【摘要】：地震數(shù)據(jù)包含了反映地下介質特征的豐富信息,尤其是含流體孔隙介質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的地震響應,探索地下介質的異常特征與地震響應關系對于油氣勘探非常重要。地震波在含流體孔隙介質中傳播時會產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的孔隙結構、滲透率和孔隙流體類型及飽和度等存在密切關系。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中傳播時發(fā)生的固有頻散和衰減。本文提出了一種適應多物理參數(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合,從而能夠將儲層孔隙流體導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中的頻散和衰減特征。DVWE考慮了孔隙介質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,推導了基于DVWE的能適應多物理參數(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,對比分析不同滲透率對地震響應的影響。然后使用DVWE和AWE模擬辮狀河地質模型的地震響應,結果顯示,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的影響,指導頻率域儲層預測。對于探索復雜儲層的地震響應規(guī)律及提高復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-孔隙微結構模型 （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。它的基本假設是地震波壓縮孔隙時僅引起巖石骨架體改變而不會導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 存在以下關系：1 1dry maK K K (2其中，maK 為巖石基質的體積模量，， 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 存在以下關系：1 1 (2

擴展了 N 道，則區(qū)域內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)的選取非常關鍵，需要結況選取。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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1 王海洋;孫贊東;Mark CHAPMAN;;巖石中波傳播速度頻散與衰減[J];石油學報;2012年02期

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本文編號：2634669