不同频率下深部油气储层饱和多孔介质波的传播特性OA
龙马溪页岩广泛分布于我国多个沉积盆地,资源储量丰富,是我国当前页岩油气藏开发的重点目标层系之一。这类页岩储层具有低孔隙度、低渗透率等典型特征,属于致密型非常规油气储层,且普遍呈现出多尺度非均质性及多物理场、多相流体耦合作用的复杂特性。在油气勘探过程中,通过分析储层中传播的波动信息可以获取储层的物理参数与结构特征。为了更准确地描述地下储层中波的频散机制与传播特性,本文在经典Biot模型的基础上提出了一种改进的波传播模型。首先,引入时变相关的状态变量对传统线性黏弹性本构关系进行修正,重新刻画流固耦合介质中骨架的应力应变关系,并替代Biot模型中理想弹性假设。其次,基于平面波分析方法,推导了P波和S波的波场方程并给出了波速和逆品质因子的解析解。在此基础上,建立了一个融合摩擦耗散、骨架耗散和松弛耗散等多种机制的波传播模型——STB模型。最后,通过龙马溪页岩的波速试验验证了STB模型的有效性,并进一步探讨了其在离散砂土地层等颗粒材料中的适用性。研究结果表明:STB模型能够较准确地表征龙马溪页岩在全频率范围内的波速频散与能量衰减特性。一方面,STB模型能够清晰地识别出3个典型的频散区间及其对应的衰减峰,有效克服了Biot模型在波动耗散机制描述能力方面的不足。另一方面,STB模型在砂土地层中的适用性具有明显的频率选择性,尤其在极低频范围内,预测结果与实际测试结果存在一定偏差。
舒佳军;李涛;袁睿奇;李越;伍冰妮;刘波;邓正定;黄晶柱;Rubén GALINDO;Fausto MOLINA GÓMEZ
中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院,北京100083 马德里理工大学土木工程高等技术学院,西班牙马德里28039 江西理工大学土木与测绘工程学院,江西赣州341000中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院,北京100083中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院,北京100083中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院,北京100083华东交通大学土木建筑学院,江西南昌330013中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院,北京100083江西理工大学土木与测绘工程学院,江西赣州341000江西理工大学土木与测绘工程学院,江西赣州341000马德里理工大学土木工程高等技术学院,西班牙马德里28039马德里理工大学土木工程高等技术学院,西班牙马德里28039
建筑与水利
波传播特性饱和多孔介质Biot模型非线性黏弹性本构频散与衰减
《中南大学学报(自然科学版)》 2026 (1)
P.273-287,15
国家自然科学基金资助项目(51508556,42172319)新疆维吾尔自治区重大科技专项项目(2024A01003)江西省自然科学基金资助项目(20232BAB203079,20224BAB213045)国家留学基金委资助项目(202406430056)中央高校基本科研业务费资助项目(BBJ2025081)。
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