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[问题讨论]地层中有几个波? [复制链接]

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在线cllipe
 
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只看楼主 倒序阅读 使用道具 0楼 发表于: 2009-04-05 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
— 本帖被 cllipe 执行提前操作(2020-01-15) —
●李传亮

地震波有纵波(压缩波)和横波(剪切波)之分,横波只能在固体中传播,而不能在流体中传播,纵波则能在两种介质中传播。由于岩石由固体骨架和地层流体两种介质共存,因此,地震波在地层中的传播是十分复杂的。仅以纵波为例,来讨论地层中的传播问题。

在图A中,上面是流体,下面是固体,震源产生的波,通过固体和流体传播的速度是不同的,也就是说在检波点能检测到两个波。



在图B中,震源产生的波,通过流体之后,又进入固体继续传播,在检波点只能检测到一个。



真实的地层不是图A和图B的简单情形,而是图C的复杂结构,流体和固体交织在一起,震源产生的波,在检波点能检测到几个?请大家讨论一下。


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离线xky_sxd
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只看该作者 1楼 发表于: 2009-04-06 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
地震波是机械波的一种,其震源服从震动方程(并不完全科学),震源震动过程中具有能量扩散的响应(即震源和介质紧密结合时才会出现的响应),这种响应使得震源能量以满足波动方程的波动(能量)在介质中扩散,这种扩散服从波动方程导出的能量分布。(实际上无论是机械波还是电磁波,都遵循相似的规律,并没有发现电磁波之前的电磁波的能量分布是通过研究机械波推导的(其波动性)),当然在过程中人们逐渐将弹性钢球的运动结合进来,发展了弹性波动学。

不得不说弹性波动学是地震勘探的基础理论。

无论是机械波还是电磁波都有偏振现象,偏振也是能量传播过程中的一种奇特现象,虽取决于波本身,但也和介质有关系,只是在地震中并不足够重视。

另外横波和纵波的分类在于说明介质对于震源的响应:
楼主的问题可能有一点值得商讨,液体中传播的纵波在固液界面仍能分解成横波和纵波,这种现象源于介质本身的各项异性。(这也是发现地核界面的原因)

另外所有的这些都基于震源的无限小和能量无限大的近似(很怪的假设),当然有专门研究震源性质的学科,在地震中变成对于雷克子波的假设了,这种假设本身也是对于弹性波动理论用于地震勘探深度和频率响应的足够近似。

楼主的讨论实际上很有意义:
即使是水平界面和倾斜界面,波动方向正向垂直还是有角度,固液界面上都会存在纵波和横波:因为高压粘性液体据研究似乎能够传播横波。

以上个人意见。

楼主留言:

若只考虑纵波,能检测到几个呢?

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坐看云起 财富 +20 分享技术 2009-04-06
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离线xky_sxd
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只看该作者 2楼 发表于: 2009-04-06 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
若只考虑纵波,有以下情况能够确切答案: 
  纵波1--------->|   液态(无粘常压均匀介质) |  ----纵波1、产生分裂横波1、由分裂横波产生的纵波2 ----> |      固态均匀介质 ( 界面,垂直入射下无横波1纵波2)  | 
  -------->纵波1、横波1、纵波2  ;纵波1分裂横波2(可能无),横波2分裂纵波3(可能无),纵波2分裂横波3

所以,在垂直入射下,均匀介质中只有纵波,因为没有剪切分量。
            在有角度入射下,均匀介质中,只要遇到界面就会产生分解,能量会随之扩散,这时有6个波,四组:纵波1,2;横波1;横波2;纵波3,横波3。

具体也不能很清晰,因为最近在看地震测深上理解到的,可能有错误。但是一旦遇到非均匀介质就不一样了,地下几乎处处是场源,虽然只有能量强的反射才可能被检波器记录到,但是能量的叠加也不能小视。个人认为界面波动物理似乎非常重要。

楼主留言:

太复杂了,^_^

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坐看云起 财富 +20 分享技术 2009-04-06
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离线haolly
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只看该作者 3楼 发表于: 2009-05-11 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
这个问题很复杂。不同的尺度有不同的认识,要看考虑解决哪个尺度的问题了。宏观,微观差别很大。

楼主留言:

对于石油来说,宏观的应用价值应该更大吧。。。

离线qqlewis
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只看该作者 4楼 发表于: 2011-06-02 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
应该是3个。
能检测到几个取决于检波器。

前几天刚好考了《地球物理在地质中的应用》。手头有点资料,又查阅了一遍。

常规地震勘探是利用单一的纵波进行勘探(如纵波勘探--利用P波;横波勘探--利用S波)。多波勘探是指不仅利用纵波、还利用横波、转换波进行勘探,以提供有关地质、油气藏更多的信息,解决单一纵波勘探所不能解决的问题。(如:P、P-SV联合;P、P-SV、SH联合;P、SH联合)

入射和反射波的转换关系如下:
P-->P,   PS  其中,PS包括SV和SH.
SV--> P,SV
SH-->SH
所以单纯的纵波有角度入射,应该能检测到三个波:P,  SV,  SH

再来看看9分量检波器,三个震源(一个纵波、两个横波)激发,三分量检波器接收。这样可以得到九分量记录:

楼主留言:

流体、骨架、整个介质都在传播,应该有更多,^_^

[ 此帖被qqlewis在2011-06-02 03:22重新编辑 ]
离线qqlewis
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只看该作者 5楼 发表于: 2011-06-02 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
如果更多,该如何分析呢?
流体中不就传播纵波么? 而骨架传播纵波和横波。如果分那么细,我觉得好像很难?各种波之间还有干涉。 我认为纵波入射时,光考虑反射波的话,产生的是纵波和转换横波。如果要说其他波,那就还有绕射波等?——但这已经不在讨论范围之内了吧?

楼主留言:

应该有很多,但检波器可以有选择的接收。

离线cattle
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只看该作者 6楼 发表于: 2011-06-03 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
xuexix
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只看该作者 7楼 发表于: 2012-04-26 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
你们是不是想复杂了呢, 李教授画的这几个模型实际上只是直达波模型, 如果假设震源为一个点, 那就不论哪种情况, 一次激发只能接受到一个波: 也就是直达波

楼主留言:

地层中的孔隙流体传波,固体骨架也传波,为何只有一个波呢?

给爱因斯坦送手纸 :)
离线wumr2000
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只看该作者 8楼 发表于: 2012-04-26 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
无论流体, 骨架都只是波传播的介质, 它们大概不能把一个波变成两个;
如果真要变出好几个来,这地震勘探是没法做了

楼主留言:

1、据说地震能接收到很多波,纵波、横波,直达波,初至波,反射波,等等,但他们会过滤;
2、地层一端放炮,水介质和骨架介质的传播速度不同,到底有几个波能到达检波点,我也不清楚。

给爱因斯坦送手纸 :)
离线wumr2000
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只看该作者 9楼 发表于: 2012-04-26 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
您就勉为其难相信我一回呗^_^,
您说的那些波在您的模型里面只有直达波;
我举个例子吧:  声波是纵波, 跟地震波的传播规律是一样的.
有句俗话叫"隔墙有耳", 说明声波可以通过多种介质传播, 假设你把耳朵贴到墙上, 听到的声音会清楚一些; 耳朵不贴到墙上也能听到, 但你绝不会听到有两个声音 (理论上您别忘了捂上另一只耳朵, 因为只有一个检波器)

楼主留言:

是直达波,但是多孔介质特殊,若是固体介质或流体介质,就只能有一个波达到,现在是固体与流体交织在一起,固体传的快声波先到达,流体传的慢声波后到达。比如,趴在铁轨上听到火车的声音比较快,在空中听到的声音比较慢,若铁轨是中空的,趴在铁轨上到底能听到几个声音呢?

给爱因斯坦送手纸 :)

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