基于固体替换模型的有机质含量对页岩弹性性质的影响分析 被引量：2

1

作者 付博烨 符力耘 +1 位作者 曹呈浩 韩同城 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期2823-2835,共13页

页岩中的TOC(Total Organic Carbon,总有机碳)含量,对页岩的有效弹性模量以及与之相关的弹性波速度(P波和S波)有重要影响,建立弹性模量与TOC含量关系是页岩气甜点预测的重要手段之一.C&S和S&M两种固体置换理论主要针对孔隙度较... 页岩中的TOC(Total Organic Carbon,总有机碳)含量,对页岩的有效弹性模量以及与之相关的弹性波速度(P波和S波)有重要影响,建立弹性模量与TOC含量关系是页岩气甜点预测的重要手段之一.C&S和S&M两种固体置换理论主要针对孔隙度较大的砂岩,能否适用于孔隙度低、孔隙形态复杂和非均质性强的页岩目前尚未深入研究.鉴于目前已知的富有机质页岩的TOC赋存形态与裂缝以及孔隙形态类似,有关TOC含量对岩石弹性模量的影响可视为孔隙物质充填问题来研究.本文利用数字岩心技术,构造同一数字岩心不同TOC含量的样本群,基于C&S和S&M两种固体替换理论模型,通过有限元(FEM)数值模拟交叉验证,详细研究了两种固体替换方程对页岩的适用性和TOC含量对页岩弹性性质的影响.研究表明,由于实际岩心孔隙及TOC分布的非均质性,C&S替换方程弹性模量预测值与FEM模拟结果存在差异,而S&M替换方程预测值与FEM模拟结果基本一致,两种方程的预测差异揭示页岩非均质强度,利用S&M替换方程中的参数α1,α2,β1和β2可详细分析实际岩心孔隙及TOC分布的非均质特征. 展开更多

关键词 龙马溪组页岩 固体替换 页岩非均质性分析 页岩数字岩心

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基于B样条函数的不定积分变换法在磁力资料处理中的应用

2

作者 张维冈 陶倩倩 +2 位作者 韩同城 裴建新 张敏 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期447-452,共6页

磁异常的不定积分变换法是1种提高磁异常处理及解释能力的方法。提出利用3次B样条插值函数对等距节点离散磁异常进行不定积分变换,实现了对实测数据处理和不定积分参量图的应用,验证了该方法的正确性和可行性。选取胶州湾湾口区2条典型... 磁异常的不定积分变换法是1种提高磁异常处理及解释能力的方法。提出利用3次B样条插值函数对等距节点离散磁异常进行不定积分变换,实现了对实测数据处理和不定积分参量图的应用,验证了该方法的正确性和可行性。选取胶州湾湾口区2条典型测线,对磁异常数据进行变换得到不定积分参量图,将实测磁异常与模型磁异常的剖面图、参量图、不定积分参量图综合对比得出,不定积分参量图在判断地质体参数值方面有着明显的优势,利用3种图形综合解释可进行定量解释并减少解释多解性。 展开更多

关键词 磁异常 B样条函数 不定积分变换 参量图 不定积分参量图

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南海海槽西部俯冲带日向滩地区俯冲九州—帕劳洋脊的成像

3

作者 Y. Yamamoto K. Obana +6 位作者 T. Takahashi A. Nakanishi S. Kodaira Y. Kaneda 陈萍 韩同城 吕春来 《世界地震译丛》 2014年第1期78-93,共16页

为了研究九州—帕劳洋脊(KPR)俯冲部分与同震破裂扩展、地震活动性和浅部甚低频地震的关系,对南海海槽西部俯冲带日向滩地区进行了三维地震层析成像。结合岸上和近海记录的主动源和被动源地震数据,成像了从该海槽轴附近到海岸地区的深... 为了研究九州—帕劳洋脊(KPR)俯冲部分与同震破裂扩展、地震活动性和浅部甚低频地震的关系,对南海海槽西部俯冲带日向滩地区进行了三维地震层析成像。结合岸上和近海记录的主动源和被动源地震数据,成像了从该海槽轴附近到海岸地区的深部板块。我们的结果表明,俯冲的九州—帕劳洋脊为西北—东南向的低速带,向下扩展到约30km的深度。在这个深度,我们认为俯冲的九州—帕劳洋脊与板块分离,成为上覆大陆板块的底座。由于过去大地震的同震滑动地区没有延伸到俯冲的九州—帕劳洋脊,我们认为九州—帕劳洋脊可能阻碍了破裂的扩展。俯冲的九州—帕劳洋脊的内部在很宽的深度上分布有活跃的板内地震活动。浅部甚低频地震在俯冲的九州—帕劳洋脊上部连续发生,而在俯冲的九州—帕劳洋脊的东北部却是间歇地出现。因此,俯冲的九州—帕劳洋脊看来是这个地区同震破裂扩展和地震现象的一个重要因素。 展开更多

关键词 地震层析成像 菲律宾海板块 九州-帕劳洋脊 日向滩

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不同压力下部分饱和砂岩纵波衰减的理论及实验研究 被引量：8

4

作者 任舒波 韩同城 符力耘 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期2722-2736,共15页

深入了解不同压力、频率、流体含量和流体分布对岩石中弹性波传播特性的影响,对指导油气勘探开发具有重要意义.不同尺度下的波致流效应,是声波传播过程中产生速度频散和衰减的重要原因.本文以不同压力下水饱和区域改进的骨架模量为纽带... 深入了解不同压力、频率、流体含量和流体分布对岩石中弹性波传播特性的影响,对指导油气勘探开发具有重要意义.不同尺度下的波致流效应,是声波传播过程中产生速度频散和衰减的重要原因.本文以不同压力下水饱和区域改进的骨架模量为纽带,建立了联合介观尺度斑块饱和效应与微观尺度喷射流效应的部分饱和岩石声学理论模型.开展针对性声学实验,根据不同压力下部分饱和砂岩纵波速度测量数据,确定理论模型中的相关参数,从而实现对不同压力下部分饱和岩石纵波衰减的定量表征.在此基础上,通过理论与实验测量的纵波衰减的对比,分析不同压力、含水饱和度以及频率对岩石纵波衰减的影响.研究结果表明,在较低压力,较高含水饱和度以及较高频段,喷射流效应较强,因此新建模型计算的衰减明显大于斑块饱和模型的衰减.由于新建模型体现了斑块饱和效应与喷射流效应的综合影响,相比于斑块饱和模型,新建模型计算的部分饱和岩石的纵波衰减更接近于实测衰减,但受到岩石自身因素影响,新建模型计算的衰减仍略小于实测衰减. 展开更多

关键词 介观尺度 微观尺度 波致流 纵波衰减

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龙马溪组页岩数字岩心动态法弹性等效数值建模 被引量：5

5

作者 简世凯 符力耘 +2 位作者 王志伟 韩同城 刘建林 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期2786-2799,共14页

数字岩心是计算岩石弹性性质的一类常用方法.龙马溪组页岩具有多矿物构成、复杂微结构和强非均质等特征,常规岩石物理的弹性等效解析建模局限性较大,目前流行的静态数值等效建模方法的精度有限.本文基于高分辨率的页岩数字岩心数据,采... 数字岩心是计算岩石弹性性质的一类常用方法.龙马溪组页岩具有多矿物构成、复杂微结构和强非均质等特征,常规岩石物理的弹性等效解析建模局限性较大,目前流行的静态数值等效建模方法的精度有限.本文基于高分辨率的页岩数字岩心数据,采用多阈值分割方法将数字岩心分解为黏土、石英、孔隙、TOC、长石类、黄铁矿类等六种矿物类型;利用矿物组分等效模量法计算各类矿物的弹性模量;采用二元函数分水岭方法表征不同压力下的岩石孔隙变形和颗粒接触关系变化;通过取向分布函数(ODF)定量分析矿物颗粒展布造成的各向异性特征.最后基于Biot孔弹方程,采用不分裂卷积完全匹配层(CPML)旋转交错网格有限差分法模拟不同压力下弹性波在数字岩心中的传播.以未加压的数字岩心为参考模型,计算不同压力下弹性波走时的平均时间差,进而估算各压力点的数字岩心等效速度.与该岩心样品的超声实验测量速度比较,动态法数值计算结果略偏高,据此校正数值计算过程中表征岩石微结构及颗粒接触关系随压力变化的二元函数,有效改善动态法弹性等效数值建模精度. 展开更多

关键词 龙马溪组页岩 数字岩心 动态法弹性等效数值建模 Biot孔弹方程 有限差分模拟

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压力对含裂缝岩石各向异性速度的影响 被引量：4

6

作者 任舒波 韩同城 +1 位作者 符力耘 颜韩 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期2504-2514,共11页

深入了解压力作用下裂缝性岩石的声学各向异性,在地球物理应用中具有重要意义.本文基于各向异性微分等效介质模型,结合不同压力下含硬币状定向排列裂缝岩石以及不含裂缝岩石在不同方向上的超声速度测量数据,计算得到不同压力下的裂缝参... 深入了解压力作用下裂缝性岩石的声学各向异性,在地球物理应用中具有重要意义.本文基于各向异性微分等效介质模型,结合不同压力下含硬币状定向排列裂缝岩石以及不含裂缝岩石在不同方向上的超声速度测量数据,计算得到不同压力下的裂缝参数,并进一步分析了压力引起的裂缝参数的改变,及其对岩石各向异性速度的影响.结果表明,岩石的裂缝密度与裂缝纵横比随着压力的增加呈现指数减小,并且裂缝纵横比与裂缝密度之间线性相关;模型计算结果发现,当岩石所受压力增加时,随着裂缝密度的减小,不同方向的岩石速度呈现不同程度的增加,其中垂直裂缝方向纵波速度的增加最为明显,随着裂缝纵横比的减小,不同方向的岩石速度基本不变;压力增大引起的裂缝密度的降低使岩石的各向异性参数减小,岩石整体的各向异性随之降低. 展开更多

关键词 压力 裂缝密度 裂缝纵横比 各向异性速度 各向异性微分等效介质模型

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含随机正交裂缝层状岩石的地震波频散和衰减

7

作者 孙浩 韩同城 符力耘 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3527-3543,共17页

作为流体流动的通道,广泛分布于地层中的裂缝决定着地层渗流能力的大小,因此裂缝的探测对油气勘探与开发具有重要意义.地震勘探是探测裂缝的常用手段,当地震波在饱和含相交裂缝层状岩石中传播时,可引发层间流、裂缝-背景波致流(FB-WIFF... 作为流体流动的通道,广泛分布于地层中的裂缝决定着地层渗流能力的大小,因此裂缝的探测对油气勘探与开发具有重要意义.地震勘探是探测裂缝的常用手段,当地震波在饱和含相交裂缝层状岩石中传播时,可引发层间流、裂缝-背景波致流(FB-WIFF)和裂缝-裂缝波致流(FF-WIFF),岩石内部的流体流动使得岩石弹性参数随频率变化并伴随能量损耗,进而导致地震波发生频散和衰减.本文建立了层间流、FB-WIFF和FF-WIFF共同影响下含随机正交裂缝层状岩石弹性参数频散和衰减的计算公式并分析了含随机正交裂缝层状岩石弹性参数C_(33)频散和衰减的影响因素及规律.结果表明:层间流阶段C_(33)的频散和衰减与相邻两层之间弹性模量的差异直接相关,当两层之间弹性模量无差异时,C_(33)不发生频散和衰减,C_(33)的频散和衰减随着两层之间弹性模量差异的增大、两层之间层厚差异的减小而增强;FB-WIFF和FF-WFF阶段C_(33)的频散和衰减主要受到各层背景孔隙纵横比、背景孔隙度、裂缝纵横比、裂缝密度的影响,其中,FB-WIFF阶段C_(33)的频散和衰减分别随着背景孔隙纵横比、背景孔隙度、裂缝密度的增大和裂缝纵横比的减小而增强;FF-WIFF阶段C_(33)的频散和衰减分别随着背景孔隙度、裂缝密度的增大和背景孔隙纵横比、裂缝纵横比的减小而增强.研究结果提高了对含随机正交裂缝层状岩石中地震波频散和衰减的认识并为利用地震勘探资料定量评价裂缝提供了理论支持. 展开更多

关键词 正交裂缝 层状岩石 频散 衰减

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岩石热弹性理论及其在地球物理中的应用 被引量：4

8

作者 王志伟 符力耘 +1 位作者 韩同城 巴晶 《地球与行星物理论评》 2021年第6期623-633,共11页

热弹性力学研究弹性体在非均匀温度场影响下的变形问题,它是经典弹性力学的推广.和弹性力学相比,热弹性理论考虑温度的影响,更加准确地阐述弹性介质在温度影响下的物理状态.岩石物理实验证明了岩石存在热弹现象,即岩石的弹性参数(特别... 热弹性力学研究弹性体在非均匀温度场影响下的变形问题,它是经典弹性力学的推广.和弹性力学相比,热弹性理论考虑温度的影响,更加准确地阐述弹性介质在温度影响下的物理状态.岩石物理实验证明了岩石存在热弹现象,即岩石的弹性参数(特别是速度和弹性模量)随着温度的变化而变化.岩石热弹性理论为由温度引起的弹性模量及速度异常提供了解释.本文回顾了岩石热弹性的主要理论模型,介绍了热弹性理论相关的岩石物理实验及数值模拟工作,讨论了热弹性理论在地球物理领域应用的研究进展,旨在将热弹性理论引入深层高温环境油气勘探应用中,支撑深层温度异常地球物理预测技术的发展. 展开更多

关键词 热弹性理论 岩石物理性质 弹性模量 波传播速度

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基于数字岩心的含裂隙储层砂岩介电性质研究 被引量：3

9

作者 李博 韩同城 符力耘 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期4578-4591,共14页

了解储层岩石的介电特性在石油工业的各个方面都有重要的应用.小尺度裂隙是影响岩石介电性质的地质因素之一,获得裂隙对含裂隙岩石介电性质影响的定量关系具有重要的理论和实践意义.以含裂隙人造砂岩的三维微观数字结构为基础,通过基于... 了解储层岩石的介电特性在石油工业的各个方面都有重要的应用.小尺度裂隙是影响岩石介电性质的地质因素之一,获得裂隙对含裂隙岩石介电性质影响的定量关系具有重要的理论和实践意义.以含裂隙人造砂岩的三维微观数字结构为基础,通过基于三维有限差分算法计算的岩石介电性质与实验数据的对比验证数值计算方法的有效性.在此基础上,通过理论模型获得不同孔隙度基质的介电性质,并在不含裂隙人造砂岩的三维微观数字结构中人为添加以裂隙密度和纵横比为定量表征参数的裂隙,应用验证后的数值算法模拟随频率变化的含裂隙砂岩的介电性质,分析和研究不同孔隙度基质中定向排列裂隙对砂岩介电性质的影响.结果表明,当裂隙孔隙度随裂隙纵横比或裂隙密度发生改变时,含裂隙砂岩的介电性质与裂隙密度以及裂隙纵横比呈正相关关系,而当裂隙孔隙度保持不变时,含裂隙砂岩的介电性质随裂隙纵横比的减小而增大;裂隙参数的改变对不同基质孔隙度的含裂隙砂岩的介电性质的影响趋势较为一致,但随着基质孔隙度的减小,裂隙对砂岩介电性质的影响逐渐增大.裂隙参数和基质孔隙度对含裂隙砂岩介电性质影响的研究结果为基于介电特性的裂缝性油气储层的定量表征提供了依据,在油气勘探开发中具有重要的应用前景. 展开更多

关键词 岩石物理 数字岩心 介电性质 裂缝性储层

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含裂隙储层中的天然气水合物分布:来自地震各向异性测量的启示 被引量：2

10

作者 刘圣彪 韩同城 符力耘 《中国科学：地球科学》 CSCD 北大核心 2021年第5期725-733,共9页

不同的天然气水合物分布对储层地震性质的影响存在显著差异,深入认识储层中的水合物分布,对基于地震性质定量评价水合物资源具有重要意义.然而,目前对含裂隙储层中水合物分布的认识仍然严重不足.为此,文章设计并开展了针对性岩石物理实... 不同的天然气水合物分布对储层地震性质的影响存在显著差异,深入认识储层中的水合物分布,对基于地震性质定量评价水合物资源具有重要意义.然而,目前对含裂隙储层中水合物分布的认识仍然严重不足.为此,文章设计并开展了针对性岩石物理实验,测量了含硬币状定向裂隙岩石在水合物生成过程中的各向异性速度,并进一步分析了不同水合物饱和度条件下裂隙中的水合物分布,及其对各向异性速度和各向异性参数的影响.实验结果表明:随着水合物饱和度的增加,各向异性速度均呈现出整体增加的趋势;当水合物饱和度大于10%时,各向异性速度的增加幅度变得更大,且各向异性速度间的增加速率也表现出强烈差异,具体表现为,垂直于层理面与裂隙面传播的纵波速度和偏振方向垂直于层理面的横波速度分别比其他纵波和横波速度增加得更快.对各向异性结果的深入解释表明:在水合物饱和度小于10%时,水合物可能倾向于黏结在裂隙表面的矿物颗粒上,而当水合物饱和度大于10%时,以黏结矿物颗粒分布的水合物演化为连接裂隙上下表面的桥接分布.研究结果提出了对含裂隙储层水合物分布及其对各向异性地震性质影响的新认识,为含裂隙水合物储层的定量评价提供了重要依据. 展开更多

关键词 含裂隙水合物储层 水合物分布 地震各向异性 各向异性速度测量

原文传递

背景为各向异性的含裂缝岩石频散和衰减计算方法研究

11

作者 徐登辉 韩同城 符力耘 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期2151-2166,共16页

裂缝广泛分布于各类储层岩石中,并且会显著提高储层的渗流能力.因此,裂缝的评价和表征对于提高油气产能具有重要意义.由于裂缝与背景介质之间的波致流会显著影响地震波的频散和衰减特性,所以地震勘探是评价裂缝性储层的有效手段.裂缝地... 裂缝广泛分布于各类储层岩石中,并且会显著提高储层的渗流能力.因此,裂缝的评价和表征对于提高油气产能具有重要意义.由于裂缝与背景介质之间的波致流会显著影响地震波的频散和衰减特性,所以地震勘探是评价裂缝性储层的有效手段.裂缝地震定量表征的前提是要基于含裂缝岩石中波致流对频散和衰减的影响建立含裂缝岩石物理特性与地震性质的关系.然而,目前相关的理论研究大部分基于各向同性背景这一假设,难以有效应用于常见的各向异性储层.本文针对背景为各向异性的含裂缝岩石提出了频散和衰减的计算方法.该方法首先将含裂缝岩石中的各向异性背景介质等效为层状背景介质;然后,通过分析不同频率下层状含裂缝岩石中的流体压力分布,理论计算了两个特定的中间频率并求解得到两个中间频率下的弹性参数;进一步,以计算得到的两个特定中间频率以及高低频极限下的弹性参数为基础,应用数值方法求解得到弛豫函数中的未知参数,最终实现了背景为各向异性含裂缝岩石中频散和衰减的理论模拟.通过将理论预测结果与实验测量和数值模拟结果进行对比,验证了该方法在背景为各向异性含不同分布裂缝岩石中的有效性.本文提出的方法考虑了常见的各向异性背景对含裂缝岩石频散和衰减的影响,因而在裂缝性储层的地震勘探中具有广泛的应用前景. 展开更多

关键词 裂缝 频散 衰减 各向异性背景

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基于二维图像的数字岩心电导率计算方法研究 被引量：1

12

作者 包宏帅 韩同城 符力耘 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1733-1744,共12页

电导率是表征岩石电学性质的重要物理参数,在地质资源勘查和测井解释等领域发挥着巨大作用.快速、准确地确定岩石电导率具有重要的理论和实践意义.作为近年来发展的一种岩石物理数值模拟工具,数字岩心技术在定量计算电导率等物性参数方... 电导率是表征岩石电学性质的重要物理参数,在地质资源勘查和测井解释等领域发挥着巨大作用.快速、准确地确定岩石电导率具有重要的理论和实践意义.作为近年来发展的一种岩石物理数值模拟工具,数字岩心技术在定量计算电导率等物性参数方面应用广泛.三维微观结构的准确获取是数字岩心技术计算岩石电导率的关键,但传统获取岩石三维微观结构的方法较为复杂费时.为了方便快速地通过数字岩心技术计算岩石的电导率,本文研究了岩石二维与三维数字岩心的电导率联系.我们基于微米级X射线CT扫描得到的三个砂岩样品的微观结构信息建立了三维数字岩心,并通过有限元法计算的三维数字岩心电导率与实验数据的对比验证数值计算方法的有效性.随后我们数字地扩展了岩石的孔隙,产生了较大孔隙度的三维数字岩心样本,在此基础上,计算了三维数字岩心和相应二维数字岩心的电导率,并通过Archie公式分别拟合了电导率与孔隙度之间的关系,得到了相应的胶结系数.结果表明,三维数字岩心的胶结系数小于二维数字岩心的胶结系数,且二者的比值与岩石实测孔隙度呈线性负相关关系.以该联系为纽带,通过二维图像快速计算得到的电导率与孔隙度关系,确定了三维数字岩心的电导率与孔隙度关系,并进一步通过三维数字岩心的孔隙度计算其电导率.该方法计算得到的人工砂岩样品的电导率与其三维数字岩心电导率相关系数高于96%,验证了基于二维图像的数字岩心电导率计算方法的有效性.本文的研究结果为快速、准确地计算岩石电导率提供了新的思路,在油气勘探开发中有广阔的应用前景. 展开更多

关键词 数字岩心 电导率 有限元 二维图像

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