粘弹性正交各向异性孔隙介质波场数值模拟和衰减特性分析

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1、分类号：P631.4单位代码：10183研究生学号：2015622031密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）粘弹性正交各向异性孔隙介质波场数值模拟和衰减特性分析Numericalsimulationandattenuationcharacteristicsofwavefieldinviscoelasticorthotropicporousmedia作者姓名：程时俊专业：地球探测与信息技术研究方向：地震勘探指导教师：韩立国教授培养单位：地球探测科学与技术学院2018年5月粘弹性正交各向异性孔隙介质波场数值模拟和衰减特性分析Numericalsimulationa

2、ndattenuationcharacteristicsofwavefieldinviscoelasticorthotropicporousmedia作者姓名：程时俊专业名称：地球探测与信息技术指导教师：韩立国教授学位类别：工学硕士答辩日期：2018年5月30日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导

3、教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：2018年6月4日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士

4、学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：□√硕士□博士学科专业：地球探测与信息技术论文题目：粘弹性正交各向异性孔隙介质波场数值模拟和衰减特性分析作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：吉林大学朝阳校区地球探测科学与技术学院（130026）作者联系电话：13394312807粘弹性正交各向异性孔隙介质波场数值模拟和衰减特性分析摘要（作者：程时俊指导老师：韩立国教授）伴随着国家对油气资源需求的持续上升，地震油气勘探目标逐渐转向薄互层，裂缝型等复杂的油气藏，而先前的弹性介质理论已不能对实际地层介质对地震波传播地影响

5、进行合理的描述。实际的地球储层介质往往十分复杂，其介质成分中不仅包含有固体的骨架，同时介质普遍发育有孔隙，由于孔隙中填充着各种流体，其对地震波的传播特征有着显著的影响。因此，进行对符合实际储层介质性质的复杂多孔介质地研究显得尤为重要，它为后续的地震勘探和地震资料解释奠定坚实的基础。所以，本文在前人的孔隙介质理论的基础上，建立了粘弹孔隙正交各向异性介质模型，深入研究了地震波的传播特性。传统的Biot理论是建立在Gassman方程基础上，深入考虑了孔隙中流体和固体岩石骨架在压力梯度作用下地相对流动所引起的摩擦损耗，其描述的是宏观现象，奠定了地震波在孔隙介质中传播的理论基

6、础。随后大量研究表明，Biot理论并不能对地震波在岩石介质中的强衰减和高频散做出合理的解释，伴随着对Biot理论和众多实验的深入研究，人们发现孔隙介质的微观Squirt喷射流作用是导致地震波强衰减和高频散的主要因素，于是将Biot理论和Squirt喷射机制结合起来，建立一个统一的BISQ模型。虽然BISQ理论较好的刻画了地震波在孔隙介质中的强衰减和高频散现象，但是这种现象主要发生在较高频段，而地震勘探的有效频段主要集中在低频带，所以这与实际工作仍存在较大偏差。本文通过对BISQ理论的深入研究，将广义Zener线性体的岩石固体骨架粘弹机制引入BISQ模型，并充分考虑介

7、质的各向异性的影响，以符合实际地层介质的正交各向异性介质为例，推导出基于BISQ模型粘弹性孔隙正交各向异性介质的波动方程。通过交错网格高阶有限差分技术，对介质中的地震波场在二维情况下进行数值模拟，就固体骨架的粘弹机制，裂隙参数以及薄互层对波场传播的I影响进行讨论，得到相应的波场快照和地震合成记录进行对比，分析各介质参数对波场传播的影响。同时通过求解模型的平面波解，推导出相速度和逆品质因子的方程，分析在地震频段范围内各模型参数的不同对地震波在介质中的传播影响。关键词：粘弹BISQ模型，正交各向异性，交错网格高阶有限差分，介质模型参数，波场数值模拟，衰减特性分析II