【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(duì)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(shí)會(huì)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(lài)特性,而這種頻率依賴(lài)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(lèi)型及飽和度等存在密切關(guān)系。但是,常規(guī)的時(shí)間域卷積法和有限差分法在進(jìn)行地震響應(yīng)的數(shù)值模擬時(shí),沒(méi)有考慮速度的頻率依賴(lài)特性,難以描述和刻畫(huà)地震波在孔隙介質(zhì)中傳播時(shí)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(kuò)展屏延拓算子,用于粘滯-彌散方程(DVWE)依賴(lài)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(lài)頻率的相速度結(jié)合,從而能夠?qū)?chǔ)層孔隙流體導(dǎo)致的速度頻散和衰減考慮進(jìn)來(lái),使用依賴(lài)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(biāo)量波動(dòng)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(shí)分成橫向均勻的背景場(chǎng)和非均勻的擾動(dòng)場(chǎng),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(jìn)的斑塊飽和模型計(jì)算了不同滲透率、流體飽和度、斑塊幾何尺寸對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)層依賴(lài)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(lài)頻率的地震響應(yīng),對(duì)比分析不同滲透率對(duì)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(chǔ)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(shí)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(huà)含油氣儲(chǔ)層的固有衰減和頻散,有助于了解儲(chǔ)層孔隙流體對(duì)地震響應(yīng)的影響,指導(dǎo)頻率域儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。對(duì)于探索復(fù)雜儲(chǔ)層的地震響應(yīng)規(guī)律及提高復(fù)雜儲(chǔ)層地震檢測(cè)的精度等都具有重要的理論與實(shí)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(jī)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(chǎng)特征。它的基本假設(shè)是地震波壓縮孔隙時(shí)僅引起巖石骨架體改變而不會(huì)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(jì)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(shí)，巖石的體積模量satK 和孔隙度 存在以下關(guān)系：1 1 (2

擴(kuò)展了 N 道，則區(qū)域內(nèi)的衰減因子的表達(dá)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(kuò)展道內(nèi)的波場(chǎng)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(xiàn)性衰減和三角函數(shù)衰減。線(xiàn)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(yàn)證上述衰減邊界的衰減效果，設(shè)計(jì)了一個(gè)繞射點(diǎn)模型，模型0m 2560m，空間步長(zhǎng) x 10m， z 5m，縱波速度 vp 3000m s，繞 1 280,640 處。
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：P631.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2634669