【摘要】：流體和孔隙介質界面上的彈性波傳播問題一直受到諸多領域研究者的關注，例如地震勘探、巖石物理學、土壤工程、水聲學等等。這類問題不僅具有重要的理論學術價值，同時對工程應用也有著重要的指導意義。彈性波在多孔巖石邊界處的反射和折射問題一直以來都是地聲學研究中一個重要的分支。近年，復雜油氣儲藏已成為人們尋找新的油氣資源的目標和勘探重點。 近些年來，人們對飽和流體的多孔介質中的地震波傳播問題進行了大量研究，取得了一系列的研究成果。從總體的發(fā)展趨勢上看，其基本理論經(jīng)歷了：（1）最簡單的單相流體模型（2）固體和液體雙相流體模型（3）孔隙介質內(nèi)含有裂隙模型。如果將非均勻性尺度做為依據(jù)，可將現(xiàn)有的多孔介質波動理論分為三個大類：（1）宏觀尺度、（2）介觀尺度、（3）微觀尺度。 與宏觀尺度和微觀尺度相比，最近幾年，大多數(shù)研究者都認同介觀尺度的多孔介質模型能夠更好的解釋地震頻段的頻散和衰減問題，普遍認為這種機制對于地震勘探與地球物理工程問題領域有重大實際應用價值。目前對于非均勻飽和多孔介質界面上的彈性波反射和折射特點與規(guī)律的認識還很少，本文就是考慮在介觀尺度下，采用Pride于2004年提出的Patchy飽和巖石聲學模型研究彈性波的頻散、衰減及在流體與非均勻飽和巖石水平界面上的折反射特點。 本文首先以Biot理論作為研究基礎，深入了解Biot模型及其相關模型——Biot-Stoll模型和Pride-Patchy飽和模型，理解孔隙介質中的各種波動現(xiàn)象；其次，基于Pride-Patchy理論，，通過引入位移勢函數(shù)的方法，推導出彈性波在流體與Patchy飽和模型界面上折反射的理論公式，給出快縱波、慢縱波和橫波的位移折反射系數(shù)和能量折反射系數(shù)等表達式；再次，編寫計算程序，計算考察彈性波在Patchy飽和模型中頻散和衰減特性；最后，計算彈性波在流體與Patchy飽和巖石水平界面上的折反射系數(shù)，分析快縱波、慢縱波和橫波的折反射特性與規(guī)律。 計算結果表明，非均勻流體飽和巖石中，快縱波、慢縱波和橫波的位移折反射系數(shù)、能量折反射系數(shù)、垂直入射滲流位移折射系數(shù)和能量干涉系數(shù)隨含水飽和度的變化而變化。其中，非均勻氣水飽和情況,折反射系數(shù)中的的大小受含水飽和度影響較大，非均勻油水飽和中的含水飽和度對折反射系數(shù)影響相對較小。 本文的研究有利于認識彈性波在流體與非均勻飽和巖石界面上反射和折射規(guī)律，此外，對地震勘探和聲波測井應用也有著重要指導意義。
【圖文】：

Biot-Stoll模型的結構
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P631.4

【參考文獻】

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本文編號：2551789