雙相介質(zhì)中地震波衰減特性研究及應(yīng)用.pdf

1、石油和天然氣作為當(dāng)今全球范圍內(nèi)極其重要的資源，在各國能源開采中均占有重要地位。隨著油氣勘探精度和目標(biāo)復(fù)雜程度的不斷提高，基于單相彈性介質(zhì)的理論已難以解決新油田勘探開發(fā)所面臨的問題。雙相介質(zhì)考慮到固相和流相兩者的彈性特征，體現(xiàn)出地下地層孔隙流體充填情況，故基于雙相介質(zhì)波動理論的方法具有更合理的巖石物理假設(shè)，更有利于尋找復(fù)雜孔隙油氣藏和地下流體。
　　 地震波衰減是地震勘探理論的一個重要研究領(lǐng)域，目前關(guān)于雙相介質(zhì)衰減特征的研究涉及較

2、少，而地震波的衰減特征是識別油氣儲層的重要技術(shù)手段。本文主要研究雙相介質(zhì)中地震波的衰減特征，目的試圖通過研究地震波衰減特征與油氣流體存在的關(guān)系，將理論結(jié)果應(yīng)用到實際油氣檢測中。
　　 針對上述研究內(nèi)容，本文首先對雙相介質(zhì)模型采用交錯網(wǎng)格高階有限差分方法進(jìn)行地震數(shù)值模擬，設(shè)立多個物理模型，包括均勻介質(zhì)，單雙相介質(zhì)互層，模擬實際薄儲層，各向同性和各向異性等模型，探討了雙相介質(zhì)數(shù)值模擬技術(shù)，多方面多角度研究雙相介質(zhì)中地震波的傳播規(guī)律及

3、衰減特征。
　　 相速度與逆品質(zhì)因子是影響雙相介質(zhì)對地震波傳播與吸收的重要參數(shù)。本文從Biot各向同性縱波方程出發(fā)，在平面簡諧波假設(shè)條件下，推導(dǎo)出快慢縱波相速度與衰減逆品質(zhì)因子的解析式，分析了滲透率、黏滯系數(shù)、孔隙度等參數(shù)在垂直波傳播方向?qū)ο嗨俣燃澳嫫焚|(zhì)因子的影響規(guī)律并與相同條件下BISQ模型所描述的相關(guān)規(guī)律進(jìn)行了比較。
　　 通過上述對雙相介質(zhì)地震波衰減特性的研究發(fā)現(xiàn)地震波在雙相介質(zhì)中傳播時，低頻能量相對增強，高頻能量

4、相對減弱。由此得到通過提取地震資料高低頻能量進(jìn)行油氣儲層預(yù)測的方法，模型試算獲得有效結(jié)果，將此方法應(yīng)用于實際工區(qū)樊131區(qū)塊沙三中(上)目的層，取得良好應(yīng)用效果，證明了該方法具有一定的有效性和正確性。
　　 通過上述研究得到以下結(jié)論：
　　 1、通過對一系列雙相介質(zhì)模型的數(shù)值模擬，觀察到當(dāng)波從雙相介質(zhì)傳至單相介質(zhì)時，快、慢縱波均產(chǎn)生本身反射波，轉(zhuǎn)換快慢縱波、轉(zhuǎn)換橫波、透射波和透射轉(zhuǎn)換橫波。慢縱波在固相波場和流相波場中，波

5、形會反相。在VTI介質(zhì)中，橫波傳播會產(chǎn)生三分叉現(xiàn)象，三分叉區(qū)域形狀及大小與彈性參數(shù)C13取值相關(guān)；快縱波出現(xiàn)波前面尖角。
　　 2、在地震勘探頻率范圍內(nèi)，BISQ模型和Biot模型的快、慢縱波速度都不隨頻率變化。Biot模型的慢縱波相速度隨著頻率的增加而有顯著增加。BISQ模型慢縱波速度隨滲透率的增加而有明顯增加。BISQ快縱波的逆品質(zhì)因子對黏滯系數(shù)變化敏感。含油儲層具有明顯的高頻衰減快，低頻衰減慢的特征。BISQ和Biot模型