粘弹性各向异性裂缝性储层地震波场传播特征研究

发布时间：2021-12-28 02:15

　　裂缝性储层作为一种重要的油气储层,是油气勘探开发的主要目标区域之一。围岩及充填流体的存在使其具有粘弹性特征,而裂缝的发育往往导致该类储层具有各向异性特征。为准确描述裂缝性储层,应该研究裂缝性储层的粘弹性及各向异性特征,为此本文开展了粘弹性各向异性裂缝性储层地震波场传播特征研究。粘弹性裂缝储层中发育的裂缝构成储层的储集空间及运移通道,且由于构造应力的作用,裂缝通常以高陡倾角成组平行嵌入到围岩基质中,使得该类储层具有各向异性特征;另外,储层围岩基质及其储集流体所具有的粘弹性导致地震波在裂缝储层中发生衰减。综合考虑裂缝储层的各向异性与粘弹性性质,利用Kelvin-Voigt粘弹性模型、线性滑动裂缝模型与Hudson模型,本文构建了粘弹性各向异性裂缝性储层等效介质模型,并基于该模型开展了三维粘弹性各向异性地震波场数值模拟与平面波分析研究,以探究地震波在裂缝储层中的传播特征。地震波场数值模拟采用旋转交错网格有限差分算法来近似计算空间导数,同时采用复频移递归积分非分裂PML边界条件来吸收边界反射。波场数值模拟结果直观展示了地震波在裂缝介质中传播时所具有的各向异性特征,以及振幅衰减、频率降低等粘弹性... 

【文章来源】：中国石油大学(华东)山东省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：110 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 研究的目的及意义
    1.2 国内外发展现状
        1.2.1 裂缝等效介质理论发展现状
        1.2.2 粘弹性介质理论发展现状
        1.2.3 粘弹性各向异性地震波数值模拟研究现状
    1.3 主要研究内容
第二章 粘弹性各向异性裂缝等效介质模型构建
    2.1 基础理论
        2.1.1 Kelvin-Voigt粘弹性模型
        2.1.2 Schoenberg线性滑动理论
        2.1.3 Hudson裂隙理论
    2.2 模型构建
        2.2.1 围岩基质粘弹性的表征
        2.2.2 裂缝各向异性的表征
        2.2.3 垂直裂缝粘弹性介质弹性系数表征
        2.2.4 倾斜裂缝粘弹性介质弹性系数表征
    2.3 小结
第三章 粘弹性各向异性裂缝介质数值模拟
    3.1 粘弹性各向异性速度应力方程建立
    3.2 三维旋转交错网格有限差分方法
        3.2.1 差分网格定义
        3.2.2 差分格式稳定性分析
        3.2.3 差分算子计算
        3.2.4 差分离散化的速度应力方程
    3.3 三维旋转交错网格有限差分数值模拟实现
        3.3.1 三维震源加载
        3.3.2 粘弹性各向异性边界条件
        3.3.3 三维弹性波场分离算法
    3.4 小结
第四章 粘弹性各向异性裂缝介质波传播特征分析
    4.1 粘弹性裂缝介质波场特征分析
        4.1.1 3D均匀粘弹性裂缝模型波场分析
        4.1.2 3D层状粘弹性裂缝模型波场分析
        4.1.3 3D复杂粘弹性裂缝模型波场分析
    4.2 粘弹性裂缝介质地震响应规律
        4.2.1 基质Q值变化的影响
        4.2.2 充填流体变化的影响
        4.2.3 裂缝体密度变化的影响
        4.2.4 裂缝横纵比变化的影响
        4.2.5 裂缝倾角变化的影响
        4.2.6 裂缝方位角变化的影响
    4.3 小结
第五章 粘弹性各向异性裂缝介质频散及衰减分析
    5.1 基本理论
    5.2 数值实验
        5.2.1 随基质Q值的变化规律
        5.2.2 随地震波入射角的变化规律
        5.2.3 随地震波方位角的变化规律
        5.2.4 随充填流体的变化规律
    5.3 小结
第六章 结论与认识
参考文献
攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Kelvin-Voigt黏弹性骨架的含非饱和流体孔隙介质BISQ模型（英文）[J]. 聂建新,巴晶,杨顶辉,晏信飞,袁振宇,乔海鹏.  Applied Geophysics. 2012(02)
[2]黏弹TTI介质中旋转交错网格高阶有限差分数值模拟[J]. 严红勇,刘洋.  地球物理学报. 2012(04)
[3]组合边界条件下二维三分量TTI介质波场数值模拟[J]. 杜启振,孙瑞艳,张强.  石油地球物理勘探. 2011(02)
[4]裂缝诱导各向异性双乳隙介质波场传播特征[J]. 杜启振,孔丽云,韩世春.  地球物理学报. 2009(04)
[5]适用于更广渗透率范围含泥质砂岩的广义粘弹性BISQ模型（英文）[J]. 聂建新,杨顶辉,杨慧珠.  Applied Geophysics. 2008(04)
[6]三参数常Q粘弹性模型构造方法研究[J]. 孙成禹,印兴耀.  地震学报. 2007(04)
[7]Kelvin-Voigt均匀黏弹性介质中传播的地震波[J]. 苑春方,彭苏萍,张中杰,刘振宽.  中国科学（D辑:地球科学）. 2005(10)
[8]裂缝性地层黏弹性地震多波波动方程[J]. 杜启振,杨慧珠.  物理学报. 2004(08)
[9]线性黏弹性各向异性介质速度频散和衰减特征研究[J]. 杜启振,杨慧珠.  物理学报. 2002(09)
[10]粘弹性介质中的地震波[J]. 范家参.  地震研究. 2001(04)

硕士论文
[1]粘弹性介质地震波数值模拟[D]. 贾立坤.中国石油大学 2011
[2]Kelvin粘弹性介质下瑞雷面波正演模拟及波场分析[D]. 南坤.中南大学 2010
[3]横向各向同性介质有限差分法波场模拟方法研究[D]. 李宾.中国石油大学 2009
[4]粘弹性波动方程正演模拟与参数反演[D]. 单启铜.中国石油大学 2007



本文编号：3553201