弹性波双相介质有限差分数值模拟

发布时间：2021-07-22 04:01

　　随着油气勘探、开发工作的不断发展,面临的勘探对象和开发条件越来越复杂,对储层预测的精度要求也越来越高。由于储层实际上是双相介质或多相介质,传统的地震波理论将地下介质近似为单相介质,因而不能很好地适用于含流体孔隙介质,也不能准确地求取与油气藏有关的岩石和流体参数,因此,建立双相（或含流体孔隙介质）或流体饱和多孔介质中的弹性波传播理论对地震学和地球物理学的发展具有十分重要的意义。本文在分析国内外对双相介质研究的基础上,先讨论了基于Biot理论双相介质的弹性波方程建立、双纵波相速度、弹性界面的反射与透射方程以及弹性参数的转换和BISQ理论、改进BISQ理论的弹性波方程,同时介绍了有限差分法原理并用交错网格对弹性波单相介质的差分格式、震源、频散、边界条件进行了讨论；其次,利用交错网格有限差分方法求解基于Biot理论的双相各向同性介质的一阶速度-应力方程,进行波场数值模拟,分析其波场特征,并运用基于改进BISQ理论的双相各向同性介质的一阶速度-应力方程研究双相介质的物性参数如孔隙度、渗透率、粘滞系数对波场特征的影响,然后实现了基于这两种理论的双相各向同性介质波场分离数值模拟,这对认识弹性波在双相... 

【文章来源】：西南石油大学四川省

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

横波震源模拟的波场快照(左;水平分量:右:垂直分量〕

(a：—阶；b:四阶；C:六阶；d:十阶）从图中可以看出：当差分精度较低时，波场中的数值频散较为严重，尤其是横波，但是随着差分精度的提高，频散对波场的影响逐渐减弱，使得波场更加清晰，即模拟的精度更高。然而，随着差分精度的提高，计算时间更长即计算量越大，因此在选择差分精度时可根据情况考虑。2.5边界条件在波动方程有限差分波场数值模拟过程中，都会遇到如何处理由计算网格的边界所引起的人为边界反射问题，由于地震波传播到人工边界会产生边界反射，甚至干扰内部波场，严重时会扭曲波在无限介质中传播的真实性，造成无法分辨出有效波，所以必须12

的均匀模型，网格间距为3m,其它参数与前面一样，在水平速度分量上加载震源得到运用PML边界条件的220ms时垂直分量的波场快照，模拟结果如图2-7所示。1 101 200 1 101 200邏疆1 101 200 1 101 200(a)无边界条件 （b)完全匹配居法图2-7运用完全匹配层边界条件时的波场对比图从图中可以看出：可以清楚地发现运用完全匹配层边界条件对边界产生的反射波吸收效果较好。14

【参考文献】：
期刊论文
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[6]双相介质分界面上弹性波的反射与透射[J]. 卢明辉,巴晶,杨慧珠.  地球物理学进展. 2007(05)
[7]弹性波交错网格高阶有限差分法波场分离数值模拟[J]. 李振春,张华,刘庆敏,韩文功.  石油地球物理勘探. 2007(05)
[8]地震波有限差分模拟综述[J]. 冯英杰,杨长春,吴萍.  地球物理学进展. 2007(02)
[9]三维双相各向异性介质弹性波方程交错网格高阶有限差分法模拟[J]. 裴正林.  中国石油大学学报(自然科学版). 2006(02)
[10]高精度频率域弹性波方程有限差分方法及波场模拟[J]. 殷文,印兴耀,吴国忱,梁锴.  地球物理学报. 2006(02)



本文编号：3296392