地下儲層常存在水平或鉛直應力,其中鉛直應力將誘導介質的橫向各向同性。橫向各向同性介質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。人們針對各向同性的層狀介質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彈性波場理論求解,因P-SV波的耦合,導致解析求解困難,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力誘導的橫向各向同性層狀介質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層狀介質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;為認識上覆層應力對聲場的影響研究提供理論基礎,為獲取鉛直應力提供理論與方法依據,因此本文的研究具有實際意義。本文對鉛直應力誘導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)時鉛直應力誘導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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【學位級別】：碩士

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流體-固體界面模型

第二章鉛直應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給出，現(xiàn)在增加一層固體后，邊界條件不變

第三章鉛直應力作用下層狀介質聲波場模擬與分析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。計算鉛直應力作用下的波形并與無應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在不同應力作用下波形圖（慢速地層）圖3.2是在不同應力作用下的波形，黑色實線，紅色虛線和藍色點線分別對應無應力狀態(tài)，10MPa和30MPa鉛直壓應力作用下的全波。由圖可見，在不同應力作用下，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，但仍小于無應力作用下的幅度，到時變化不明顯。為進一步探究鉛直應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).  地球物理學報. 2016(04)
[2]層狀介質中的聲波場及面波研究[J]. 張碧星,喻明,熊偉,蘭從慶.  聲學學報. 1997(03)

博士論文
[1]彈性波折、反射與橫向各向同性（VTI）介質井孔導波聲彈效應研究[D]. 劉金霞.吉林大學 2007
[2]各向異性介質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 1994

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



本文編號：3374239