单斜介质相速度数值模拟探究

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1、单斜介质相速度数值模拟探究　　摘要：由于垂直裂隙的存在而形成的复杂介质中，波的传播表现为方位各向异性。为了研究垂直裂隙介质中，波的传播特性，本文着重研究了改变弹性参数和、和、和、和对相速度的影响情况，经过研究发现和对相速度影响较大，和、和、和的影响可以忽略。关键词：垂直裂隙各向异性弹性参数相速度AbstractTheformofcomplexmediaduetotheexitofverticalfractures,sothepropagationofseismicwaveshowtoazimuthalanisotropy

2、.Inordertoresearchthecharacteristicofthepropagationofwave,thearticleintroducethechangeofelasticparametertoeffectphasevelocity,suchasC16C61C26C62C36C63C45andC54.Afterresearching,wefingthatC45andC54havegreatinfluencetophasevelocity,ignoringC16C61C26C62C36andC63.Key

3、verticalfracturesazimuthalanisotropyelasticparameterphasevelocity中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：8一引言各向异性，作为勘探地震学中的前沿课题之一，越来越受到人们的重视。各向异性介质中的参数反演理论,伴随着正演模拟理论的发展而不断地发展与改进。在过去的一、二十年里，在地震勘探和开发领域里，各向异性介质的研究工作取的了很大进展。其中原因主要是先进的技术和设备的发展，促使地震数据采集和处理技术不断提高，还有人们希望从有限的资料中更大限度地获取地下介质

4、中有用的信息。各向异性介质模型比均匀层状弹性介质模型更能准确地描述实际地质结构和地层性质。基于各向异性介质模型的波场传播理论,自然更能适应越来越复杂的油气藏勘探的实际需要。各向异性介质中的正演模拟能够使我们深入地认识和研究地震波场在各向异性介质中的传播规律,为各向异性介质波形反演、性介质偏移成像研究奠定基础。对于各向异性的研究越来越具有实际应用介质，在地震勘探中作为一个重要影响因素，如果不加以考虑，会严重妨碍人们对资料准确有效的利用。此外地层各向异性与油气田的勘探开发以及地球深部动力学系统都有密切关系。8对于裂隙介质中长

5、波长等效弹性系数的计算一般分为两大类，一类是Hudson等的扰动理论（Hudson等，1980，1981，1986），等效的弹性系数由各向同性背景介质中的弹性系数与由于裂隙的存在而产生的一阶扰动量和二阶扰动量的和组成。另一类是Schoenberg和Muir等的线性滑动理论（Schoenberg等，1988，1989），将裂隙看作一个无限的、很薄的并且具有很强的屈服性层面，或者将其看作具有线性滑动边界条件的柔性平面。这些理论从不同角度描述了裂隙的存在对等效弹性系数的影响。在这里我们以Hudson和Crampin的理论为基础

6、，来推导各向同性介质中含任意方位分布的多组垂直裂隙所形成的等效各向异性介质弹性系数的计算方法。二、基本理论根据Hudson的理论，对于各向同性介质中含有两组或多组不同走向的垂直裂隙所形成的等效各向异性介质的弹性系数可由下式表示：(2.1)其中，为各向同性背景介质的弹性系数；为所有m组裂隙所形成的一阶扰动量的总和：(2.2)是由于所有的裂隙与裂隙之间的相互作用而形成的二阶扰动量的总和，即：（2.3）(2.4)其中，、和分别为背景介质中的纵波速度、横波速度和剪切模量，为克罗内克符号，当，;当，。8三、实验模拟研究由于垂直裂隙

7、的存在而形成的复杂介质中，波的传播表现为方位各向异性。我们考虑含两组斜交的垂直裂隙，即单斜各向异性介质的情况，并研究平面波在平面内沿：方向传播的具有正比于的场的均匀平面波的相速度随方位变化的情况。此时；传播方向与X轴之间的夹角。弹性系数矩阵为：(3.1)因此，根据Christoffel方程所得到的Christoffel矩阵，我们可得到相速度XOY面的具体表达式：相速度为：(3.2)其中我们对含两组垂直裂隙的单斜介质进行了弹性系数及相速度的计算。两组裂隙之间的夹角为，其中一组与Y轴平行（见图2.4）。裂隙的密度为，纵横比均

8、为d=0.00012，背景介质中各参数为：下面分析干裂隙和水裂隙情况下，分析XOY面上，改变参数和、和、和、和对相速度的影响情况。干裂隙的弹性常数：A其中8(弹性常数未做变动时所对应相速度图)图2.1(1)干裂系和减少(2)干裂系和减少相速度图相速度图(3)干裂系和增加(4)干裂系和增加时的相速度图时的相速度图图2.