在砂岩中地震速度、有效压力、孔隙率和泥质含量之间的经验关系

摘要

我们使用多维分析研究砂岩中有效压力 Pe、孔隙率Φ和泥质含量 C 对纵波速度 V_P 和横波速度 V_S 的影响。根据64种不同砂岩水饱和样本的实验测定结果,提供了一组较大的可作统计分析的数据集.对于每个样本,确定了有效压力与 V_P、V_S 之间的关系.全部样本都能很好地符合这样一种关系:在有效压力较低时,速度随 Pe 呈指数增加;当 Pe>0.2千巴(kbar),速度随 Pe 的这种指数增加就逐渐减小为线性增加的关系.不同的岩石,特别是在压力非常低的情况下,速度和压力的关系是各不相同的,尽管这种差异并不能完全归因于孔隙率Φ中和泥质含量 C.综合全部样本测定的数据集,得到最佳拟合公式是:V,=5.77-6.94Φ-1.73C^(1/2)+0.446(P_e-e^(-16.7P.))和V_S=3.70-4.94Φ-1.57C^(1/2)+0.361(P_e-e^(-16.7P.))虽然上式公认为一个十分简单的参数方程,但这里如何仅仅根据这三个参数Φ、C 和 Pe来很好地预测所要研究的岩石速度乃是一个值得注意的要点.模型的估计方差为95%,具有0.1km/s 的均方根误差.V_P/V_S 比值的增长,可能意味着 Pe 值的减小,以及孔隙度的减小,或者泥质含量的增加,或者由此得到的几种情况的综合结果.