饱和砂岩的黏弹行为的实验研究

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• 责任者：席道瑛^c中国科学技术大学^d1940^f教授 ; 徐松林^c中国科学技术大学中国科学院材料力学行为和设计重点实验窒 ; 席军^c北京石油化工学院 ; 易良坤^c中国石油集团东方地球物理公司研究院 ; 杜赟
• 刊名：地球物理学报
• 出版年：2011
• 卷期：54^b9
• 关键词：砂岩 ; 弹性20^a衰减 ; 实验研究 ; 循环加载 ; 波频散 ; 饱和度
• 页码：2302～2308
• 索书号：P260.66/141
• 图表：^c参20插图
• 分类号：2100
• 文摘期号：2012/05

摘要

通过Metravib热机械分析仪，用正弦波进行加载，实验时固定静载为100 N，正弦波动载荷恒为60 N，将总载荷控制在屈服点以下;在温度为-50～125 ℃，升温速率为1 ℃/min，频率为5～1 000 Hz的条件下，对泵油饱和长石砂岩、彭山砂岩样品进行单轴循环加载实验，求取泵油饱和长石砂岩和彭山砂岩的衰减、耗散角、模量、波速与温度和频率的关系。以此研究了饱和多孔岩石在弹性范围内的衰减、耗散角、杨氏模量和弹性波波速随温度和频率的变化规律。取得了随频率或温度增高饱和多孔岩石的衰减峰和耗散角峰的峰位向高温或高频方向移动的热激活弛豫规律。以低频共振衰减解释了随频率增高衰减强度增大;用阻尼衰减和以岩石天然孔隙裂缝随疲劳载荷时间的增长，裂缝纵横比增加，解释了随频率增高，衰减峰的峰位向高频方向移动和衰减峰的强度降低的另一实验结果。这些实验结果与低频共振的驻波实验取得了同样的热激活弛豫规律，说明热激活弛豫机制在饱和多孔岩石中具有一定的普适性。该文还获得了杨氏模量和弹性波波速随温度升高而下降，随频率增高而增大，具有频散效应，随温度升高频散效应有减弱的趋势。该研究结果对理论模型研究具有指导意义，对地震资料的解释具有实用意义。