[发明专利]一种基于岩石微结构及介质弹性参数的地震激发模拟方法

摘要

本发明提供了一种基于岩石微结构及介质弹性参数的地震激发模拟方法，属于地球物理勘探领域。本发明方法包括以下步骤(1)岩石微结构调查和求取介质弹性参数；(2)建立研究区近地表速度模型、深层速度模型和构造模型；(3)数值模拟算法实现及建立包含弹性介质的近震源波场函数；(4)进行基于岩石微结构及介质弹性参数的地震激发模拟。利用本发明方法可以进行基于岩石微结构和介质弹性参数的地震激发模拟，并建立围岩激发特征数据库，最大程度在室内完成不同地区激发参数的选择。

主权项

一种基于岩石微结构及介质弹性参数的地震激发模拟方法，其特征在于：所述方法包括：(1)岩石微结构调查和求取介质弹性参数；(2)建立研究区近地表速度模型、深层速度模型和构造模型；(3)数值模拟算法实现及建立包含弹性介质的近震源波场函数；(4)进行基于岩石微结构及介质弹性参数的地震激发模拟；其中，所述步骤(1)包括：(11)对从研究区收集来的实际岩样进行电镜扫描完成岩样的微结构调查；(12)不同围压条件下介质弹性参数关系的实验和分析以及不同饱和度条件下介质弹性参数关系的实验和分析，所述步骤(12)是这样实现的：通过实验室测量不同围压条件下所取岩芯的纵横波速度和泊松比，以及介质的弹性参数，获得纵横波速度和泊松比与介质弹性参数之间的关系；通过实验室测量不同饱和度条件下所取岩芯的纵横波速度和泊松比，以及介质的弹性参数，获得纵横波速度和泊松比与介质弹性参数之间的关系；进而建立适合该研究区近地表条件下的介质速度和弹性参数的数学模型。其中，所述步骤(3)建立的包含弹性介质的近震源波场函数为：ur(r,t)=P0aρr2[m2+(n-b)2]12{e-bτ[m2+(n-b)2]12-e-nτmcos[mτ-arctan(n-bm)]}]]>式中ν为泊松比，r为波传播距离；ur(r,t)为近震源波场位移，ρ为密度，vp为纵波速度，a为炸药震源爆炸后产生的空腔半径，P0为爆炸产生的初始压强，b为初始压强的衰减指数，t为地震波传播时间，τ为从空腔壁处开始地震波传播时间；其中，所述步骤(2)是这样实现的：通过研究区的地震叠后资料建立构造模型，通过研究区的钻井、VSP测井资料建立深层速度模型，通过步骤(1)得到的介质速度和弹性参数的数学模型以及步骤(1)得到的岩样的微结构调查建立近地表速度模型；最后将近地表层速度和深层速度模型合并得到最终的速度模型；所述步骤(4)包括：(41)完成包含弹性介质的近震源波场函数的加载；(42)进行基于岩石微结构及介质弹性参数的地震激发模拟：运用步骤(3)得到的数值模拟算法得到基于介质弹性参数的激发模拟记录；其中，所述步骤(41)包括：(411)：对步骤(2)得到的最终的速度模型进行网格剖分，根据水平和垂直网格点坐标确定震源位置(NXs，NZs)；(412)：在以震源位置(NXs，NZs)为中心的周围四个网格点上加载用所述弹性介质的近震源波场函数表示的震源子波。