致密岩石多频段岩石物理实验研究

论文摘要

致密岩石由于成岩及后成岩作用的影响形成了较为复杂的孔隙结构,当孔隙中充填流体后,其纵、横波速度等弹性参数会受到孔隙结构及孔隙流体的影响,造成弹性波速度的频散和能量的衰减,而在有关致密岩石的速度频散及衰减机制的理论研究中,多频段实验数据较少,尤其是地震频段实验较为缺乏。本文据此针对选取的致密砂岩和致密碳酸盐岩样品进行了系统的多频段（地震频段至超声频段）岩石物理实验,其中地震频段测试依据应力-应变法测试原理进行,超声频段测试采用脉冲透射法进行。依照致密岩石样品的铸体薄片、CT扫描图像结果,对实验样品的代表性孔隙结构类型进行了分类,系统分析了有效压力、孔隙流体流动性及孔隙结构对实验样品速度频散的影响并总结了样品的频散规律特征。其中有效压力会影响实验样品地震频段及超声频段的纵、横波速度以及频散幅度,但是特征频率并不随有效压力改变;孔隙流体粘度增加会使得样品速度频散的特征频率向低频方向移动,样品渗透率增加会使速度频散的特征频率向高频方向移动;当微裂隙纵横比较大时,样品地震频段波速不会发生太大变化,超声频段速度会有所增大,速度频散的特征频率会向高频方向移动,当孔隙结构均匀性增加时,速度频散幅度会减小,但特征频率不会发生移动,纵、横波速度也不会发生明显变化。依照严格孔弹性理论,采用向岩石基质中逐步加入软孔隙的方法对传统喷射流理论模型进行了扩展,利用扩展的喷射流理论模型计算了实验样品的纵横波速度、逆品质因子与孔隙结构的相关性,并将扩展的喷射流理论模型预测结果与实验样品的多频段实验结果进行了对比验证,发现扩展的喷射流理论模型可以半定量的解释频散测量的结果,提高了对致密岩石频散响应的理解与认识。

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Abstract

第1章引言

1.1 选题依据及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容

第2章实验室跨频段测试技术

2.1 低频测试

2.1.1 实验样品准备工作

2.1.2 应变和弹性模量的计算

2.1.3 实验数据采集和处理

2.1.4 实验数据误差分析

2.2 超声频段测试

2.2.1 脉冲透射法实验原理

2.2.2 实验测量及误差分析

2.3 本章小结

第3章地震岩石物理模型建立

3.1 喷射流理论

3.2 Gurevich喷射流模型扩展

3.2.1 扩展喷射流模型建立

3.2.2 孔隙分布特征的计算

3.3 扩展喷射流模型验证

3.3.1 样品岩相描述

3.3.2 样品声学测试

3.3.3 模型预测与实验数据对比验证

3.3.4 扩展的喷射流模型预测

3.4 本章小结

第4章跨频段实验数据分析

4.1 实验样品描述与测量

4.1.1 样品岩相描述

4.1.2 样品微观孔隙结构表征

4.2 多频段实验结果分析

4.2.1 实验设备标定

4.2.2 有效压力的影响

4.2.3 孔隙流体流动性的影响

4.2.4 孔隙结构类型的影响

4.2.5 频散特征规律总结

4.3 实验结果的理论模型表征

4.3.1 理论模型预测与实验结果对比

4.3.2 讨论与分析

4.4 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李越

导师: 邓继新

关键词: 地震岩石物理实验,孔隙结构,喷射流,频散

来源: 成都理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,石油天然气工业

单位: 成都理工大学

分类号: P618.13

DOI: 10.26986/d.cnki.gcdlc.2019.000039

总页数: 75

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