声波-岩石物理状态实验研究主要进展

研究者时间主要结果及结论岩体声波检测专题讨论会1982①中国电子学会应用声学学会检测声学组于1981年召开了“岩体声波检测专题讨论会”②会议提出“关于工程岩体(岩石)声学参数检测方法及其分级的建议”林睦曾1983①采用超声波测量了岩石中纵波速度随含水量的变化。通过干燥和饱和岩石的分析，纵波速度之差异随孔隙率的增加而增加。勘探工程1985①地质矿产部地质博物馆和水文、工程地质技术方法研究队协作进行岩心声波检测的试验研究工作，利用纵波速度进行钻探岩石分级、定级；又开始了横波速度检测，求取岩石动弹性力学参数，与岩石可钻性找相关关系。颜玉定1989①用砂岩、凝灰岩、页岩三类岩石试件进行长时间的饱水,对声波参数波速、频率和幅值随饱水时间的变化进行研究,得出了水对岩石各动态参数的作用有物理,化学两种效应,以及两种效应均具有初期快速效应和长期缓慢效应的特点;波速，频率，幅值的值尽管初期效应时有增减,但长期的结果都比风干状态的值低。林志仁1990①分析了热导率与纵、横波之间的相关关系;探讨了影响波速测试的几个主要因素;指出用超声检测技术测试岩石热导率是可行的。陈达力1990①进行了岩石声波频谱分析，采用我们研究建立的岩石声谱分析宽带声测、数字处理微机系统和声谱测试技术,对七、八十块岩石试件进行声波频谱分析的初步试验成果②结果表明:不同岩石有不同频谱,它反映了岩石特性。秦四清等1991①依据建立的岩石复合Q模型,探讨了品质因数Q值与频率、饱水度及压力的关系②燥岩石Q值与频率无关;含水岩石Q值与频率有关。若施加频率远小于谐振频率,Q值与频率弱相关③S波衰减峰值发生在饱水度为100％时,而P波衰减峰值发生在饱水度为60％—90％范围内。史哥等1993①干燥岩石中,纵波衰减比横波高;在被流体完全或部分饱和的岩石中,纵、横波的衰减均高于在干燥岩石中的衰减,横波的衰减的增加量比纵波大,并以复杂的方式依赖于饱和度②在饱和盐水的岩石中,声波振幅随频率的增高而呈指数衰减。在低频段,声波有较大的衰减变化率;在某一特征频率(600kHz左右)之后,振幅与频率基本无关③对同一块样品,饱和不同类型的流体,声波的振幅随流体的粘度增大而减小。L.VERINK1994①基于硅质碎屑岩的岩石物性分类,由声波速度预测岩性和传播特性。②在确定岩性、孔隙度和最终的岩石传播特性时,声速度可能是相当准确的预测工具③对碳酸盐岩和有机质含量极少的硅质碎屑岩的四种主要岩石物性进行了分类乔文孝等1995①Ｂｉｏｔ理论和Ｂｅｒｒｙｍａｎ理论结合起来，研究了多孔介质的声学性质（纵、横波波速等）与孔隙度、饱和度、泥质含量及频率之间的关系，并将计算结果与实验测量结果进行了对比，二者的趋势有较好的一致性。②Ｂｏｉｔ理论和Ｂｅｒｒｙｍａｎ理论可方便地应用于声全波测井和地震勘探。陈治喜等1996①运用一个对空心厚壁圆柱形岩样施加内压而测定岩石断裂韧性的简单方法，并对部分砂、页岩试样进行了测试；建立了岩石断裂韧性与声波速度和动态弹性模量之间的关系，认为岩石的断裂韧性与纵波速度、横波速度和动态弹性模量有较好的线性相关性。赵发展等1998①不同孔隙度和不同渗透率的多块岩心在不同温度和压力条件下进行了测量，得到其纵、横波速度以及电阻率随温度和压力的变化规律②通过油驱水实验，得到了高温高压下的含水饱和度与电阻增大率的关系。由水驱油、气驱油和气驱水实验发现了在驱替过程中声波和电阻率的变化规律，并解释了引起这种变化的原因。赵秀菊等1999①用回归分析方法，研究声波速度与岩石硬度相关关系、地面声波速度与井下测井声波速度相关关系的数据分析处理过程，给出了获取的定性定量结论②绍了以方便现场工程应用为目的所建立的利用测井声波速度预测地层岩石硬度的数学模型、预测剖面及其资料验证结果李长文等1999①岩石超声测量分析结果表明，不同岩石具有不同的纵波或横波频率特性，岩石声衰减越大，其频率主值越低②纵波主频随孔隙流体性质变化较显著，与含气饱和度之间呈“Ｕ”字形关系③井孔模型中的声波全波列观测实验也指出，随着地层孔隙度及渗透率的增大，不仅各组分波的衰减增大、速度减小，而且其主频也有不同程度的降低，特别是斯通利波的主频明显向低频方向漂移，高频组分波比低频组分波衰减更大.张元中等2001①对岩石声频散进行了实验研究,用不同频率的声学探头使用超声波脉冲穿透法对砂岩和泥岩样品进行了测量,并分析了两者的频散现象.结果表明:在51kHz—1MHz频率范围内,在干燥状态下岩芯有频散现象;在饱水状态下,砂岩的频散现象更明显,岩芯中流体的存在是影响纵波频散的一个重要原因②利用频散方程计算不同频率时的速度值,并与实验结果进行了比较,说明频散方程可以较好的描述砂岩与泥岩的频散关系李月2007①本文运用RSM-SY5声波测试仪，首先测定了不同密度的玄武岩、花岗岩、石灰岩以及三者组成的层状岩体在静载时的纵波波速②进行单轴压缩试验，并同步使用声波仪测定每级荷载对应的岩石波速③再根据应力—应变曲线计算出岩石的弹性模量，从而取得相应岩石的各种物理力学参数和对应的声学参数④在此基础上，采用回归分析的方法，分别研究了不同岩性以及层状岩石的密度、应力、弹性模量和其纵波波速的相互关系，进行比较分析。孟召平等2008①通过实验研究影响沉积岩石声波速度的主要因素,建立了沉积岩石纵、横波速度之间及其与沉积岩石密度、围压和含水量之间的定性定量关系.②砂岩和石灰岩的纵、横波速度一般要高于砂质泥岩、泥岩和煤.沉积岩石的横波速度与纵波速度之间呈现出很好的线性相关性,反映出横波速度大约为纵波速度的3/5.③沉积岩石的声波速度受沉积岩石密度、围压和含水量等因素所控制,且随着岩石密度、围压和含水量的增大而增大,但由于岩性不同,岩石的声波速度增高的速率则不完全相同.