【摘要】：地震數(shù)據(jù)包含了反映地下介質(zhì)特征的豐富信息,尤其是含流體孔隙介質(zhì)中存在的地震衰減和速度頻散。因此,使用合理的方法模擬地下介質(zhì)的地震響應(yīng),探索地下介質(zhì)的異常特征與地震響應(yīng)關(guān)系對于油氣勘探非常重要。地震波在含流體孔隙介質(zhì)中傳播時會產(chǎn)生顯著的速度頻散和衰減,并且這種速度頻散和衰減特征存在頻率依賴特性,而這種頻率依賴特性與含流體孔隙介質(zhì)的孔隙結(jié)構(gòu)、滲透率和孔隙流體類型及飽和度等存在密切關(guān)系。但是,常規(guī)的時間域卷積法和有限差分法在進行地震響應(yīng)的數(shù)值模擬時,沒有考慮速度的頻率依賴特性,難以描述和刻畫地震波在孔隙介質(zhì)中傳播時發(fā)生的固有頻散和衰減。本文提出了一種適應(yīng)多物理參數(shù)橫向變化的穩(wěn)定的局部擴展屏延拓算子,用于粘滯-彌散方程(DVWE)依賴頻率的地震數(shù)值模擬。由于頻率域的屏延拓算子可以很自然地和依賴頻率的相速度結(jié)合,從而能夠?qū)涌紫读黧w導(dǎo)致的速度頻散和衰減考慮進來,使用依賴頻率的縱波速度模型模擬地震波在含流體孔隙介質(zhì)中的頻散和衰減特征。DVWE考慮了孔隙介質(zhì)流體的粘度和彌散性,適合模擬孔隙流體引發(fā)的地震衰減,但是DVWE不同于常規(guī)的標量波動方程(AWE),該方程不僅要處理速度的橫向變化,還要處理粘度及彌散系數(shù)的橫向變化。本文根據(jù)Born近似和散射理論,將速度、粘度和粘滯系數(shù)同時分成橫向均勻的背景場和非均勻的擾動場,推導(dǎo)了基于DVWE的能適應(yīng)多物理參數(shù)橫向變化的屏延拓算子。本文根據(jù)Rubino改進的斑塊飽和模型計算了不同滲透率、流體飽和度、斑塊幾何尺寸對應(yīng)的儲層依賴頻率的縱波相速度。首先使用基于DVWE的雙域屏延拓算子模擬水平層狀地層的依賴頻率的地震響應(yīng),對比分析不同滲透率對地震響應(yīng)的影響。然后使用DVWE和AWE模擬辮狀河地質(zhì)模型的地震響應(yīng),結(jié)果顯示,儲層及其下部地層的地震反射出現(xiàn)了顯著的能量衰減、走時下拉以及相位畸變等特征。因此本文提出基于DVWE的屏延拓算子能夠刻畫含油氣儲層的固有衰減和頻散,有助于了解儲層孔隙流體對地震響應(yīng)的影響,指導(dǎo)頻率域儲層預(yù)測。對于探索復(fù)雜儲層的地震響應(yīng)規(guī)律及提高復(fù)雜儲層地震檢測的精度等都具有重要的理論與實際意義。
【圖文】：

（c）裂縫-孔隙微結(jié)構(gòu)模型 （d）斑塊飽和模型圖 2-1 四種典型的速度頻散模型的衰減機制（改自王海洋，2012）2.1 Gassmann 理論方程1951 年 Gassmann 根據(jù)多孔彈性介質(zhì)理論提出了 Gassmann 方程，用于描體替換后的波場特征。它的基本假設(shè)是地震波壓縮孔隙時僅引起巖石骨架體改變而不會導(dǎo)致孔隙流體壓力的變化。因此可以利用巖石骨架、孔隙流體與的體積模量計算飽和含孔隙流體介質(zhì)的體積模量。干巖石的有效體積模量dryK與孔隙度 存在以下關(guān)系：1 1dry maK K K (2其中，maK 為巖石基質(zhì)的體積模量，， K 表示干孔隙剛度。在低頻情況下巖石含有飽和流體時，巖石的體積模量satK 和孔隙度 存在以下關(guān)系：1 1 (2

擴展了 N 道，則區(qū)域內(nèi)的衰減因子的表達式為： N i G e 1 i N其中 是衰減系數(shù)。由于衰減因子的存在，擴展道內(nèi)的波場成指數(shù)衰減減既不能太快也不能衰減太慢，因此衰減系數(shù)的選取非常關(guān)鍵，需要結(jié)況選取。還有其他積累衰減方法，比如線性衰減和三角函數(shù)衰減。線性衰減：0i1G sN 1 i N(三角函數(shù)組合衰減：1 1sin cos2 2i iG a bN N 1 i N(其中， a b 1。為了驗證上述衰減邊界的衰減效果，設(shè)計了一個繞射點模型，模型0m 2560m，空間步長 x 10m， z 5m，縱波速度 vp 3000m s，繞 1 280,640 處。
【學位授予單位】：成都理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P631.4

【參考文獻】

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本文編號：2634669