基于微觀孔隙結構特征的速度頻散和衰減模擬

作者：歐陽芳,趙建國,李智,肖增佳,賀艷曉,鄧繼新,趙皓,任靜

摘要：孔隙尺度的噴射流流動是引起地震波速度頻散和衰減的重要機制之一.目前,大多數噴射流模型僅考慮硬孔隙與微裂隙之間的局部流動,而忽略了具有不同孔隙縱橫比微裂隙間的噴射流作用.為了研究各種類型孔隙間的流體流動效應,本文對經典噴射流模型進行了擴展,通過結合等效介質理論和孔隙結構模型,根據從干燥巖石超聲速度-壓力曲線中提取的微裂隙孔隙縱橫比分布,求取出巖石中各種微裂隙的體積壓縮系數,并在此基礎上,利用孔隙空間的壓力松弛效應對微裂隙間的噴射流效應進行了模擬,并運用Biot理論描述了硬孔隙間的宏觀流動效應.擴展后的理論模型不僅考慮了微裂隙與硬孔隙間的局部流動、硬孔隙與硬孔隙間的Biot宏觀流,還加入了微裂隙與微裂隙間的噴射流作用,且模型的高、低頻極限始終與Mavko-Jizba理論和Gassmann方程保持一致.模型應用分析發現,對于砂巖和大部分致密灰巖樣品,擴展模型均能給出與超聲實驗測量數據吻合良好的估計結果.此外,擴展模型預測的速度頻散及衰減表明,噴射流機制在地震和測井頻段發揮著重要作用,其速度頻散曲線由低頻至高頻呈逐漸增大趨勢,不具有明顯的快速變化特征,與經典頻散曲線形態存在顯著差異;在低有效壓力下,頻散和衰減程度較大,噴射流機制發揮主要作用,而隨著有效壓力的增加,Biot宏觀流機制開始占主導,頻散和衰減程度逐漸減小.

發文機構：中國石油大學（北京）油氣資源與探測國家重點實驗室 成都理工大學油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室

關鍵詞：噴射流效應速度頻散和衰減孔隙結構孔隙縱橫比Squirt effectVelocity dispersion and attenuationPore structurePore aspect ratio

分類號： P631[天文地球—地質礦產勘探]