基于S变换的分频AVO研究

发布时间：2020-07-20 19:54

【摘要】：传统AVO理论基于Zoeppritz方程提出,没有考虑弹性波在地层中传播产生的衰减和频散。为了模拟弹性波在地层中传播的真实情况,本文基于Chapman频散介质理论,构建饱和含水砂岩模型,研究了纵横波在地层中传播的衰减和频散情况,并讨论了时间尺度、裂缝密度等模型参数对于纵波衰减和频散的影响。加入频率属性,构建三类常见AVO的数值模型,研究了其各自的反射系数特征与频率的关系,得到三类AVO能量的移动方向。为了选用高“性价比”的时频分析方法,合成了地震单道模型和含噪地震记录,利用常见的时频分析方法,包括STFT、WVD、S变换和广义S变换,对其进行时频分析,决定选用S变换作为本文的时频分析方法,并设计制作了低速饱水和干燥的人工砂岩物理模型,对采集的物理模型数据利用S变换进行频谱分析和分频分析,利用S变换提取物理模型数据的单频剖面来进行流体检测。最后基于SmithGidlow公式推导了分频AVO反演的公式,将S变换与AVO技术相结合,对建立的具有第Ⅲ类AVO特征的两层和三层数值模型正演结果进行分频AVO分析,得到弹性情况和频散情况下反映频散程度的频散属性曲线,结果表明分频AVO反演能够很好地识别弹性和频散介质。
【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】：P618.13;P631.4
【图文】：

图 2.1 Chapman 颗粒尺度模型裂隙与孔隙之间的关系，(据 Chapman，ig. 2.1 Realationship between pore and fracture of Chapman grade-scale（according to Chapman, 2002）粒尺度下，该模型的含有频率的有效体积模量和有效剪切模量 4 3 2 21 3 423 2 234 3 216 1 2 1 322 1545 1 3 4 1 45 3 4 ccK A rAB BKK i B 分别为： 2 16 1127 1 3 2 3 1P ci iK KA

图 2.2 Chapman 中尺度模型裂缝与孔隙之间的关系，(据 Chapman，2003Fig. 2.2 Realationship between pore and fracture of Chapman medium scale (according to Chapman, 2003)模型的有效刚度张量（effective stiffness tensor）的表达式为：0 1 2 3ijkl ijkl c ijkl p ijkl f ijklC C C C C0C 是由拉梅常数 和 所表示的各向同性的弹性张量矩阵，1C 代献，2C 表示来自微裂隙的贡献，3C 代表来自裂缝的贡献。果已知饱和流体在某一频率0 下的体积模量0flK ，并且知道其他的为0 、裂隙密度0 ，那么可以得到如下公式： 00 0 000 0 0= = , ,= = , ,P P fl fls s fl flV V K KV V K K ，，岩石纵、横波速度情况下，可得到： 2 22= -2P SSV VV

(a) (b)图 2.3 含水饱和砂岩模型纵波衰减和频散，(a) 纵波衰减，(b) 纵波频散Fig. 2.3 P wave’s attenuation and frequency dispersion of water-saturated sandstone model (a)P wave’s attenuation, (b) P wave’s dispersion图 2.4 是在砂岩模型饱水和饱气状态下横波的能量衰减和速度频散。从图 2.4(a)能看出在进行流体替换之后，横波的能量衰减情况并不明显，并且对比图 2.3 和图2.4 可以看出不管是在饱水还是饱气情况下横波的衰减程度都是要小于纵波的，这是因为决定横波衰减的有效剪切模量eff 对于流体的变化并不敏感，所以在改变流体性质之后，横波的衰减也并不明显。图 2.4(b)可以看出横波速度变化程度不大，说明横波在含不同流体时期频散程度并没有什么变化。

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本文编号：2763874