孔隙介質中地震波和電磁波的耦合研究

《孔隙介質中地震波和電磁波的耦合研究》是依託北京大學，由黃清華擔任負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：孔隙介質中地震波和電磁波的耦合研究
• 項目負責人：黃清華
• 項目類別：面上項目
• 依託單位：北京大學

項目摘要

震電勘探由於能同時反映介質彈性參數和電性參數的變化而在油氣勘探中具有潛在的優勢和套用前景，而動電效應則是有助於加深對地震電磁現象認識的一種有潛力的物理機制。但對孔隙介質中震電波場認識比較有限的現狀直接制約了震電勘探和地震電磁機理研究的進一步發展。本項目通過將基於矢量分解的具有高效、高適用性的理論地震圖算法拓展至水平層狀孔隙介質中的震電模型，開發孔隙介質中耦合震電波場的新的數值計算方法和計算程式，基於互易性檢驗及部分數值模型的對比分析來檢驗其可靠性，在收集已有震電觀測資料和開展部分野外觀測採集震電資料的基礎上，開展數值模擬和觀測資料的對比分析，嘗試為震電觀測資料提供合理的解釋依據，進而通過數值模擬來研究孔隙介質中地震波和電磁波的耦合作用，探索震電波場的主要特徵。該研究不僅可為震電勘探在油氣勘探中的套用奠定基礎並提供理論指導依據，而且對於促進地震電磁信號物理機理研究具有重要的科學意義。

結題摘要

動電效應是有助於加深對地震電磁現象認識的一種有潛力的物理機制，但對孔隙介質中震電波場認識比較有限的現狀直接制約了地震電磁機理研究的進一步發展。本項目通過將基於矢量分解的具有高效、高適用性的理論地震圖算法拓展至水平層狀孔隙介質中的震電模型，推導了相應的數學表達式，通過代數變換技巧以及在層狀模型中引入含源虛擬無限薄層等方式解決了數值計算中存在的高頻波或源導致的不穩定問題，開發並實現了一種計算點源破裂模型震電波場的數值計算新方法和相應的計算程式，並基於互易性檢驗及部分數值模型的對比分析檢驗了該計算方法和程式的可靠性；在此基礎上，借鑑理論地震學中的點源疊加方法，將點源破裂模型的算法拓展至有限斷層破裂模型，並通過相應的數值模擬計算，研究了孔隙介質中地震波和電磁波的耦合作用，探討了不同模型參數（結構、介質物性、源）條件下震電波場的特徵；最後，結合收集到的汶川地震餘震的同震電磁觀測資料，開展了具體震例的研究，定量分析了記錄到的電磁信號與地震信號之間的相關性，嘗試結合數值模擬結果進行相關性分析。該研究有助於加深對地震電磁信號的認識和理解，並提供了一條研究地震電磁信號物理機理的新途徑。