多尺度孔隙介质弹性波传播研究

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实际的油气储层和海底介质都是典型的孔隙介质。地震勘探和声学探测技术分别是油气资源勘查与海底调查的重要手段。弹性波的频散和衰减在孔隙介质波传播过程中尤为突出,更是油气地震预测及海底底质参数声学反演所需的重要属性。因此,对孔隙介质的弹性波传播规律进行研究,具有重要的科学与现实意义。
  弹性波在孔隙介质中传播时发生频散和衰减的主要原因是孔隙介质中固相与流相的相对运动造成,主要包括宏观全局流动,微观喷射流动及中观局部流动。本文将孔隙介质中三种尺度流体流动对弹性波传播的影响综合到一个理论模型当中。模型将孔隙介质等效表示为“十字型”结构,由固体骨架和两种孔隙流体组成,其中“十字型”内部和外部分别由不同性质流体饱和。基于弹性动力学机制,从基本的势能,动能和耗散函数出发,推导了该模型的波动方程,应用平面波分析法得到了弹性波的复波数,得到了三类波速度和逆品质因子的解,最后通过数值计算,分析了不同参数条件下,弹性波传播速度和衰减等传播特征。油气地震勘探的弹性波为低频,频率范围一般在5Hz至2kHz之间。而海底声学探测技术所采用弹性波频率一般为5kHz到数百kHz。因此,本文研究了1~108Hz频段内不同物性参数时弹性波的频散和衰减特征。
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