饱和不同流体岩石的衰减实验研究

发布时间：2020-03-27 03:13

【摘要】：地震波传播时能量会随着距离增加而逐渐衰减,定量表征这种衰减对地球物理分析十分重要。由于天然地震波十分复杂,且采集相对繁琐,在实验室中往往利用超声波信号进行类似模拟。超声测试具有操作简便、易于分析的特点,在岩石物理方面具有普遍的应用。本文基于实验室超声透射法,对铝、有机玻璃、人造砂岩及天然砂岩进行了超声测试,实验均在常压常温下进行,耦合剂选用的是蜂蜜和凡士林。利用得到的走时、纵横波速度以及波信号,采用谱比法计算品质因子。研究发现,原有谱比法在计算品质因子时不准确,即利用参考样品法所得品质因子偏小,而利用截断法所得品质因子偏大。这与超声换能器尺寸的有限性产生的绕射效应密切相关。因此本文利用考虑绕射效应的谱比法计算了品质因子,并对该方法的有效性进行了验证。另外,研究了人工砂岩在不同测试频率下的纵波速度及衰减,利用散射衰减理论进行了解释,实验结果与理论十分符合。最后研究了干燥、饱水、饱油天然砂岩的纵波速度及衰减随测试频率的变化规律,并分别进行了解释。
【图文】：

示意图,循环加载

包括两部分：一是吸收衰减，二是散射衰减，除此之收衰减介质中传播时一般会产生能量耗散，最终变成热能，弹性的，这一能量转化就是内摩擦物理机制。介质中例中得到反映，例如某一部分介质随着介质整体振动后，它的振动会随着时间逐渐减弱，最终会停止运动粘滞性是产生气、液之间内摩擦的主要原因。到目前有一个完全满足实际情况的。一般直接将消耗能量与定义： w/W, w 和 W 分别表示一个应力循环内的能比值称作“损耗比”，利用应力循环实验可以得到，制。但是这种测试方法对实验要求很高，实施不易，和振幅，并且该材料受过的应力历史对测试也有很大环加载实验示意图如下：

近似解,非均匀体,视衰减

准均匀态散射：当 ka<0.01 时，此时非均匀体相对于弹性波波长太小不能识别出非均匀体，此时可用某些有效参数对这种介质做均匀介质射非常弱，一般可忽略不计。瑞雷散射：当 ka<<1 时，此时的散射会引起视衰减，，并且散射能量这种散射是点散射。广角散射：当非均匀体的尺度与波长差不多，即 ka≈1 时，此时有效应。此时的散射叫做“Mie 散射”或“共振散射”，因入射能量向射有最大角度。散射衰减及尾波的生成主要发生在这种散射态势中称作后向或背向散射。小角散射：当 ka>>1 时，靠近入射波反射的方向集中了大部分的散射射波在这种情况下很弱，可忽略不计。这种散射也叫做前向散射。实际中，可以根据非均匀体尺度的大小以及对应的散射类型进行分不同的近似解析方法解决不同传播态势的地震波问题。下图呈现的式的划分，并且标明了相应近似解析方法的适用区域：
【学位授予单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P631.4

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