裂縫各嚮異性地震等效介質理論 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王贇，劉媛媛，張美根 著

圖書標籤:

• 地震學
• 各嚮異性
• 裂縫
• 等效介質
• 岩石物理
• 數值模擬
• 波傳播
• 地球物理
• 地質力學
• 地震波

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030520234

版次：1

商品編碼：12059971

包裝：精裝

開本：16開

齣版時間：2017-03-01

頁數：160

字數：231000

正文語種：中文

內容簡介

本書係統介紹瞭地震各嚮異性領域近三十年來發展相對成熟的四種裂縫誘導地震各嚮異性的等效介質理論—Hudson擾動理論、Thomsen等徑孔隙理論、Schoenberg綫性滑移理論和Chapman多尺度裂縫等效介質理論；並通過典型裂縫介質建模與地震波場的有限元數值模擬、分析，對比瞭四種理論的異同及裂縫介質的地震波場特徵，重點討論瞭地震波在多組多尺度裂縫介質中的傳播。

目錄

目錄
序
前言
緒論 1
0.1 裂縫與等效介質理論 1
0.2 國內外研究現狀及存在的問題 2
0.2.1 國內外研究現狀 2
0.2.2 存在的問題 4
第1章 各嚮異性介質的理論基礎 5
1.1 各嚮異性介質彈性波的波動方程 5
1.1.1 彈性力學基本假設 5
1.1.2 本構方程 7
1.1.3 運動微分方程 8
1.1.4 幾何方程 8
1.1.5 一般均勻完全彈性介質中的波動方程 8
1.2 各嚮異性介質的波動理論基礎 9
1.2.1 相速度和群速度 10
1.2.2 偏振嚮量 13
1.2.3 衰減 14
1.3 常見的各嚮異性介質類型 14
1.4 彈性矩陣的坐標變換 17
第2章 Hudson理論 19
2.1 模型假設及基本方程 20
2.2 位移間斷 的錶達式 21
2.2.1 完全填充介質的孤立裂縫 22
2.2.2 部分填充流體的孤立裂縫 23
2.2.3 連通裂縫與等徑孔隙 23
2.3 Hudson含裂縫介質模型 24
2.3.1 含平行裂縫岩石的有效柔度係數 24
2.3.2 裂縫法嚮與裂紋法嚮不平行裂縫模型 26
2.4 Hudson多組裂縫係統 26
2.5 包含裂縫的各嚮異性介質 27
2.6 數值算例 27
2.6.1 Hudson一階與二階近似理論對比 27
2.6.2 TTI裂縫介質模型 34
2.6.3 單組單尺度裂縫介質模型 44
2.6.4 單組多尺度裂縫介質模型 45
2.6.5 多組單尺度裂縫介質模型 46
2.6.6 多組多尺度裂縫介質模型 47
第3章 Thomsen理論 49
3.1 Thomsen參數的提齣 49
3.2 HTI介質的各嚮異性參數 50
3.3 TI介質的Thomsen參數錶徵 51
3.4 Thomsen參數的求取 51
3.5 數值算例 52
3.5.1 各嚮異性參數的物理意義 52
3.5.2 精確公式與近似公式的誤差分析 58
3.6 Thomsen近似公式在強各嚮異性條件下的誤差分析 80
第4章 Schoenberg理論 83
4.1 多組裂隙係統 83
4.2 鏇轉不變性裂隙組 84
4.3 數值算例 87
4.3.1 相速度隨入射角的變化規律 87
4.3.2 Schoenberg模型下的有限元波場模擬 88
4.4 三種理論參數之間的關係 92
第5章 Chapman理論 95
5.1 單組裂縫理論 95
5.2 多組裂縫理論 100
5.3 數值算例 102
5.3.1 單組單尺度裂縫介質模型 102
5.3.2 單組多尺度裂縫介質模型 113
5.3.3 多組單尺度裂縫介質模型 114
5.3.4 多組多尺度裂縫介質模型 122
5.4 確定性有限元裂縫數值模擬 131
5.4.1 有限元模擬簡介 131
5.4.2 均勻裂縫介質模型及其波場 132
5.4.3 層狀裂縫介質模型 134
5.4.4 小結 136
參考文獻 137
後記 144

好的，這是一份關於一本假設名為《裂縫各嚮異性地震等效介質理論》的書籍的詳細簡介，內容嚴格圍繞該書的潛在主題展開，並力求自然流暢，不帶任何AI痕跡。 --- 《裂縫各嚮異性地震等效介質理論》書籍簡介 緒論：地震波在復雜介質中的挑戰與機遇 本書係統深入地探討瞭在含裂縫地質構造中，地震波傳播所呈現齣的顯著各嚮異性現象及其背後的物理機製。傳統上，地球物理勘探主要依賴於對均勻或弱各嚮異性介質的建模，這在麵對裂縫發育的儲層（如頁岩油氣藏、斷裂帶或高陡構造區）時，其預測精度和解釋能力便捉襟見肘。裂縫的存在，無論其規模是微米級的微裂縫還是宏觀的構造裂縫，都會導緻介質的地震響應特性發生根本性的改變，錶現為地震波在不同傳播方嚮和偏振方嚮上的速度差異（速度各嚮異性）和能量衰減差異（衰減各嚮異性）。 本書的基石在於構建和應用“等效介質理論”（Effective Medium Theory, EMT）。在地震勘探的尺度上，直接對每一個微觀裂縫進行精確模擬是不現實的。因此，等效介質理論提供瞭一種強大的數學框架，用以描述大量隨機分布或具有特定構型的裂縫集閤對宏觀地震波場的影響，從而將一個復雜的、非均質的含裂縫介質，等效為一個在地震波頻率範圍內具有均勻、各嚮異性參數的虛擬介質。 第一部分：裂縫介質的物理基礎與分類 本書首先詳盡梳理瞭與裂縫相關的地球物理基礎知識。這包括對岩石孔隙結構、裂縫幾何形態（如裂縫密度、導納、長寬比、空間分布模式）的分類，並引入瞭描述裂縫對彈性張量影響的先驗理論。 核心章節聚焦於如何將裂縫信息量化。我們引入瞭導納理論 (Compliance Theory)，這是描述裂縫對彈性模量影響的經典方法。詳細分析瞭Blackman、Hudson、Schoenberg等人的經典成果，闡明瞭在弱裂縫密度極限下，如何通過裂縫的法嚮導納（Normal Compliance）和切嚮導納（Shear Compliance）來修正背景各嚮同性介質的彈性張量。對於強裂縫密度或裂縫高度耦閤的情況，本書討論瞭基於平均場近似 (Mean-Field Approximation) 的擴展模型，如Lemaître-Mazurek模型和修正的Gassmann方程在處理裂縫的影響時的適用性與局限性。 特彆地，我們深入探討瞭裂縫的優勢取嚮 (Preferred Orientation) 對介質對稱性的影響。不同於隨機裂縫導緻的近似橫觀各嚮同性（Transverse Isotropy, TI），定嚮裂縫係統常常導緻更復雜的對稱性，如斜橫觀各嚮同性（Tilted Transverse Isotropy, TTI）或更一般的正交各嚮異性（Orthorhombic Anisotropy）。 第二部分：地震波響應的各嚮異性建模 在建立瞭裂縫等效彈性參數後，本書進入核心的地震波場數值模擬和分析階段。對於各嚮異性介質，彈性波方程的求解比各嚮同性介質復雜得多，因為P波和S波的傳播速度不再是唯一的，而是依賴於傳播方嚮和偏振方嚮。 我們詳細推導瞭各嚮異性介質中的彈性波方程（Christoffel方程），並重點分析瞭TI和TTI介質中的慢度麯麵（Slowness Surface）和射綫路徑。在TI介質中，一個重要的研究方嚮是垂直裂縫的各嚮異性（裂縫麵平行於對稱軸），這常常在油氣勘探中被用來識彆儲層中的垂直裂縫。書中將介紹如何利用水平層析成像（HTI）對稱性來描述這類介質。 對於實際應用，我們需要處理非綫性的時間域響應。本書運用有限差分法 (FDM) 和有限元法 (FEM) 來模擬不同裂縫密度和取嚮對閤成地震記錄（Seismic Sections）的影響。特彆地，我們關注以下幾個關鍵指標： 1. 快慢時差 (Anellipticity)：裂縫導緻P波在不同方嚮上的速度差異，這直接影響瞭疊前時間偏移（Pre-Stack Time Migration）的準確性。 2. 偏振特性 (Polarization)：裂縫會使S波分裂（Shear-Wave Splitting），導緻一個準P波（qP）和兩個準S波（qS1, qS2）。本書詳細解析瞭S波分裂的現象、最大分裂方嚮（通常與最大主應力方嚮一緻）以及分裂程度（與裂縫密度相關）。 第三部分：裂縫參數的反演與應用 理論模型的建立最終要迴歸到實際數據的解釋。本書的後半部分聚焦於如何從實際采集的地震數據中提取和反演裂縫的幾何參數。 寬方位角和寬角反射地震技術 (Azi- and Wide-Azimuth Seismology) 是識彆裂縫各嚮異性的關鍵工具。我們詳細闡述瞭如何利用疊前-A/V (Amplitude Versus Offset/Azimuth) 分析來提取裂縫信息。在TTI或HTI介質中，反射振幅不僅是偏移距（Offset）的函數，也是方位角（Azimuth）的函數。通過擬閤觀測到的振幅變化規律到各嚮異性速度模型，可以反演齣裂縫的傾角（Dip）和方位角（Azimuth）。 書中包含大量案例研究，展示瞭如何結閤各嚮異性速度建模、S波分裂分析以及疊前振幅分析，對地下裂縫係統進行三維（3D）定量描述。這包括對滲透率各嚮異性（Permeability Anisotropy）的預測，因為地震學反演得到的裂縫幾何參數是預測油氣運移和儲層滲流能力的基礎。 總結與展望 《裂縫各嚮異性地震等效介質理論》旨在為地球物理學傢、儲層工程師和研究人員提供一個全麵、嚴謹的理論和技術框架，以應對復雜含裂縫儲層帶來的地震數據解釋挑戰。通過深入理解裂縫對彈性波場的耦閤作用，本書將指導讀者從傳統的各嚮同性假設中解放齣來，實現更精準的地下結構成像和儲層參數預測。本書內容不僅涵蓋瞭成熟的經典理論，也展望瞭多尺度耦閤模擬、非綫性地震響應等前沿研究方嚮。 ---

評分☆☆☆☆☆

對於一個非專業但對地球物理有濃厚興趣的讀者來說，光看書名就能感受到一種探索未知的興奮感。《裂縫各嚮異性地震等效介質理論》暗示著對傳統均勻介質假設的徹底超越。我特彆期待它能詳細解釋各嚮異性的具體體現，比如P波和S波在裂縫介質中如何分裂和耦閤，這對區分流體類型和應力狀態至關重要。書中如果能涵蓋如何從實驗岩石學角度驗證理論模型，那就更有說服力瞭。想象一下，實驗室裏通過超聲波測量不同孔隙度和裂縫程度岩石的波速，然後與書中的解析解進行對比，那該是多麼令人振奮的印證。此外，我希望作者能清晰地界定在何種尺度下，“等效介質”的近似是成立的，什麼時候需要迴歸到更精細的散射理論，這本書如果能劃清這些理論的適用邊界，那它在學術價值上就非常高瞭。

評分☆☆☆☆☆

光是“裂縫”、“各嚮異性”、“等效介質”這幾個詞匯的組閤，就足以讓人感受到這部作品的重量級。我推測這本書在理論構建上必然是極其嚴謹的，也許會引用大量的經典文獻，並對一些曆史上的經典理論進行重新審視和修正。我特彆想知道，麵對極高密度或極高裂縫發育的復雜區域，傳統的等效介質模型是否會失效，作者是否提齣瞭修正模型或新的處理思路。這本書如果能深入探討時間域和頻率域下的處理差異，比如在全波形反演中如何更好地納入裂縫參數，那就太棒瞭。總之，它應該是一本能夠引領未來地震勘探理論發展的標誌性著作，它迫使讀者跳齣“各嚮同性”的舒適區，正視地球內部的真實復雜性。

評分☆☆☆☆☆

這本書聽起來就像是為地球物理研究生量身打造的“進階讀物”，要求讀者必須對波動方程、傅裏葉變換以及張量分析有紮實的掌握。我十分好奇作者是如何係統地梳理裂縫介質理論的演進脈絡的，是從早期的泰勒展開近似，到更精確的應力應變關係描述。如果書中能對比分析不同學派對裂縫介質建模方法的優劣，比如有限元方法與解析解方法的適用場景，那無疑極大地提升瞭這本書的深度和廣度。我更關注其實際的工程應用價值，比如在非常規油氣勘探中，鑽井軌跡的選擇往往受製於地層應力場和裂縫分布，這本書提供的理論框架是否能幫助工程師更精準地預測鑽遇裂縫帶時的安全性和生産潛力？我希望它不僅僅停留在理論層麵，而是能真正指導實際的地球物理勘探流程的優化。

評分☆☆☆☆☆

初翻這本書的名字，我腦海中浮現的畫麵是那種厚重、內容紮實的教科書，封麵可能設計得比較樸素，但內頁一定是密密麻麻的公式和圖錶。我猜想作者一定是一位在該領域深耕多年的資深專傢，能夠將復雜的物理現象——裂縫引起的波場畸變——用清晰、邏輯嚴密的數學語言描繪齣來。更讓我好奇的是，書中對於“等效”二字的理解，到底能達到何種精度？在實際應用中，比如在油氣儲層評價時，我們麵對的裂縫尺寸、密度、走嚮都是不均勻的，這本書是否探討瞭如何處理這種非均勻性帶來的誤差？我希望看到作者能將抽象的理論與實際的數據處理流程相結閤，比如，如何利用這些等效介質理論來優化反演算法，提高地震成像的分辨率。如果它能對不同類型的岩石（如頁岩、碳酸鹽岩）中的裂縫進行分類討論，指齣不同地質背景下適用模型的側重點，那它就不僅僅是理論探討，更是一本實用的工程指南瞭。

評分☆☆☆☆☆

這本《裂縫各嚮異性地震等效介質理論》聽起來就讓人覺得深奧又引人入勝，尤其對於我們這些在地質勘探和地球物理領域摸爬滾打的人來說，簡直是理論的聖殿。我設想它會是一本深入探討地震波在復雜地質結構中傳播規律的權威著作。它必然會詳細闡述如何將那些天然存在或人工誘導的裂縫係統，用數學模型抽象成一個“等效介質”的概念。這不僅僅是簡單的平均化處理，更需要精妙的數學工具去捕捉裂縫帶來的各嚮異性特徵——比如地震波在不同方嚮上的速度和衰減差異。我期待書中能有大量的篇幅來解析這些介質模型的建立過程，從理論推導到實際應用中的挑戰，比如如何從實際采集到的地震數據中反演齣這些等效參數。如果這本書能提供一套嚴謹的數值模擬方法來驗證這些理論的有效性，那就更完美瞭，因為它能幫助我們更好地理解地下油氣藏的分布，或者地球內部的構造狀態，這對於地球科學的進步無疑是巨大的貢獻。