基于岩石物理的非均匀双相介质正演模拟方法研究

发布时间：2018-03-05 14:20

  本文选题：非均匀双相介质　切入点：岩石物理　出处：《中国石油大学(华东)》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：双相介质岩石物理基础是计算地震参数与模型物性参数之间定量关系的重要纽带。本文双相介质岩石物理基础主要研究地球介质的矿物组分、孔隙度、弹性模量、剪切模量、介质密度、孔隙流体类型和饱和度等物性参数对岩石双相介质弹性参数的影响,直接对地震数值模拟和偏移成像结果有着重要作用。岩石物理基础在一定的假设条件下将理想的岩石物理模型等效为双相介质模型,将双相介质弹性参数与岩石的基质、骨架与孔隙流体性质联系起来。将岩石物理基础与双相介质高阶交错网格正演模拟方法结合对非均匀复杂介质模型地震波的传播规律,对地下构造的成像及储层预测均具有重要意义。双相介质中弹性波传播的精度和效率是正演模拟方法中的关键问题,提高实际储层勘探精度和模拟效率一直备受关注。在模拟双相介质弹性波的传播过程中,高阶差分解法会造成地震波的数值频散。数值频散与时间步长、空间步长、地震波速度、传播方向、波长、有限差分系数等有关。本文采用最小二乘法通过改变积分区间求取一系列一阶空间导数的差分系数,并分析该差分系数和传统方法求取的差分系数的频散关系。选取效果最佳的最小二乘法进行数值模拟,并与传统方法相比较。数值频散分析和弹性波场模拟分析表明:在相同的介质弹性参数和离散参数的情况下,采用最佳积分区间的最小二乘法更能有效地压制数值频散,比Taylor级数展开法具有更高的数值模拟精度。新的差分系数可以通过降阶提高计算效率而保证模拟精度。结合双相介质岩石物理基础进行正演模拟可以更精细的认识和研究地震波场特征。本文基于Biot理论,从非均匀双相介质弹性波的一阶应力-速度方程出发,基于最小二乘法有限差分系数,使用交错网格高阶算法对双相介质模型进行数值模拟。将双相介质有限差分正演模拟算法用于均匀介质,分析了物性参数对波场特征的影响,模拟了双层介质中的反射透射特征与非均匀复杂介质中波场的传播,为实际勘探中非均匀储层的探测开发提供了理论依据。
[Abstract]:The rock physical basis of dual phase medium is an important link in calculating the quantitative relationship between seismic parameters and model physical parameters. In this paper, the mineral composition, porosity, modulus of elasticity, shear modulus of earth medium are studied in this paper. The effects of physical parameters such as density of medium, type of pore fluid and saturation on elastic parameters of rock biphasic medium, It plays an important role in the seismic numerical simulation and migration imaging results directly. Under certain assumptions, the ideal rock physical model is equivalent to the two-phase medium model, and the elastic parameters of the two-phase medium and the rock matrix are obtained. The rock physical foundation and the high order staggered grid forward modeling method of dual phase medium are combined with the propagation law of seismic wave in heterogeneous complex medium model. The accuracy and efficiency of elastic wave propagation in dual phase medium are the key problems in forward modeling. In the process of simulating the propagation of elastic wave in two-phase medium, the numerical dispersion of seismic wave will be caused by high-order difference method, the numerical dispersion and time step size, the space step size, the numerical dispersion and the time step, the space step size, the numerical dispersion and the time step size, the space step size, the numerical dispersion and the time step size, Seismic wave velocity, propagation direction, wavelength, finite difference coefficient and so on are related. In this paper, the difference coefficients of a series of first order spatial derivatives are obtained by changing the integral interval by using the least square method. The dispersion relationship between the difference coefficient and the difference coefficient obtained by the traditional method is analyzed. The least square method, which is the best method, is selected for numerical simulation. Compared with the traditional method, numerical dispersion analysis and elastic wave field simulation analysis show that the least square method with the best integral interval can suppress the numerical dispersion more effectively under the same elastic and discrete parameters. Compared with Taylor series expansion method, the new difference coefficient can guarantee the accuracy of numerical simulation by improving the efficiency of calculation by reducing the order. The forward modeling based on the rock physical foundation of dual phase medium can be recognized more accurately. The characteristics of seismic wave field are recognized and studied. This paper is based on Biot theory. Based on the first order stress-velocity equation of elastic wave in inhomogeneous two-phase medium, the finite difference coefficient of least square method is used. The two-phase medium model is numerically simulated by staggered grid high-order algorithm. The finite difference forward modeling algorithm of two-phase medium is used to simulate the homogeneous medium, and the influence of physical parameters on the wave field characteristics is analyzed. The characteristics of reflection and transmission in double-layer medium and the propagation of wave field in non-uniform complex medium are simulated, which provides a theoretical basis for the exploration and development of non-uniform reservoir.
【学位授予单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P631.4

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