[发明专利]一种地震波衰减预测的方法及系统

说明书

技术领域

本申请涉及地震波预测领域，特别涉及一种地震波衰减预测的方法及系统。

背景技术

近年来，人们对于地震波在地下复杂孔隙流体传播过程中产生的衰减和频散研究一致持续不断，并取得了丰富的研究成果。

但是，现有的地震波衰减预测研究中并没有同时考虑硬孔和混合裂隙并存的情况，预测结果的真实性有待提高。

因此，如何有效地提高预测地震波衰减的真实性是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种地震波衰减预测的方法及系统，解决了现有技术中预测结果的真实性有待提高的问题。其具体方案如下：

一种地震波衰减预测的方法，该方法包括：

结合排水和非排水条件下的力学作用机制，计算饱和流体情况仅含微观尺度喷射流衰减机制的地震波衰减和频散；

结合Biot弹性波动理论，计算饱和流体情况含微观尺度喷射流和宏观尺度Biot流衰减机制的纵横波衰减和频散；

结合周期性层状斑块饱和模型，计算非饱和流体情况仅含微观尺度喷射流和介观尺度局域流的地震波衰减和频散；

结合特征单元的边界条件，计算非饱和流体情况含微观尺度喷射流、宏观尺度Biot流及介观尺度局域流的纵波衰减和频散；

根据所述计算的各个衰减和频散结果进行地震波衰减预测。

上述的方法，优选的，所述结合排水和非排水条件下的力学作用机制，计算饱和流体情况仅含微观尺度喷射流衰减机制条件下的地震波衰减和频散包括：

计算混合型裂隙中流体挤喷而引起的孔隙流体压力；

根据所述孔隙流体压力计算饱和岩石的体积模量；

根据所述的孔隙流体压力和所述体积模量，结合排水和非排水条件下的力学作用机制，计算饱和流体情况仅含微观尺度喷射流衰减机制条件下的地震波衰减和频散。

上述的方法，优选的，所述结合Biot弹性波动理论，计算饱和流体情况含微观尺度喷射流和宏观尺度Biot流衰减机制的纵横波衰减和频散包括：

根据所述孔隙流体压力，结合Biot弹性波动理论，计算出含孔隙、混合型裂隙的弹性波动方程；

对所述弹性波动方程进行解耦求出纵波方程和横波方程；

根据所述纵波方程和所述横波方程，计算饱和流体情况含微观尺度喷射流和宏观尺度Biot流衰减机制的纵横波衰减和频散。

上述的方法，优选的，所述结合周期性层状斑块饱和模型，计算非饱和流体情况仅含微观尺度喷射流和介观尺度局域流的地震波衰减和频散包括：

根据所述孔隙流体压力，结合周期性层状斑块饱和模型，求出频变平面波模量；

根据所述频变平面波模量计算非饱和流体情况仅含微观尺度喷射流和中观尺度局域流的地震波衰减和频散。

上述的方法，优选的，所述结合特征单元的边界条件，计算非饱和流体情况含微观尺度喷射流、宏观尺度Biot流及介观尺度局域流的纵波衰减和频散包括：

根据所述纵波方程，结合特征单元的边界条件，计算上下的固体位移量；

根据所述固体位移量计算特征单元的体变；

利用体积模量的定义计算频变平面波模量；

根据所述频变平面波模量计算非饱和流体情况含有微观尺度喷射流、宏观尺度Biot流以及中观尺度局域流衰减机制的地震波衰减的定量表达式；

利用快慢波解耦的方法对所述定量表达式进行求解，计算非饱和流体条件仅含微观尺度喷射流、宏观尺度Biot流及介观尺度局域流的纵波衰减和频散。

上述的方法，优选的，所述Biot弹性波动理论包括：

弹性本构方程、广义牛顿定律以及管道流的质量守恒条件。

一种地震波衰减预测的系统，该系统包括：

第一计算单元：用于结合排水和非排水条件下的力学作用机制，计算饱和流体情况仅含微观尺度喷射流衰减机制的地震波衰减和频散；

第二计算单元：用于结合Biot弹性波动理论，计算饱和流体情况含微观尺度喷射流和宏观尺度Biot流衰减机制的纵横波衰减和频散；

第三计算单元：用于结合周期性层状斑块饱和模型，计算非饱和流体情况仅含微观尺度喷射流和介观尺度局域流的地震波衰减和频散；

第四计算单元：用于结合特征单元的边界条件，计算非饱和流体情况含微观尺度喷射流、宏观尺度Biot流及介观尺度局域流的纵波衰减和频散；

预测单元：用于根据所述计算的各个衰减和频散结果进行地震波衰减预测。

上述的系统，优选的，所述第一计算单元包括：