[发明专利]一种地震波衰减预测的方法及系统

摘要

本申请提供了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。利用所述的这些地震波衰减和频散进行地震波衰减预测更加接近于真实值。

主权项

一种地震波衰减预测的方法，其特征在于，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；其中，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；其中，所述饱和岩石的体积模量为：Ksq=Kd+α2/(β+S1+(ω)+S2+(ω))---(1)]]>其中，与表示时间简谐系统为eiwt的假设前提下推导的结果，上标的正负号只会影响复模量的虚部信息，保证计算地震波衰减值为正所需，使其更加符合实际的物理意义；Kd表示干岩石体积模量；α＝1‑Kd/Ks，Ks表示基岩体积模量；β＝φ/Kf+(α‑φ)/Ks；α、β为Biot理论公式本领域公知的参数；φ表示岩石孔隙度，Kf表示流体体积模量；其中，f(ζ±)＝2J1(ζ±)/ζ±J0(ζ±)，i是复数形式的虚数单位，γ＝h/2Ra，J1、J0为一阶和零阶贝塞尔函数，νG，KG为零频条件下饱和岩石的泊松比和体积模量，ε为裂隙密度，γ为裂隙纵横比，N为体积V的岩石中裂隙的个数,h为裂隙厚度，Ra为硬币型裂隙半径；Ks表示基岩体积模量；Kf表示流体体积模量；μ表示固体剪切模量；η表示流体粘滞系数；ω表示圆频率；其中，ε1＝Na3/V,γ1＝h/2a；其中，N为体积V的岩石中裂隙的个数,h为裂隙厚度，a为尖灭型裂隙的长度，λT表示尖灭型裂隙纵横比，φ表示岩石孔隙度。