流体粘性应力对孔隙介质体波和井孔波的影响研究

发布时间：2021-08-27 14:29

　　声波被广泛应用于油气资源勘探和地球科学探测中,地层的声学响应中含有丰富的地质信息,因此学者们对地层声场的研究十分关注。目前,大部分研究中均使用Biot提出的流体饱和孔隙介质弹性波动力学理论,简称为Biot理论。Biot理论的本构方程中未考虑孔隙介质中的流体粘性应力,但实际孔隙地层中的流体是具有粘性应力的。针对这一情况,本文考虑了流体粘性应力,在Biot理论基础上推导了孔隙介质的控制方程,分析了流体粘性应力对孔隙介质体波的影响,并在此条件下进行了井孔声场推导和计算。结果表明:粘性流体饱和的孔隙地层中存在慢横波,且慢横波具有衰减高,速度低的特点。高频高粘度时,相速度较高,更容易被识别。本文主要内容包括:对Biot模型下孔隙地层中传播的波（快纵波、慢纵波、快横波）进行了相关计算,说明了这三种波在孔隙地层中传播时渗流运动的特点。同时,针对Biot模型中的本构方程进行了讨论。基于Biot理论,考虑到实际地层中的牛顿流体存在剪切粘性,推导了粘度修正Biot模型,并对孔隙地层中的体波进行了计算。基于Fortran语言,编程研究了频率和流体粘度对四种体波的速度和逆品质因子的影响,并与Biot模型进行了... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

反射波场的能量密度图

哈尔滨工业大学工程硕士论文-39-54321其次，如图5-6所示。为粘度修正Biot模型下所定义的散射波场在井孔轴线上的能量密度图。计算以240个频率进行，频率范围为0-12kHz，轴向波数以1025个进行。a)3m处接收器接收波形b)阵列接收器接收波形图5-5全波列波形图5-6反射波场的能量密度图为了对比直观，Biot模型和粘度修正Biot模型对比结果记录在表5-2中。从上面三幅图中可以看出，考虑到普朗特流体力学中引入了边界层的概念，粘度修正Biot模型和Biot模型下的全波波形之间差异主要体现在流体粘滞项的

【参考文献】：
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本文编号：3366523