微地震監(jiān)測技術(shù)在油氣藏開發(fā)與儲(chǔ)層改造等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用,但微地震震源都位于地下幾千米深度范圍,無法直接對(duì)定位結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)。因此本文希望借助聲發(fā)射試驗(yàn)來對(duì)微地震技術(shù)方法、流程進(jìn)行檢驗(yàn),并結(jié)合震源機(jī)制相關(guān)理論,嘗試對(duì)頁巖單軸受力斷裂現(xiàn)象進(jìn)行分析與解釋。聲發(fā)射與微地震現(xiàn)象具有相似的產(chǎn)生原理,且兩者產(chǎn)生的信號(hào)遵循著相同的變化規(guī)律。而相比之下,室內(nèi)聲發(fā)射試驗(yàn)更容易控制信號(hào)質(zhì)量,獲得高信噪比和強(qiáng)能量的有效信號(hào),并可以通過與試件比對(duì)檢驗(yàn)定位及震源機(jī)制反演結(jié)果。因此本文結(jié)合四川五峰-龍馬溪組頁巖特性,設(shè)計(jì)了一套聲發(fā)射半圓彎對(duì)比試驗(yàn),以模擬各向異性巖體局部受力斷裂的情況,進(jìn)而分析震源定位及震源機(jī)制反演流程的可靠性,并對(duì)反演結(jié)果進(jìn)行簡要分析,以了解巖石局部受力情況下可能發(fā)生的變化。通過試驗(yàn)過程分析與結(jié)果對(duì)比可以發(fā)現(xiàn):(1)傳統(tǒng)的微地震信號(hào)處理與定位方法對(duì)聲發(fā)射信號(hào)也同樣適用;(2)強(qiáng)能量定位震源與主裂縫走向具有較強(qiáng)的相關(guān)性,但是震源位置不只出現(xiàn)在裂縫張開區(qū)域;(3)各向異性介質(zhì)在局部受力情況下會(huì)沿受力方向開裂,但存在沿層理面斷裂的可能性;(4)結(jié)合科學(xué)的設(shè)計(jì)方案和精細(xì)化的試驗(yàn)操作,室內(nèi)聲發(fā)射試驗(yàn)的研究成果可以用來指導(dǎo)并解決工程問題。
【學(xué)位單位】：中國石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：P631.4
【部分圖文】：

第 2 章 聲發(fā)射及微地震技術(shù)原理2.1 聲發(fā)射技術(shù)基本概念及原理2.1.1 聲發(fā)射的概念及理論基礎(chǔ)在外力作用下，巖石內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力集中，并有局部應(yīng)力作用超出巖體所能承受的極限，引發(fā)巖石內(nèi)部發(fā)生塑性變形，迅速釋放應(yīng)變能，產(chǎn)生彈性波的現(xiàn)象，稱為聲發(fā)射（acoustic emission,簡稱 AE）[1]。大多數(shù)聲發(fā)射信號(hào)的能量很弱，人耳無法識(shí)別，故需要借助精密儀器進(jìn)行檢測[40]，并由此發(fā)展出了聲發(fā)射技術(shù)。簡單的來說，聲發(fā)射技術(shù)即指：被檢測材料在應(yīng)力作用下產(chǎn)生應(yīng)力場的不穩(wěn)定分布，從而引起材料內(nèi)部應(yīng)力場失衡；內(nèi)部發(fā)生變形、塌陷或斷裂的部位作為聲發(fā)射信號(hào)源發(fā)出彈性波；經(jīng)過介質(zhì)傳播至材料表面的電子探頭，當(dāng)電子探頭檢測到的振動(dòng)幅值超過預(yù)設(shè)門限時(shí)，將該振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，經(jīng)過儀器內(nèi)部簡單處理后被記錄下來的過程（如圖 2.1 所示）。

中國石油大學(xué)（北京）碩士學(xué)位論文收探頭與材料的耦合程度會(huì)決定引入噪聲的大小，也可能會(huì)成為很強(qiáng)的噪聲源。外加其他自然或人為因素帶來的噪聲，則使聲發(fā)射信號(hào)的信噪比急劇降低。

2.1.3 聲發(fā)射信號(hào)分析及處理方法因?yàn)槁暟l(fā)射信號(hào)具有不確定性等特殊的信號(hào)特征，所以在聲發(fā)射技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，形成了一系列獨(dú)有的信號(hào)分析與處理方法。圖 2.2 所示為耿榮生[41]總結(jié)的聲發(fā)射信號(hào)處理方法。但因?yàn)楹芏喾椒ㄉ性跍y試或完善階段，所以常規(guī)的聲發(fā)射信號(hào)分析及處理過程一般使用的是：參數(shù)分析法、頻域分析法、波形相關(guān)法和小波變換法等。（1）參數(shù)分析法參數(shù)分析法，又稱特征參數(shù)分析法，是一種較為傳統(tǒng)的信號(hào)分析方法，不僅適用于聲發(fā)射信號(hào)分析，對(duì)其他領(lǐng)域也有著較好的適用性。該方法實(shí)則為信號(hào)時(shí)間域分析的一種手段，無需對(duì)信號(hào)進(jìn)行其他處理，便可從原始記錄波形上直接獲取信號(hào)特征參數(shù)。如圖 2.3 標(biāo)注了幾種常用的特征參數(shù)，表 2.1 中給出了對(duì)應(yīng)參數(shù)的含義及用途。
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本文編號(hào)：2865978