的解析近似式   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

李宏兵  张佳佳 《地球物理学报》2014,57(10):3422-3430

经典的微分等效介质(DEM)理论可用于确定多孔介质的弹性性质,但由于缺乏多重孔DEM方程,其估计的多重孔岩石的等效弹性模量依赖于包裹体(即不同孔隙纵横比的孔或缝)的添加顺序.本文首先从Kuster-Toksöz理论出发建立了Zimmermann和Norris两种形式的多重孔DEM方程.Norris形式的多重孔DEM方程预测的等效弹性模量总是位于Hashin-Shtrikman上下限内,而Zimmermann形式的多重孔DEM方程有时会越界.然后,通过使用干燥岩石模量比的解析近似式,对两个相互耦合的Norris形式DEM方程进行解耦得到干燥多重孔岩石的体积和剪切模量解析式.用全DEM方程的数值解对解析近似式的有效性进行了测试,解析公式的计算结果在整个孔隙度分布区间与数值解吻合良好.对实验室测量数据在假设岩石含有双重孔隙的情形下用双重孔DEM解析公式对岩石的弹性模量进行了预测,结果表明,解析式准确地预测了弹性模量随孔隙度的变化.双重孔(即软、硬孔)DEM解析模型可用来反演各孔隙类型的孔隙体积比,它可以通过实验室测量与理论预测之间的平方误差最小反演得到.砂岩样品的反演结果揭示,软孔的孔隙体积百分比与粘土含量没有明显的相关性.  相似文献   

A stress and displacement discontinuity element method for elastic transversely anisotropic rock     

A. Bobet  V. García Marín 《国际地质力学数值与分析法杂志》2014,38(18):1898-1922

The paper presents closed‐form solutions for stress and displacement influence functions for stress discontinuity (SD) and displacement discontinuity (DD) elements, for a two‐dimensional plane‐strain elastic, transversely anisotropic medium. The solutions for SD elements are based on Kelvin's problem and for DD elements on the concept of dipoles. Stress and displacement influence functions are derived for the following elements: constant SD, linear SD, constant DD, linear DD, square root DD, parabolic DD, constant DD surface, and linear DD surface elements. The formulations are incorporated into FROCK, a hybridized boundary element method code, and are validated by providing comparisons between the results from FROCK and the finite element code ABAQUS. A limited parametric analysis shows the effects of slight anisotropy on the stress field around the tip of a crack and of the orientation of the crack with respect to the axes of elastic symmetry. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

基于各向异性梯度的裂缝密度反演          下载免费PDF全文

秦海旭  吴国忱 《地震学报》2014,36(6):1062-1074

裂缝密度是评价裂缝性储层的重要参数. 本文提出一种利用各向异性梯度计算裂缝密度的新方法，即运用裂缝介质等效理论将高陡倾角裂缝介质等效为横向各向同性介质，得到裂缝介质AVO响应特征，从而得到裂缝介质的各向异性梯度，之后由该梯度与裂缝密度的关系得到裂缝介质的裂缝密度. 实际处理中可以根据地震数据直接求取裂缝介质的各向异性梯度，最后求取裂缝介质的裂缝密度. 模型试算表明, 该方法能得到裂缝介质准确的裂缝密度. 反演结果与初始模型基本一致验证了该方法的正确性； 另外地震记录添加一定的信噪比后也能反演得到准确的裂缝密度，证明了该方法的稳定性.   相似文献   

Comprehensive study of the drying behavior of Boom clay: Experimental investigation and numerical modeling          下载免费PDF全文

Julien Hubert  Erwan Plougonven  Noémie Prime  Angélique Léonard  Frédéric Collin 《国际地质力学数值与分析法杂志》2018,42(2):211-230

This paper presents a thermo‐hydro‐mechanical framework to model the drying behavior of Boom clay. First, the experimental campaign conducted Noémie Prime is briefly presented because it is used to validate the model. The data acquisition and processing is emphasized because of the use of X‐ray microtomography to be able to more accurately compare experimental and numerical strain fields. The different submodels are introduced. Numerical simulations are performed to illustrate the capability of the proposed model to reproduce the observed behavior. Finally, a comprehensive sensitivity study on several key model parameters associated with the water retention curve, and the permeability of the medium, is performed to get a better understanding of the physics behind the coupled model.  相似文献   

地震油气储层的小样本卷积神经网络学习与预测   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

林年添  张栋  张凯  王守进  付超  张建彬  张冲 《地球物理学报》2018,61(10):4110-4125

地震储层预测是油气勘探的重要组成部分，但完成该项工作往往需要经历多个环节，而多工序或长周期的研究分析降低了勘探效率.基于油气藏分布规律及其在地震响应上所具有的特点，本文引入卷积神经网络深度学习方法，用于智能提取、分类并识别地震油气特征.卷积神经网络所具有的强适用性、强泛化能力，使之可以在小样本条件下，对未解释地震数据体进行全局优化提取特征并加以分类，即利用有限的已知含油气井段信息构建卷积核，以地震数据为驱动，借助卷积神经网络提取、识别蕴藏其中的地震油气特征.将本方案应用于模型数据及实际数据的验算，取得了预期效果.通过与实际钻井信息及基于多波地震数据机器学习所预测结果对比，本方案利用实际数据所演算结果与实际情况有较高的吻合度.表明本方案具有一定的可行性，为缩短相关环节的周期提供了一种新的途径.  相似文献   

基于FFT-MA的随机介质建模方法          下载免费PDF全文

杨修伟  朱培民  毛宁波  徐志伟  肖丹 《地球物理学报》2018,61(12):5007-5018

随机介质是描述地球介质小尺度非均匀性的有效模型，在地震散射波场分析、储层描述等领域具有广泛应用，快速准确的随机介质建模方法是开展相关研究的基础与前提.本文首次将FFT-MA（Fast Fourier Transform Moving Average）算法引入到随机介质建模研究中，分析了该方法与传统随机介质建模方法相比具有的优势，并提出了基于FFT-MA的非平稳随机介质建模方法.建模实验表明，与传统的基于谱分解定理的随机介质建模方法相比，基于FFT-MA的方法在空间域产生随机数序列，使随机数序列与结构参数分离，因此，随机数序列与所建模型存在空间上的对应关系，可以分区域建模和局部修改模型.在非平稳随机介质模型建模时，滑动窗口的大小可以根据自相关长度变化而变化，避免了每个采样点都建立一次完整大小的模型，提高了建模效率.因此，FFT-MA随机介质建模方法能准确构建满足自相关函数要求的平稳及非平稳随机介质模型，具有建模效率高、灵活、实用的优点.  相似文献