Коэффициент неупругого затухания - Anelastic attenuation factor

В сейсмология отражений, то коэффициент неупругого затухания, часто выражается как сейсмический коэффициент качества или же Q (который обратно пропорционален коэффициенту затухания), количественно оценивает эффекты неупругого затухание на сейсмический импульс вызвано движением жидкости и трением по границам зерен. При распространении сейсмической волны в среде эластичный энергия, связанная с волной, постепенно поглощается средой и в конечном итоге превращается в тепловая энергия. Это известно как поглощение (или неупругое затухание) и в конечном итоге приведет к полному исчезновению сейсмической волны.^[1]

Фактор качества, Q

Q определяется как

${\displaystyle Q=2{\pi }\left({\frac {E}{{\delta }E}}\right)}$

куда ${\displaystyle {\frac {{\delta }E}{E}}}$ - доля энергии, потерянной за цикл.^[2]

Земля преимущественно ослабляет более высокие частоты, что приводит к потере разрешения сигнала при распространении сейсмической волны. Количественный сейсмический атрибут анализ амплитуда в зависимости от смещения эффектов усложняется неупругим затуханием, поскольку оно накладывается на Эффекты AVO.^[3] Сама скорость неупругого затухания также содержит дополнительную информацию о литологии и условиях коллектора, например: пористость, насыщенность и поровое давление поэтому его можно использовать как полезный инструмент для определения характеристик коллектора.^[4]

Следовательно, если Q может быть точно измерен, то его можно использовать как для компенсации потери информации в данных, так и для анализа сейсмических атрибутов.

Измерение Q

Метод спектрального отношения

^[5]

Геометрия вертикального сейсмического профиля (ВСП) с нулевым выносом делает его идеальным вариантом для расчета Q с использованием метода спектрального отношения. Это происходит из-за совпадающих траекторий лучей, которые пересекают данный слой горной породы, гарантируя, что единственная разница в траектории между двумя отраженными волнами (одна от верха интервала и одна снизу) представляет собой интересующий интервал. Сложенная поверхность сейсмическое отражение Трассы будут предлагать аналогичное отношение сигнал / шум на гораздо большей площади, но не могут использоваться с этим методом, потому что каждая выборка представляет различный путь луча и, следовательно, будет испытывать различные эффекты затухания.^[6]

Сейсмические волны, полученные до и после прохождения среды с сейсмической добротностью, Q, на совпадающих траекториях лучей будут иметь амплитуды, связанные следующим образом:

${\displaystyle {\frac {A_{final}}{A_{initial}}}=R.G.e^{\frac {-{\pi }ft}{Q}}}$;

куда ${\displaystyle {A_{final}}}$ и ${\displaystyle {A_{initial}}}$ амплитуды на частоте ${\displaystyle f}$ после и до обхода среды; ${\displaystyle R}$ - коэффициент отражения; ${\displaystyle G}$ - коэффициент геометрического расширения и ${\displaystyle t}$ это время, необходимое для прохождения среды.

Принимая логарифмы с обеих сторон и переставляя:

${\displaystyle ln\left({\frac {A_{final}}{A_{initial}}}\right)=\left({\frac {-{\pi }t}{Q}}\right)f+ln(RG)}$

${\displaystyle Y=mX+C}$

Это уравнение показывает, что если логарифм спектрального отношения амплитуд до и после прохождения среды представлен как функция частоты, он должен дать линейная связь с перехватить измерение упругих потерь (R и G) и градиент измерение неупругих потерь, с помощью которых можно найти Q.

Из приведенной выше формулировки следует, что Q не зависит от частоты. Если Q зависит от частоты, метод спектрального отношения может привести к систематическому смещению оценок Q ^[7]

На практике заметные фазы, видимые на сейсмограммах, используются для оценки Q. Lg часто является самой сильной фазой на сейсмограмме на региональных расстояниях от 2 ° до 25 ° из-за его малой утечки энергии в мантию и часто используется для оценки земной коры. Q. Однако ослабление этой фазы имеет другие характеристики в океанической коре. Lg может внезапно исчезнуть на определенном пути распространения, что обычно наблюдается в переходных зонах континент-океан. Это явление называется «Lg-блокировка», и его точный механизм до сих пор остается загадкой.^[8]

Смотрите также

• Акустическое затухание
• Затухание

Рекомендации

1. Toksoz, W.M., & Johnston, D.H.1981. Затухание сейсмических волн. SEG.
2. Шериф, Р. Э., Гелдарт, Л. П., (1995), 2-е издание. Разведочная сейсмология. Издательство Кембриджского университета.
3. Дасгупта Р. и Кларк Р.А. (1998) Оценка Q по данным наземных сейсмических отражений. Геофизика 63, 2120-2128
4. Улучшенная сейсмическая компенсация Q, Раджи, У.О., Ритброк, А. 2011. Расширенные аннотации SEG 30, 2737
5. Тонн Р. 1991. Определение факторов качества сейсмических данных Q по данным ВСП: сравнение различных вычислительных методов. Geophys. Просп. 39, 1-27.
6. Дасгупта Р. и Кларк Р.А. (1998) Оценка Q по данным наземных сейсмических отражений. Геофизика, 63, 2120-2128
7. Гуревич Б., Певзнер Р., 2015 г., Как частотная зависимость Q влияет на оценки спектрального отношения. Геофизика 80, А39-А44.
8. Мусави, С. М., К. Х. Крамер и К. А. Лэнгстон (2014), Среднее значение QLg, QSn и наблюдение за блокировкой Lg на континенте, J. Geophys. Res. Твердая Земля, 119, DOI: 10.1002 / 2014JB011237.