岩石物理学-03岩石中波的传播与衰减课件.ppt

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1、3、岩石中波的传播与衰减3.1岩石中的波3.2岩石中波速的测量与应用3.3岩石中波的衰减3.4岩石模型参考书(补充)G.Mavko,T.Mukerji,J.dvorkin.TheRockPhysicsHandbook:ToolsforSeismicAnalysisinPorousMedia.CambridgeUniversityPress,1998.3.1岩石中的波纵波、横波纵波又称P波，其质点运动方向与波传播方向一致。以疏、密带形式传播。横波又称剪切波或S波，其传播方向与质点运动方向垂直，与传

2、播方向垂直的质点又有两个运动方向，一沿垂直剖面运动，称SV波，另一与垂直平面垂直，称SH波。纵横波速度、反射和折射若为0.25，3.1岩石中的波波动方程波传播过程中所遵循的方程类型很多，有弦和杆的方程，声学方程，弹性方程，粘弹性方程，还分一维，二维和三维方程。这些方程都和一定的物理模型有关，注意简化条件，应用条件。国际岩石力学协会ISRM推荐的波速测量方法（InterationSocietyforRockMechanics,1978）3.2岩石中波速的测量与应用脉冲发生器时标发生器岩样前置放大器

3、示波器或记录系统电子计数器延时器发射探头接收探头3.2岩石中波速的测量与应用成都理工大学岩石物性测试系统MTS（MechanicTestSystem）的岩石波速测量方法特点：（a）测试原理与ISRM推荐的方法基本一致；（b）功能更强，可同时测P波，S1波，S2波的波速；（c）处理方法能力较强，除放大器之外，还有Butterworth带通滤波，有振幅增益控制，记录显示也比较先进（数字与模拟均有），可形成电子文档；波的速度直接、自动计算出来。（d）可在高温高压下直接测试。有的发、收换能器（trans

4、duser）不能承受较高的温压。成都理工大学岩石物性测试系统MTS波速分析与应用波速Vp，Vs和密度ρ是岩石总体（或平均）弹性性质的反映，已知Vp，Vs和ρ，可求出λ，μ（拉梅常数），K（体积模型量），ν泊松比，E（杨氏模量），β（压缩系数）等弹性参数。3.2岩石中波速的测量与应用波速分析与应用利用所测得的岩石总体弹性参数，反演或反推岩石的微观特性（矿物成分，孔隙度，渗透率，流体饱和度，裂缝、裂纹，孔隙充填物性质）和岩石所处的热力学状态（温度、压力，异常压力，异常温度）。--岩石物理研究的核心寻

5、求合理的科学的研究方法a.利用大量观测数据，建立岩石波速与组合岩石的矿物成分；孔隙、裂隙及充填物性质的统计关系和经验方程；b.建立岩石波速与温度、压力（含埋藏深度）的统计关系；c.利用多种弹性参数（Vp，Vs（或泊松比ν）波阻抗等）进行反演；d.利用多种属性（Vp，Vs，波的振幅、频率、吸收衰减，相位，极性）、多元信息（地质、钻井、测井，开发动态数据等）进行综合解释与反演，含标定与联合反演，以及正、反演结合等方法；e.增加测量结果的精度和可靠性（去噪，提高分辩率等）。3.2岩石中波速的测量与应用

6、波速分析与应用应用领域（1）大陆动力学与地球内部结构与变动；（2）地震孕育与地震预报、预测；（3）工程与环境问题（岩石强度、稳定性分析）流体污染与流动；（4）资源勘查，油气，水资源，固体矿产等。3.2岩石中波速的测量与应用波速分析的有关理论与经验公式(1)波速和密度的关系用途:为合成地震记录提供缺失的声波或密度曲线;定量分析孔隙度变化引起的地震振幅变化;为AVO分析估算横波速度;提供远景区的异常岩性信息。a.Gardner公式（1974），主要适用于沉积岩中的碎屑岩。3.2岩石中波速的测量与应用

7、其中，α=0.23，β=0.25，(单位:V=ft/s,ρ=g/cm3)(1)波速和密度的关系3.2岩石中波速的测量与应用Castagna(1993)扩展了Gardner的工作，他对不同岩性得出了各自的速度一密度转换关系。砂岩：ρ=0.200Vp0.261；泥岩：ρ=0.204Vp0.265；石灰岩：ρ=0.243Vp0.225；白云岩：ρ=0.226Vp0.243；硬石膏：ρ=0.600Vp0.160(单位:V=km/s,ρ=g/cm3)3.2岩石中波速的测量与应用(1)波速和密度的关系b．B

8、irch公式（1961）适用于火成岩，变质岩。Volarovich和Gebrande进一步给出了在不同压力情况下Vp～ρ关系式和Vs～ρ关系式(1)波速和密度的关系c．Simmons（1964）公式，总结波速和岩石组分的关系式：3.2岩石中波速的测量与应用式中，Ci是第i种矿物的重量百分比，mA是岩石的平均原子量，a、b、c、ei皆为通过实验得到的常数。(2)韩德华(Han，1986)的公式描述波速与砂岩孔隙度η和粘土矿物含量c的关系式中，A0，A1和A2为常数.Typicalrockveloc