基于波动方程的地震波衰减理论研究与应用.pdfVIP

维普资讯 第35卷 第 3期 成都理工大学学报 (自然科学版) Vo1．35 NO．3 2008年 6月 JOURNALOFCHENGDUUNIVERSITYOFTECHNOLOGY(ScienceTechnologyEdition) Jun．2008 [文章编号2008 基于波动方程的地震波衰减理论研究及应用 尹 陈 贺振华 黄德济 (成都理工大学 “油气藏地质及开发工程 ”国家重点实验室，成都 610059) [摘要]地震波在传播过程中的能量衰减特征表现为：一方面为球面扩散，另一方面是由于地 层含流体而引起的衰减，它直接和地层的岩性、合流体性密切相关。由于合流体岩石存在的内 摩擦性及粘滞性，使得地震波在传播过程中能量得到衰减，且高频能量衰减强，低频能量衰减 弱，从而成为形成低频阴影现象的重要原因。作者在基于波动方程正演的基础上，从岩石的内 摩擦性和粘滞性出发，模拟地震波穿过合流体地层时的频率能量变化特征，解释 由于合流体地 层的吸收衰减而导致的低频阴影现象，并在实际处理中得 以应用。 [关键词]品质 因子；低频 阴影 ；粘滞性 ；内摩擦性 [分类号]P631．41 [文献标识码]A 地层中的岩石往往不是完全弹性 的，因此 ，当 于从岩石物理 的本质上对衰减作定性 的解释 。 地震波在岩石中传播时，由于流体对地震波的粘 ValeriA．Korneev等人在实验室 中利用物理模 滞性和热传导 ，使得一部分能量转化为热能，地震 型 ，基于粘滞性和 内摩擦性模拟 出地震波高频和 波即在传播过程 中衰减 ，从而在储层下方出现低 低频的衰减情况 ，并显示 出低频阴影现象 4『]。但 频阴影现象。低频 阴影定义为 ：在含油气层 下方 是 ，任意模 型的物理实验测试 ，总是有很多的局限 出现的低频强能量区域 ，而反之 ，该区域高频能量 性 。比如，不便于对复杂地层模型进行实验 ，且实 则比较弱。低频 阴影作为地层含流体 的重要参 验室的外界条件 ，如温度 、压力等因素难 以控制 ， 数 ，对此 ，国 内外也做 了很多研 究 】『i．2『]。但 是都 并对模拟结果有较大的影响。而基于波动方程正 是从实际数据的处理显示方法效果上加以说明修 演理论 ，从岩石 的内摩擦和粘滞 系数上模拟地震 正，即从实际资料验证 了低频阴影的存在 ，及其对 波的单频 能量的变化特征 ，解释由于含油气地层 含油气检测的重要性 ，而没有从根本原理上对低 的吸收衰减而形成低频阴影的原理 。在实际资料 频阴影现象的产生进行论证 。品质 因子 Q表征 处理中，也使 以上研究得以验证 。 非弹性介质的吸收衰减特性 。由于地层非完全弹 性介质 ，当地震波穿过含流体地层时，往往伴随着 1 原理简介 高频能量的衰减 ，且频率越高的能量衰减越快 ]， 取弥散一粘滞型地震波传播方程 频率越低衰减越慢 ，从而在含流体层下方能够接 02u 收到低频能量较强的地震波 。因此 ，单频能量 的 +fOdu一一77 一嘉一一u0 (1) 衰减特征能很好地表 明地层 的含流体情况 。然 其中：“为波场 ；f为弥散系数或 内摩擦系数；刁为 而 ，品质因子也只能从一定 的 Q值上获得地震波 粘滞系数；V表示地震波在地层 中的传播速度。 的衰减特征 ，不能直接反映岩石的内部特征 ，不便 (1)式中第二项表征了内摩擦强度 ，第三项表征了