介观尺度孔隙流体流动作用对纵波传播特征的影响研究——以周期性层状孔隙介质为例

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• 责任者：邓继新^c成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室^d1974^e博士^f副教授 ; 王尚旭^c中国石油大学(北京)CNPC物探重点实验室 ; 杜伟^c成都理工大学
• 刊名：地球物理学报
• 出版年：2012
• 卷期：55^b8
• 页码：2716～2727
• 索书号：P260.66/141
• 图表：^c表1参26插图
• 文摘期号：2013/04

摘要

介观尺度孔隙流体流动是地震频段岩石表现出较强速度频散与衰减的主要作用。利用周期性层状孔隙介质模型，基于准静态孔弹性理论给出了模型中孔隙压力、孔隙流体相对运动速度以及固体骨架位移等物理量的数学解析表达式，同时利用Biot理论将其扩展至全频段条件下，克服了传统White模型中介质分界面处流体压力不连续的假设。在此基础上对准静态与全频段下模型介质中孔隙压力、孔隙流体相对运动速度变化形式及其对弹性波传播特征的影响进行了讨论，为更有效理解介观尺度下流体流动耗散和频散机制提供物理依据。研究结果表明，低频条件下快纵波孔压在介质层内近于定值，慢纵波通过流体扩散改变总孔隙压力，随频率的增加慢波所形成的流体扩散作用逐渐减弱致使介质中总孔压逐渐接近于快纵波孔压，在较高频率下孔压与应力的二次耦合作用使总孔压超过快纵波孔压。介质中孔隙流体相对运动速度与慢纵波形成的流体相对运动速度变化形式一致；随频率的增加孔隙流体逐渐从排水的弛豫状态过渡到非弛豫状态，其纵波速度‐含水饱和度变化形式也从符合孔隙流体均匀分布模式过渡到斑块分布模式，同时介质在不同含水饱和度下的衰减峰值与慢纵波所形成的孔隙流体相对流动速度具有明显的相关性。