粘彈性正交各向異性孔隙介質(zhì)波場(chǎng)數(shù)值模擬和衰減特性分析

發(fā)布時(shí)間：2020-07-02 06:25

【摘要】：伴隨著國(guó)家對(duì)油氣資源需求的持續(xù)上升,地震油氣勘探目標(biāo)逐漸轉(zhuǎn)向薄互層,裂縫型等復(fù)雜的油氣藏,而先前的彈性介質(zhì)理論已不能對(duì)實(shí)際地層介質(zhì)對(duì)地震波傳播地影響進(jìn)行合理的描述。實(shí)際的地球儲(chǔ)層介質(zhì)往往十分復(fù)雜,其介質(zhì)成分中不僅包含有固體的骨架,同時(shí)介質(zhì)普遍發(fā)育有孔隙,由于孔隙中填充著各種流體,其對(duì)地震波的傳播特征有著顯著的影響。因此,進(jìn)行對(duì)符合實(shí)際儲(chǔ)層介質(zhì)性質(zhì)的復(fù)雜多孔介質(zhì)地研究顯得尤為重要,它為后續(xù)的地震勘探和地震資料解釋奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。所以,本文在前人的孔隙介質(zhì)理論的基礎(chǔ)上,建立了粘彈孔隙正交各向異性介質(zhì)模型,深入研究了地震波的傳播特性。傳統(tǒng)的Biot理論是建立在Gassman方程基礎(chǔ)上,深入考慮了孔隙中流體和固體巖石骨架在壓力梯度作用下地相對(duì)流動(dòng)所引起的摩擦損耗,其描述的是宏觀現(xiàn)象,奠定了地震波在孔隙介質(zhì)中傳播的理論基礎(chǔ)。隨后大量研究表明,Biot理論并不能對(duì)地震波在巖石介質(zhì)中的強(qiáng)衰減和高頻散做出合理的解釋,伴隨著對(duì)Biot理論和眾多實(shí)驗(yàn)的深入研究,人們發(fā)現(xiàn)孔隙介質(zhì)的微觀Squirt噴射流作用是導(dǎo)致地震波強(qiáng)衰減和高頻散的主要因素,于是將Biot理論和Squirt噴射機(jī)制結(jié)合起來,建立一個(gè)統(tǒng)一的BISQ模型。雖然BISQ理論較好的刻畫了地震波在孔隙介質(zhì)中的強(qiáng)衰減和高頻散現(xiàn)象,但是這種現(xiàn)象主要發(fā)生在較高頻段,而地震勘探的有效頻段主要集中在低頻帶,所以這與實(shí)際工作仍存在較大偏差。本文通過對(duì)BISQ理論的深入研究,將廣義Zener線性體的巖石固體骨架粘彈機(jī)制引入BISQ模型,并充分考慮介質(zhì)的各向異性的影響,以符合實(shí)際地層介質(zhì)的正交各向異性介質(zhì)為例,推導(dǎo)出基于BISQ模型粘彈性孔隙正交各向異性介質(zhì)的波動(dòng)方程。通過交錯(cuò)網(wǎng)格高階有限差分技術(shù),對(duì)介質(zhì)中的地震波場(chǎng)在二維情況下進(jìn)行數(shù)值模擬,就固體骨架的粘彈機(jī)制,裂隙參數(shù)以及薄互層對(duì)波場(chǎng)傳播的影響進(jìn)行討論,得到相應(yīng)的波場(chǎng)快照和地震合成記錄進(jìn)行對(duì)比,分析各介質(zhì)參數(shù)對(duì)波場(chǎng)傳播的影響。同時(shí)通過求解模型的平面波解,推導(dǎo)出相速度和逆品質(zhì)因子的方程,分析在地震頻段范圍內(nèi)各模型參數(shù)的不同對(duì)地震波在介質(zhì)中的傳播影響。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P618.13;P631.4
【圖文】：

介質(zhì)模型,彈性系數(shù),矩陣