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微地震反演研究 版权信息
- ISBN：9787030607539
- 条形码：9787030607539 ; 978-7-03-060753-9
- 装帧：一般胶版纸
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：>>
微地震反演研究 本书特色
《微地震反演研究》以非常规油气开发储层压裂形成的微地震为研究对象，基于地震学、岩石力学和勘探地震学的基本方法原理，从微地震的形成、微地震事件的识别、信号的处理、震源定位、震源机制反演以及与微地震相关的岩石物理实验出发，论述微地震的研究方法，同时给出研究实例。
微地震反演研究 内容简介
美国页岩油气的成功开采颠覆了油气储层需要满足必要的孔隙度和渗透性的基本认知，学术界和工业界经过研究和实践获得油气储层是可以改造的这一共识。油气储层改造利用水力压裂使得储层岩石破裂，改变了岩石的孔隙度和渗透性，从而使吸附和溶解在纳米级空隙中的油气被开采出来。类似于地球深部的断裂引发天然地震，储层岩石的破裂会引发微小的地震，即微地震。微地震也会在自然界和工业活动中发生，例如火山喷发、地热开发、二氧化碳封存、水库蓄水等工业活动都会改变地下应力的平衡从而诱发微地震。微地震的震级一般在0级以下，研究微地震震源的空间分布、震源的破裂类型、震源的能量差异可以对产生微地震的地下介质进行评价，进而对形成微地震的各类自然的现象和工业的活动进行评价。近年来，微地震越来越受到科学研究的重视。本书基于地震学、岩石力学和勘探地震学的基本方法原理，从微地震的形成、微地震事件的识别、信号的处理、震源定位、震源机制反演以及与微地震相关的岩石物理实验出发，较系统地论述微地震的研究方法，同时给出研究实例。本书可供地球物理和岩石物理研究领域的学者、工程技术人员、高校和科研院所的教师和研究生在科研工作和生产实践中参考。
微地震反演研究 目录
目录
前言
第1章 微地震研究概述 1
1.1 微地震的基本概念 1
1.2 微地震的形成 1
1.3 微地震研究的发展 2
1.4 微地震研究的意义与难点 4
第2章 微地震波的传播与正演 8
2.1 微地震波传播与正演计算概述 8
2.2 基于广义反射透射系数矩阵方法的理论记录正演 9
2.2.1 方法原理 9
2.2.2 地面和井中观测的理论记录的计算 13
2.3 基于三维弹性波各向异性介质波动方程的理论波场正演 15
2.3.1 三维弹性波各向异性波动方程 17
2.3.2 各向异性介质波动方程旋转交错网格有限差分 19
2.3.3 正演计算中地震矩张量震源模型 21
2.4 三维弹性波中的纵横波波场 22
2.4.1 基于速度一应力方程的纵横波解耦波场分离公式 23
2.4.2 三维数值计算及对比分析 24
第3章 微地震事件的识别 30
3.1 微地震事件识别概述 30
3.2 基于观测系统优化的有效信号获取 31
3.2.1 观测系统的优化设计 32
3.2.2 并中观测微地震事件初至预测 33
3.2.3 井中观测微地震信号极化特征预测 35
3.3 低信噪比微地震事件的识别 39
3.3.1 时频稀疏性分析方法 39
3.3.2 低信噪比微地震事件的恢复 41
3.4 基于POC分析方法的低信噪比微地震信号识别 44
3.4.1 POC方法原理 45
3.4.2 数值计算实例 46
第4章 微地震震源定位方法 50
4.1 微地震震源定位研究概述 50
4.2 干涉走时法微地震震源定位 52
4.2.1 干涉走时定位方法原理 52
4.2.2 干涉走时定位数值算例 56
4.3 干涉成像法微地震震源定位 59
4.3.1 干涉成像定位方法原理 59
4.3.2 干涉成像定位数值算例 60
4.4 频率衰减补偿法微地震震源定位 68
4.4.1 频率衰减补偿定位方法原理 68
4.4.2 地层品质因子Q值的计算 70
4.4.3 频率补偿定位反演方法 70
4.5 反褶积偏移成像法微地震震源定位 71
4.5.1 反褶积偏移成像定位方法原理 71
4.5.2 反褶积偏移成像定位数值算例 74
第5章 微地震震源机制反演方法 77
5.1 微地震震源机制反演概述 77
5.2 微地震震源机制的求解 78
5.2.1 微地震震源的力学类型 79
5.2.2 微地震研究中常用的震源模型 79
5.3 不同震源模型之间的关系 83
5.3.1 翦切位错震源模型与矩张量震源模型的关系 83
5.3.2 一般位错震源模型与矩张量震源模型的关系 84
5.3.3 震源破裂参数的确定 86
5.4 一般位错模型震源机制反演 87
5.4.1 一般位错模型震源机制反演基本原理 87
5.4.2 一般位错震源机制反演数值算例 88
5.5 地震矩张量模型震源机制反演 90
5.5.1 波形匹配震源机制反演方法原理 90
5.5.2 与震源机制反演同步的震源位置成像 91
5.5.3 波形匹配反演地震矩张量 92
5.5.4 三维模型震源机制反演数值算例 92
第6章 微地震多参数联合反演方法 96
6.1 微地震多参数联合反演概述 96
6.2 震源位置、发震时刻联合反演方法 97
6.2.1 震源位置成像 98
6.2.2 发震时刻反演 103
6.2.3 震源位置与发震时刻联合反演 104
6.2.4 数值算例 105
6.3 震源位置与速度模型联合反演 110
6.3.1 方法原理 110
6.3.2 数值算例 111
6.4 震源位置与介质各向异性参数联合反演 115
6.4.1 VTI各向异性介质控制方程 115
6.4.2 介质各向异性参数反演方法 116
6.4.3 震源与介质各向异性参数联合反演方法 117
6.4.4 数值算例 118
第7章 微地震与岩石物理实验 131
7.1 适用于微地震研究的岩石水力压裂实验方法 131
7.1.1 水力压裂实验设计 132
7.1.2 岩石样品制备 134
7.1.3 水力压裂实验流程 136
7.1.4 岩石压裂前后的CT成像 137
7.2 声发射信号的预处理 142
7.3 声发射事件的走位 144
7.3.1 声发射事件定位可信度分析方法 144
7.3.2 声发射事件定位与岩心CT图像的对比 146
7.4 声发射事件震源机制反演 152
7.4.1 声发射事件的震源机制解 152
7.4.2 声发射事件震源机制反演结果分析 153
7.4.3 声发射事件震源机制反演结果验证 156
7.4.4 不同类型声发射事件震源机制反演偏差分析 159
第8章 微地震研究的应用 168
8.1 震源多参数联合反演的应用实例 168
8.1.1 震源位置与发震时刻联合反演的应用 168
8.1.2 震源位置与速度模型联合反演的应用 170
8.2 地面微地震震源机制反演的应用实例 176
8.2.1 一般位错模型震源机制反演 176
8.2.2 矩张量模型震源机制反演 179
8.3 井中微地震震源机制反演的应用实例 180
8.4 微地震震源参数的储层解释应用实例 183
8.4.1 微地震震源参数的储层解释依据 184
8.4.2 微地震震源参数储层解释实例 185
参考文献 190
前言
第1章 微地震研究概述 1
1.1 微地震的基本概念 1
1.2 微地震的形成 1
1.3 微地震研究的发展 2
1.4 微地震研究的意义与难点 4
第2章 微地震波的传播与正演 8
2.1 微地震波传播与正演计算概述 8
2.2 基于广义反射透射系数矩阵方法的理论记录正演 9
2.2.1 方法原理 9
2.2.2 地面和井中观测的理论记录的计算 13
2.3 基于三维弹性波各向异性介质波动方程的理论波场正演 15
2.3.1 三维弹性波各向异性波动方程 17
2.3.2 各向异性介质波动方程旋转交错网格有限差分 19
2.3.3 正演计算中地震矩张量震源模型 21
2.4 三维弹性波中的纵横波波场 22
2.4.1 基于速度一应力方程的纵横波解耦波场分离公式 23
2.4.2 三维数值计算及对比分析 24
第3章 微地震事件的识别 30
3.1 微地震事件识别概述 30
3.2 基于观测系统优化的有效信号获取 31
3.2.1 观测系统的优化设计 32
3.2.2 并中观测微地震事件初至预测 33
3.2.3 井中观测微地震信号极化特征预测 35
3.3 低信噪比微地震事件的识别 39
3.3.1 时频稀疏性分析方法 39
3.3.2 低信噪比微地震事件的恢复 41
3.4 基于POC分析方法的低信噪比微地震信号识别 44
3.4.1 POC方法原理 45
3.4.2 数值计算实例 46
第4章 微地震震源定位方法 50
4.1 微地震震源定位研究概述 50
4.2 干涉走时法微地震震源定位 52
4.2.1 干涉走时定位方法原理 52
4.2.2 干涉走时定位数值算例 56
4.3 干涉成像法微地震震源定位 59
4.3.1 干涉成像定位方法原理 59
4.3.2 干涉成像定位数值算例 60
4.4 频率衰减补偿法微地震震源定位 68
4.4.1 频率衰减补偿定位方法原理 68
4.4.2 地层品质因子Q值的计算 70
4.4.3 频率补偿定位反演方法 70
4.5 反褶积偏移成像法微地震震源定位 71
4.5.1 反褶积偏移成像定位方法原理 71
4.5.2 反褶积偏移成像定位数值算例 74
第5章 微地震震源机制反演方法 77
5.1 微地震震源机制反演概述 77
5.2 微地震震源机制的求解 78
5.2.1 微地震震源的力学类型 79
5.2.2 微地震研究中常用的震源模型 79
5.3 不同震源模型之间的关系 83
5.3.1 翦切位错震源模型与矩张量震源模型的关系 83
5.3.2 一般位错震源模型与矩张量震源模型的关系 84
5.3.3 震源破裂参数的确定 86
5.4 一般位错模型震源机制反演 87
5.4.1 一般位错模型震源机制反演基本原理 87
5.4.2 一般位错震源机制反演数值算例 88
5.5 地震矩张量模型震源机制反演 90
5.5.1 波形匹配震源机制反演方法原理 90
5.5.2 与震源机制反演同步的震源位置成像 91
5.5.3 波形匹配反演地震矩张量 92
5.5.4 三维模型震源机制反演数值算例 92
第6章 微地震多参数联合反演方法 96
6.1 微地震多参数联合反演概述 96
6.2 震源位置、发震时刻联合反演方法 97
6.2.1 震源位置成像 98
6.2.2 发震时刻反演 103
6.2.3 震源位置与发震时刻联合反演 104
6.2.4 数值算例 105
6.3 震源位置与速度模型联合反演 110
6.3.1 方法原理 110
6.3.2 数值算例 111
6.4 震源位置与介质各向异性参数联合反演 115
6.4.1 VTI各向异性介质控制方程 115
6.4.2 介质各向异性参数反演方法 116
6.4.3 震源与介质各向异性参数联合反演方法 117
6.4.4 数值算例 118
第7章 微地震与岩石物理实验 131
7.1 适用于微地震研究的岩石水力压裂实验方法 131
7.1.1 水力压裂实验设计 132
7.1.2 岩石样品制备 134
7.1.3 水力压裂实验流程 136
7.1.4 岩石压裂前后的CT成像 137
7.2 声发射信号的预处理 142
7.3 声发射事件的走位 144
7.3.1 声发射事件定位可信度分析方法 144
7.3.2 声发射事件定位与岩心CT图像的对比 146
7.4 声发射事件震源机制反演 152
7.4.1 声发射事件的震源机制解 152
7.4.2 声发射事件震源机制反演结果分析 153
7.4.3 声发射事件震源机制反演结果验证 156
7.4.4 不同类型声发射事件震源机制反演偏差分析 159
第8章 微地震研究的应用 168
8.1 震源多参数联合反演的应用实例 168
8.1.1 震源位置与发震时刻联合反演的应用 168
8.1.2 震源位置与速度模型联合反演的应用 170
8.2 地面微地震震源机制反演的应用实例 176
8.2.1 一般位错模型震源机制反演 176
8.2.2 矩张量模型震源机制反演 179
8.3 井中微地震震源机制反演的应用实例 180
8.4 微地震震源参数的储层解释应用实例 183
8.4.1 微地震震源参数的储层解释依据 184
8.4.2 微地震震源参数储层解释实例 185
参考文献 190
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