孔隙压力条件下的地震波动方程正演模拟

发布时间：2024-04-20 07:19

　　孔隙压力是储层内流体运移的重要驱动力之一,通过孔隙压力条件下的正演模拟来研究其衰减特征,对于解决剩余油气藏开发及预测异常地层压力等问题具有重要意义。本文将流体力学中的格子Boltzmann方法应用于地下孔隙压力扩散模拟,并从该方法出发推导出宏观的扩散方程,说明了该方法对非均质和各向异性介质的适用性。研究中采用的D2Q9模型在保证宏观各向同性的同时,其计算的孔隙压力分布较D2Q4模型也更加合理。本文依次从单裂缝、组合裂缝到水力压裂裂缝模型出发,验证格子Boltzmann方法对于各向异性介质的适用性。运用了适用于扩散模拟的周期性边界条件,与无边界条件进行对比,模拟结果更符合流体力学中的扩散规律。本文还模拟了微地震观测系统和岩石物理观测系统下的地震响应,实现了孔隙压力条件下的复杂裂缝介质正演模拟。同时分析了含孔隙压力的地震衰减特征,引入了广义子波u值以量化地震波形变化,并发现其与中心频率高度相关。此外研究中还建立了品质因子Q值与孔隙压力之间的指数衰减关系,揭示了孔隙压力条件下地震波场的衰减规律,为剩余油气藏开发中的流体运移及异常地层压力监测等问题提供了理论依据。

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 地球物理技术在页岩气勘探开发中的应用现状与进展
        1.2.2 孔隙压力对地震特性影响的研究与进展
        1.2.3 格子Boltzmann方法的发展与应用
    1.3 研究内容与论文结构
第2章 各向异性条件下的孔隙压力扩散模拟
    2.1 格子Boltzmann方法理论与模型
    2.2 宏观扩散方程
    2.3 二维裂缝介质孔隙压力模拟
        2.3.1 单条裂缝模拟
        2.3.2 组合裂缝模拟
        2.3.3 水力压裂裂缝模拟
    2.4 周期性边界条件的应用
第3章 含孔隙压力的裂缝介质波动方程正演模拟
    3.1 裂缝介质的岩石特性
        3.1.1 裂缝柔度的计算
        3.1.2 裂缝介质有效静应力的计算
        3.1.3 裂缝介质弹性参数的计算
    3.2 二维含孔隙压力裂缝介质正演模拟
        3.2.1 含单条裂缝介质的正演模拟
        3.2.2 含水力压裂裂缝介质的正演模拟
    3.3 三维条件下的孔隙压力扩散模拟
第4章 孔隙压力条件下裂缝介质的地震衰减分析
    4.1 地震衰减参数
        4.1.1 广义子波u值
        4.1.2 中心频率
        4.1.3 品质因子Q值
    4.2 微地震观测系统
        4.2.1 地震响应
        4.2.2 频谱分析
        4.2.3 波形分析
        4.2.4 Q值分析
    4.3 岩石物理观测系统
        4.3.1 地震响应
        4.3.2 中心频率与u值分析
        4.3.3 Q值分析
    4.4 地震衰减的影响因素
        4.4.1 注入压力的影响
        4.4.2 围岩压力的影响
        4.4.3 裂缝特征参数的影响
第5章 结论
参考文献
致谢
在学期间发表的学术论文及研究成果



本文编号：3959072