储层地震预测理论与实践

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出版者:科学出版社
作者:赵政璋
出品人:
页数:423
译者:
出版时间:2005-5
价格:220.00元
装帧:精裝本
isbn号码:9787030148032
丛书系列:
图书标签:
  • 地质
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具体描述

储层地震预测理论与实践,ISBN:9787030148032,作者:赵政璋、赵贤正、王英民

深入探索:岩石物理性质与地球物理成像 内容简介: 本书旨在为地球物理勘探、资源评估以及地下工程领域的研究人员、工程师和高级学生提供一本全面而深入的岩石物理性质及其在地震、电磁和声波等多种地球物理方法中的应用指南。我们不讨论任何关于“储层地震预测理论与实践”的具体内容,而是聚焦于支撑这些应用的更基础和广泛的地球物理成像原理与岩石响应机理。 全书共分六个核心部分,系统地阐述了从微观尺度到宏观尺度的岩石响应规律,并探讨了如何利用这些规律进行高分辨率的地球物理成像。 --- 第一部分:岩石物理学基础与孔隙介质理论 本部分是全书的理论基石,重点解析了岩石作为多孔介质的物理特性。我们从固体骨架的弹性理论出发,引入了对岩石力学行为的描述。 1.1 弹性波在固体介质中的传播: 详细回顾了弹性波方程、P波(纵波)和S波(横波)的速度与衰减机制。讨论了应力-应变关系在各向异性介质中的表示(如Hooke定律的广义形式)。 1.2 孔隙度和流体的影响: 深入探讨了孔隙结构(孔隙度、渗透率、连通性)对岩石宏观弹性模量的控制作用。重点分析了不同类型流体(水、油、气)填充孔隙对速度和衰减特性的影响规律,包括饱和度和微观流体流动的影响。 1.3 经典有效介质理论: 全面梳理了描述孔隙介质有效弹性模量的经典模型,包括: Gassmann方程的扩展应用: 阐述了在不同压力和温度条件下,流体替换引起的体积模量变化,并讨论了其在特定频率范围内的适用性限制。 Wood方程与Voigt-Reuss平均: 比较了不同平均方法在描述随机混合介质时的差异和适用场景。 1.4 粘弹性与衰减机制: 针对地震信号在实际地层中能量损失的问题,本章深入研究了岩石的粘弹性响应。分析了内部摩擦、弛豫过程以及流体粘滞(例如Biot准静态和动态流体流动机制)如何导致地震波的频率依赖性衰减(Q因子)。 --- 第二部分:地震波响应的精细建模 本部分将理论模型与实际观测数据联系起来,关注在复杂地质环境中地震波形和属性的变化。 2.1 界面反射与透射理论: 采用Zoeppritz方程的精确和近似解,分析了不同岩性界面(如速度突变、密度变化)上反射系数和透射系数的方位角和偏振特性。重点讨论了零偏移距反射系数(AVO效应)的理论基础及其在预测岩性变化中的作用。 2.2 频散与各向异性: 研究了具有明显各向异性岩石(如页岩、沉积岩层理)对地震波的影响。引入了垂直横向各向同性(VTI)和斜横向各向同性(TTI)模型,精确计算了倾角、方位角与速度之间的关系,并探讨了在地震数据处理中如何校正或反演这些各向异性参数。 2.3 叠前反演的基础理论: 从波场分离和反演方程的建立出发,详细阐述了如何从地震记录中反演地下介质的弹性参数(如纵波阻抗、横波阻抗、密度)。对比了基于线性近似(如梯度法)和全波形反演(FWI)的数值实现技术及其优缺点。 --- 第三部分:电磁法与综合地球物理成像原理 超越传统的纯弹性波分析,本部分扩展到利用电磁场探测地下介质的导电性、磁性等非弹性特征。 3.1 导电性与地质环境: 分析了岩石导电性的主要控制因素,包括孔隙水的导电性、粘土矿物的表面导电性和岩石骨架的电子导电性。引入了Archie定律及其修正模型,用于估计地层电阻率。 3.2 频率域电磁法(MT/TEM): 详细介绍了大地电磁法(MT)和时间域电磁法(TEM)的物理基础和数据处理流程。重点讨论了如何利用电阻率剖面图识别深部含水层、基底结构以及热异常区域。 3.3 磁法勘探基础: 阐述了磁性矿物(如磁铁矿)对总磁场异常的贡献。讨论了磁化强度、剩磁和感应磁化对磁异常特征的影响,以及如何进行磁异常源的定位和深度估计。 --- 第四部分:地球物理数据采集与预处理 本部分关注野外数据的获取质量和初始处理步骤,确保后续反演和解释的可靠性。 4.1 地震数据采集系统: 涵盖了从高密度二维(2D)到三维(3D)地震勘探的采集设计原理。讨论了震源(如可控震源、炸药)和接收系统(检波器类型、采样率)的选择标准,以及噪声抑制的现场技术。 4.2 初步数据处理流程: 系统梳理了地震数据处理流程中的关键步骤,包括:静校正(近地表速度建模)、球面散焦补偿、去噪(如F-K滤波、Radon变换去缆道波/多次波)、以及动校正和速度分析。 4.3 井间与测井数据的整合: 介绍了利用声波测井(声速、密度)、电阻率测井和核磁共振测井(NMR)获取高精度岩石参数信息的方法。重点阐述了如何利用测井曲线与地震数据进行时间-深度校准和波阻抗反演的约束。 --- 第五部分:高分辨率成像技术与应用 本部分聚焦于现代地球物理学中的先进成像技术,以期获得更精细的地下结构图像。 5.1 偏移成像理论: 深入解析了地震波偏移(Migration)的数学基础,特别是有限差分法、傅里叶变换法(如Kirchhoff偏移)在处理复杂构造中的应用。讨论了实现高精度成像所需的速度模型构建技术。 5.2 全波形反演(FWI)的数值方法: 详细介绍了FWI的迭代框架,包括目标函数的设计、伴随状态方程的求解以及梯度计算。讨论了FWI在处理强非线性问题时面临的局部最小值挑战和多尺度方法的应用。 5.3 衰减补偿与反演: 针对地震波衰减导致分辨率下降的问题,阐述了如何利用频率依赖性信息,通过Q补偿技术恢复高频能量,并将其纳入弹性参数反演框架中。 --- 第六部分:工程地球物理与环境应用 最后,本书将前述理论和技术应用于具体的工程和环境问题,展示地球物理方法解决实际问题的能力。 6.1 工程地质勘察: 探讨了利用高频浅层地震、地质雷达(GPR)和电法勘探来评估地基稳定性、检测地下空洞、确定基岩深度和追踪地下水流动的实例。 6.2 矿产资源勘查中的物理特性响应: 分析了特定矿体(如硫化物、斑岩铜矿)独特的磁性、重力和电性响应特征,以及如何设计多物理场联合勘探方案以提高识别精度。 6.3 监测与时间序列分析: 介绍了如何通过重复地球物理测量(如时间偏移、差分处理)来监测地下工程活动(如注水、沉降、渗透率变化)引起的介质参数微小变化。 本书内容结构严谨,理论推导详实,注重物理意义的阐释,是地球物理领域不可多得的参考资料。

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用户评价

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这本书的装帧和排版都非常精美,这一点在学术著作中尤为难得。纸张的质感很好,印刷清晰,即使是大量的公式和图表,也显得井井有条,不会让人感到眼花缭乱。我喜欢作者在理论讲解时,总是能够将复杂的概念用相对易懂的语言表达出来,并辅以大量的示意图。这些图的绘制质量极高,直观地展示了各种地质模型和地震波传播的原理,大大降低了理解的门槛。书中对算法的介绍也非常详尽,从前置处理到逆时 বলেন,每一步的逻辑都清晰可见,并且作者还提供了代码实现的思路,这对于我这样一个喜欢动手实践的人来说,无疑是巨大的福利。我尝试着对照书中的描述,在自己的电脑上复现了一些简单的例子,虽然遇到了不少技术上的难题,但每一次的成功都带来了巨大的成就感。这本书不仅仅是一本理论参考书,更像是一个循循善诱的导师,引导你一步一步地掌握地震预测的核心技术。它让我对这个领域产生了前所未有的浓厚兴趣,甚至开始主动去查阅相关的文献,希望能够将书中的知识融会贯通,并形成自己的理解体系。

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这部书我刚拿到手,虽然还没完全细读,但粗略翻看下来,就被其宏大的叙事和深刻的洞察力所吸引。作者仿佛是一位经验丰富的探险家,带领读者深入地质构造的神秘领域,用地震波的语言解读地下的秘密。我尤其欣赏书中对于理论构建的严谨性,不是简单地罗列公式和定理,而是循序渐进地阐述了每一项理论的起源、发展以及在实际应用中遇到的挑战和突破。从基础的波动方程到复杂的成像算法,每一步都扣人心弦,仿佛在解开一个层层包裹的谜团。书中的案例分析更是点睛之笔,那些来自真实勘探场景的数据和解释,让抽象的理论变得鲜活而具体。读着读着,我仿佛置身于一个庞大的数据处理中心,看着那些闪烁的屏幕,分析着那些复杂的地层剖面图,脑海中勾勒出地下油气的分布图景。当然,对于我这样的初学者来说,书中涉及的一些高级概念还需要反复琢磨,但正是这种挑战性,让我觉得这本书非常有价值,它不会轻易地给你答案,而是激发你去思考、去探索。我期待在接下来的阅读中,能够更深入地理解作者的思路,并尝试将这些知识应用到我自己的学习和工作中。

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这本书的阅读过程,对我而言是一场“思维的风暴”。作者在讲解过程中,常常会抛出一些极具挑战性的问题,并引导读者去思考不同的解决方案。他鼓励读者跳出传统的思维定势,去探索新的方法和思路。我尤其欣赏书中对“人工智能在地质建模中的应用”的讨论,这让我看到了未来地震预测技术的发展趋势。作者并没有简单地将AI技术视为一个“黑箱”,而是深入分析了AI技术在地震数据解释中的优势和局限性,并给出了如何在实际应用中更好地发挥AI技术潜力的建议。此外,书中对“多波多分量地震勘探”的介绍,也让我耳目一新。通过同时采集和处理不同类型的地震波,可以获得更丰富、更全面的地下信息,从而提高储层预测的精度。这本书让我深刻体会到了科学研究的迭代性和创新性,也激发了我不断学习和探索的热情。

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这本书的结构设计非常巧妙,逻辑性极强,让我能够循序渐进地掌握复杂的知识。作者在每一章节的开头,都会清晰地阐述本章的学习目标,并在结尾进行总结,帮助读者巩固所学内容。我特别喜欢书中关于“地震波速度分析”的讲解,它不仅仅是停留在理论层面,而是详细介绍了如何通过实际数据来提取速度信息,以及这些速度信息如何用于后续的成像和解释。书中的图例也做得非常到位,清晰地展示了各种速度模型的构建过程,以及它们对地震数据解释的影响。此外,书中对“反演理论”的深入探讨,也让我受益匪浅。反演是地震预测的核心环节之一,而作者通过对不同反演方法的对比分析,帮助读者更好地理解其原理和适用性。这本书为我提供了一个非常系统和完整的知识框架,让我能够从宏观上理解地震预测的整个流程,并对其中关键的技术环节有深入的认识。

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这本书给我带来了全新的视角和深刻的启发。作者在论述地震预测理论时,展现出了极高的哲学思考高度,不仅仅是技术的堆砌,而是对“为什么”和“如何”进行了深入的追问。他探讨了地震勘探的本质,以及在复杂地质条件下,我们如何通过有限的观测数据,去推断无限的地下信息。这种对“不确定性”的深刻理解,贯穿了整本书的始终。我特别喜欢书中关于“模型不适定性”的讨论,它让我明白了为什么即使是最好的算法,也无法做到完美的预测。而作者提供的解决方案,例如正则化、多解性分析等等,都极具启发性。此外,书中对“多属性分析”的讲解,也让我眼前一亮。通过综合利用多种地震属性,可以提取更丰富、更可靠的地质信息,从而提高预测的精度。这本书让我对地震勘探的认知,从单一的技术层面,提升到了一个更具理论深度和哲学高度的层面,让我对未来的研究方向有了更清晰的规划。

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阅读这本书的过程,对我而言是一次知识的“洗礼”。作者对于地震波在地下传播过程的描述,简直像是在用一种全新的语言与地球对话。从介质的弹性参数到波场的演化,每一个物理过程都被解释得淋漓尽致。我之前对地震波的理解,可能还停留在比较表面的层面,而这本书则让我深入到了其内在的物理机制。特别是关于地震波在复杂地层中传播时出现的各种现象,比如衍射、反射、折射等等,以及这些现象如何被用来反演地下结构,作者都进行了细致的讲解。我尤其欣赏书中关于“速度建模”的章节,这是地震数据处理和解释的核心环节之一,而作者在这方面给出了非常系统和详尽的论述,从传统的射线理论到现代的波场模拟,每一种方法都有其优缺点和适用场景。书中的图示也恰到好处,帮助我理解了抽象的数学公式背后所代表的物理意义。这本书让我对地震勘探的理论基础有了更深刻的认识,也为我今后的学习和研究打下了坚实的基础。

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这本书的内容深度和广度都令人印象深刻。它不仅仅是一本专注于特定技术的方法论书籍,更是一本涵盖了地震预测整个生命周期的综合指南。从原始数据的获取和质量控制,到数据预处理、层析成像、反演,再到最终的储层参数预测,每一个环节都进行了详尽的介绍。我特别喜欢书中关于“数据质量控制”的部分,它强调了“垃圾进,垃圾出”的原则,并给出了许多实用的技巧来识别和处理数据中的噪声和异常。这对于实际的项目来说,是至关重要的。此外,书中对各种成像算法的深入剖析,也让我对地震数据的解释有了更清晰的认识。不同的算法在处理不同类型的地质构造时,会有不同的优势和局限性,而作者通过对比分析,帮助读者更好地选择和应用适合自己的方法。这本书为我提供了一个完整的知识体系,让我能够从宏观上理解地震预测的全过程,并对其中关键的环节有深入的认识。

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这本书给我最大的感受是其前瞻性和实践性并存。在理论层面,作者不仅梳理了经典的地震预测方法,还深入探讨了当前研究的前沿热点,例如人工智能在地震数据解释中的应用,以及如何处理复杂地质构造带来的地震波畸变等问题。这些内容让我看到了地震预测技术未来的发展方向,也激发了我对新方法的探索欲望。在实践层面,书中大量的案例研究,让我得以窥见真实世界中地震预测的复杂性和挑战。不同地区的构造差异、数据质量的限制、以及多学科交叉带来的协同效应,都被作者一一呈现。我尤其被书中关于“不确定性”的讨论所吸引,地震预测本身就是一个充满不确定性的过程,而如何量化和管理这些不确定性,是决定勘探成功与否的关键。作者通过对不同算法的对比分析,以及对预测结果的误差评估,为我们提供了一个非常实用的框架。我正在尝试将书中的一些方法论,应用到我正在进行的一个项目上,希望能够从中获得一些新的启示,并提高项目的预测精度。

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这本书给我最直观的感受是其“接地气”。虽然它探讨的是非常前沿和复杂的科学技术,但作者始终没有脱离实际应用的需求。书中的每一个理论讲解,都紧密地联系着实际的勘探目标,例如如何更准确地识别有利储层、如何预测储层的物性参数、以及如何降低勘探风险等等。我尤其欣赏书中关于“储层参数预测”章节的讲解,它不是简单地罗列预测模型,而是深入分析了不同预测模型背后的物理假设,以及它们在不同地质条件下的适用性。书中的案例分析,更是让我看到了这些理论在实际勘探中的应用效果,那些来自不同油气田的真实数据和解释成果,让我对地震预测的实用价值有了更深刻的认识。我尝试着将书中的一些预测方法,应用到我正在进行的资料分析中,希望能够得到更可靠的储层预测结果。这本书让我觉得,科学研究的最终目的,还是为了解决实际问题,而这本书恰恰做到了这一点。

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这本书的价值在于它不仅仅提供了一种工具,更传递了一种思维方式。作者在阐述理论时,始终强调“理解”的重要性,而不是简单地“套用”。他鼓励读者去探究各种方法背后的物理机制和数学原理,从而能够根据实际情况灵活地选择和应用最适合的解决方案。我特别欣赏书中对“不确定性量化”的详细论述,它让我认识到,在地震预测中,与其追求完美的预测,不如更好地管理和量化预测中的不确定性。书中的案例分析,更是生动地展示了如何通过对不确定性的评估,来指导勘探决策。此外,书中对“多属性融合”的讲解,也让我看到了提高预测精度的有效途径。通过将多种地震属性进行有机的结合,可以提取更丰富、更可靠的地质信息。这本书让我深刻体会到,在科学研究中,理解、创新和实践是相互促进的,而这本书恰恰将这三者完美地结合在了一起。

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