地下儲層常存在水平或鉛直應(yīng)力,其中鉛直應(yīng)力將誘導(dǎo)介質(zhì)的橫向各向同性。橫向各向同性介質(zhì)是比較常見的各向異性模型,例如很多沉積巖也呈現(xiàn)出橫向各向同性的性質(zhì)。人們針對各向同性的層狀介質(zhì)情況已開展了彈性波場的解析求解和數(shù)值模擬研究,而對橫向各向同性層狀介質(zhì)彈性波場理論求解,因P-SV波的耦合,導(dǎo)致解析求解困難,其彈性波場研究主要借助有限差分或有限元等數(shù)值方法。目前本征的或鉛直應(yīng)力誘導(dǎo)的橫向各向同性層狀介質(zhì)彈性波場解析求解研究未見報道。因此本文針對存在鉛直應(yīng)力的地層情況,采用解析方法研究了彈性波場的傳播特征,本文的研究將為橫向各向?qū)訝罱橘|(zhì)情況彈性波場求解和模擬提供方便快捷的解析方法和數(shù)值算法;為認識上覆層應(yīng)力對聲場的影響研究提供理論基礎(chǔ),為獲取鉛直應(yīng)力提供理論與方法依據(jù),因此本文的研究具有實際意義。本文對鉛直應(yīng)力誘導(dǎo)的橫向各向同性層狀地層的彈性波場進行解析求解,借鑒橫向各向同性井孔的聲波場解析求解方法,給出了點聲源激發(fā)時鉛直應(yīng)力誘導(dǎo)的橫向各向同性分層模型聲場勢函數(shù)的表達式,為橫向各向同性分層介質(zhì)的彈性波場求解提供了新的求解方法。利用分層邊界條件確定聲場勢函數(shù)系數(shù),求出聲場反射系數(shù),進而確定分層模... 

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【學(xué)位級別】：碩士

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流體-固體界面模型

第二章鉛直應(yīng)力作用下的分層模型和理論公式17DNRDNBDNR32211===···························································(2.46)2.3流體-固體-固體界面理論公式2.3.1流體-固體-固體界面模型現(xiàn)在基于上面的流固模型，在中間增加一層固體層，來討論在多層情況下，聲波場有什么變化規(guī)律。模型如圖2.2所示，假設(shè)中間固體層厚度為h。圖2.2流體-固體-固體界面模型2.3.2理論公式在z=0處，流體-固體界面邊界條件前面已經(jīng)給出，現(xiàn)在增加一層固體后，邊界條件不變

第三章鉛直應(yīng)力作用下層狀介質(zhì)聲波場模擬與分析25驗證了本文采取的全波計算程序的準確性。下面考察鉛直應(yīng)力對波形的影響。點聲源在(0,0,-0.1m)處激發(fā),接收器位置（5m,0,-1m），即在流體中接收。計算鉛直應(yīng)力作用下的波形并與無應(yīng)力情況的波形圖進行對比。圖3.2至圖3.4中心頻率為8kHz。圖3.5至圖3.6中心頻率為1kHz。慢速和快速地層參數(shù)分別見表3.2和表3.3。圖3.2在不同應(yīng)力作用下波形圖（慢速地層）圖3.2是在不同應(yīng)力作用下的波形，黑色實線，紅色虛線和藍色點線分別對應(yīng)無應(yīng)力狀態(tài)，10MPa和30MPa鉛直壓應(yīng)力作用下的全波。由圖可見，在不同應(yīng)力作用下，全波有縱波和肖爾特波，前面幅度相對較弱的是縱波，隨后出現(xiàn)幅度較大的是肖爾特波。鉛直應(yīng)力作用下，波形發(fā)生變化，特別是肖爾特波，幅度變化明顯�？梢钥闯鲈�10MPa壓應(yīng)力作用下，縱波幅度微微增大，到時前移，肖爾特波幅度減小，到時微微后移，變化不太明顯。而當鉛直壓應(yīng)力為30MPa時，縱波幅度依舊微微增大，到時前移，而肖爾特波幅度反而相較10MPa情況下的幅度增大了一些，但仍小于無應(yīng)力作用下的幅度，到時變化不明顯。為進一步探究鉛直應(yīng)力作用下對軟地層情況流體中聲波場的影響，又進行了多組計算，見圖3.3。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]水平單軸應(yīng)力與橫波反射系數(shù)[J]. 劉金霞,崔志文,王克協(xié).  地球物理學(xué)報. 2016(04)
[2]層狀介質(zhì)中的聲波場及面波研究[J]. 張碧星,喻明,熊偉,蘭從慶.  聲學(xué)學(xué)報. 1997(03)

博士論文
[1]彈性波折、反射與橫向各向同性（VTI）介質(zhì)井孔導(dǎo)波聲彈效應(yīng)研究[D]. 劉金霞.吉林大學(xué) 2007
[2]各向異性介質(zhì)地層流體井孔中多極源聲測井理論和數(shù)值研究[D]. 張碧星.吉林大學(xué) 1994

碩士論文
[1]三維應(yīng)力作用下層狀介質(zhì)中平面波的折、反射研究[D]. 曾德恒.吉林大學(xué) 2013



本文編號：3374239