裂缝性地层方位侧向测井响应数值模拟

为研究井周裂缝发育特征,本文提出一种新型方位侧向测井方法,利用三维有限元法,模拟裂缝的方位侧向测井响应.结果显示,深浅侧向电阻率幅度差异受裂缝倾角的控制,低角度缝为负差异,高角度缝为正差异;倾斜裂缝张开度的增大使测井响应值减小,方位电阻率差异增大;井周方位电阻率可反映裂缝方位产状,单一缝或裂缝密度较小时,沿裂缝走向的方位电阻率小,沿裂缝倾向的方位电阻率大;裂缝发育地层的测井响应显示宏观各向异性特征,但方位电阻率的差异显示发生反转现象,即沿裂缝走向/层理方向的方位电阻率大,沿裂缝倾向/垂直层理方向的方位电阻率小;对方位电阻率测井响应进行井周成像,直观显示了裂缝的产状和发育特征.

     

声波在两种多孔介质界面上的反射和透射

本文导出了声波在两种多孔介质界面上反射、透射的一般计算公式.作为例子,数值计算了P1波入射于界面时,P1、P2和S波的反射、透射系数与声波频率、入射角等量之间的关系.结果表明,各种模式波的反射、透射系数与入射角、多孔介质性质有关,在Biot特征频率附近与频率有关,并用界面两侧的法向能流相等验证了结果的正确性.若把多孔介质当作均匀固体处理,将会得到显著不同的结果.     

声波在两种多孔介质界面上的反射和透射

本文导出了声波在两种多孔介质界面上反射、透射的一般计算公式.作为例子,数值计算了P₁波入射于界面时,P₁、P₂和S波的反射、透射系数与声波频率、入射角等量之间的关系.结果表明,各种模式波的反射、透射系数与入射角、多孔介质性质有关,在Biot特征频率附近与频率有关,并用界面两侧的法向能流相等验证了结果的正确性.若把多孔介质当作均匀固体处理,将会得到显著不同的结果.     

电缆地层测试评价井旁裂缝的有限元数值模拟方法

本文采用有限元方法模拟了电缆地层测试器的双封隔器和谐波脉冲测试方法在井旁裂缝中的压力响应.根据裂缝性储层渗流力学原理,首先模拟了双封隔器压力测试在裂缝与井壁相交和不相交两种情况下的压力响应,模拟结果表明:当裂缝与井壁相交时,压力响应随裂缝导流性质的变化发生显著改变;当裂缝与井壁不相交时,除非裂缝的导流能力非常大或离井壁非常近,否则压力响应随着裂缝导流能力的变化并不明显.说明双封隔器测试方法可以有效评价与井壁相交裂缝的导流能力,而对远离井壁的裂缝并不敏感.谐波脉冲压力测试一直被用来探测地层的各向异性,本文通过数值模拟方法探讨和分析了谐波测试方法探测和评价与井壁不相交裂缝的可行性,数值模拟结果表明谐波的压力幅度和相位延迟对裂缝的导流能力变化敏感,说明该方法可以用来评价井旁裂缝.此外,本文还对脉冲频率和双探针间距对评价效果的影响进行了分析.     

地震波在饱和土层界面的反射与透射

研究了地震波在两种饱和土层界面的反射与透射,其中饱和土模型采用修改的Biot模型．考虑土颗粒及孔隙流体的压缩性,并考虑了孔隙流体与土骨架之间的粘性耦合作用,文中首先从理论上推导了地震波在界面发生反射与透射时,反射系数与透射系数的一般计算式,尔后数值分析了第一P波入射时,各模式的波反射系数和透射系数与入射角及频率的关系．本研究对地震工程中的波动勘测技术、场地地震反应分析等领域具有理论及应用价值．     

界面起伏条件下反射／透射算子+单程波方程的地震波模拟方法

本文导出了一种由单程波方程利用反射／透射算子的可分表示方法模拟复杂介质中一次反射地震波的数值算法. 文中利用算子可分表示理论将反射／透射算子分解成适合于双域（空间域和波数域）运算的表达形式,使得本文得到的地震波数值模拟算法可适应于一定程度横向非均匀介质和界面起伏情况,在入射角小于45°时能够准确模拟振幅随入射角(AVA)的关系. 就模拟一次反射地震波而言,与前人研究的双程波动方程伪谱法地震波模拟相比,本文算法具有足够高的模拟精度,且计算效率成倍地提高.     

横波在泥沙层界面的反射与透射特性研究（英文）

黄河的自然灾害多起因于泥沙,因而研究泥沙的成分、侵蚀和输移规律是黄河泥沙治理的一项基本内容。作为原位测试的一种方法,横波探测可以获取泥沙的剪切模量等物理参数。本文采用Biot–Stoll模型,推导出了横波入射在泥沙层界面上的反射与透射系数计算公式,研究了频率、入射角和孔隙度对横波反射与透射系数的影响,探讨了纵波与横波在泥沙层界面的反射与透射性质的差异。研究结果表明,横波的反射与透射系数均与泥沙孔隙度呈线性相关关系,横波的反射系数随孔隙度的增大而增大。入射角对横波的反射与透射系数的变化有较大影响,特别在临界角附近,系数发生突变。频率仅在泥沙特征频率附近对横波的反射与透射系数有较大影响,而偏离特征频率则影响较小。研究成果对获取泥沙物理参数、分析黄河泥沙的成分及其侵蚀规律有一定意义。     

饱和土介质中地震波在水、气分界面上的反射与透射

基于修改的Biot模型,研究地震波在气饱和土中的传播特性以及地震波在饱和土中气、水界面上的反射和透射. 从理论上分析气饱和土与水饱和土的特性差异,根据界面连续条件推导了反射系数与透射系数的一般计算式;通过数值算例分析了气饱和土中波的传播特性,并分析了饱和土中P1波入射气、水界面时反射系数和透射系数与入射角及频率的关系. 结果表明,波在气饱和土中的传播与水饱和土中有较大差异; 频率和入射角度对反射系数与透射系数均有较大影响;并获得了波传播的某些新认识. 这对地震工程的波动勘测技术和场地反应分析具有理论及实际意义.      

稳定电流场反射和透射问题的讨论

稳定电流场反射和透射问题的讨论张金钟（西安石油学院,西安７１００６１）在两种线性、各向同性媒质的分界面上,电力线会发生弯折,这是熟知的事实．如图三所示,两媒质的电阻率分别为Ｐ１和Ｐ２,入射电场Ｅｒ和折射电场Ｅｔ与界面法线方向的夹角分别为ａ和ｒ．文献...     

稳定电流场反射和透射问题的讨论

稳定电流场反射和透射问题的讨论张金钟（西安石油学院，西安７１００６１）在两种线性、各向同性媒质的分界面上，电力线会发生弯折，这是熟知的事实．如图三所示，两媒质的电阻率分别为Ｐ_１和Ｐ_２，入射电场Ｅ_ｒ和折射电场Ｅ_ｔ与界面法线方向的夹角分别为ａ和ｒ．文献...     

黏弹各向异性介质中波的反射与透射问题分析

黏弹各向异性介质中传播不均匀波,其反射、透射模式不仅与介质分界面两侧速度对比有关,还与品质因子Q的对比有关. 用伪谱技术模拟黏弹各向异性介质分界面上波的反射、透射,并与弹性各向异性介质、黏弹各向同性介质和弹性各向同性介质的模拟结果做比较. 计算平面波的反射、透射系数,分析介质的黏弹性和各向异性对反射、透射系数的影响. 数值模拟了一个三层介质模型中的波场,分析两个分界面上产生的反射波的特征. 黏弹各向异性介质中,qS波比qP波衰减程度大.     

含黏性流体孔隙介质分界面上反透射系数特征研究

地下岩石由岩石骨架和孔隙流体组成,通常流体含黏性.地震波在地下介质中传播时受岩石骨架和黏性流体的影响会呈现出复杂的变化.本文将流、固体位移和应力连续作为边界条件,推导出含黏性流体孔隙介质分界面上反透射系数方程;通过建立上层为饱油、下层为饱盐水的砂岩孔隙介质模型,开展反透射系数特征研究,分别分析不同频率、不同黏滞系数条件下,含黏性流体孔隙介质分界面上反透射系数随入射角的变化.研究表明,孔隙介质分界面上和等效介质分界面上的反透射系数分别随入射角的变化趋势基本一致,说明方程推导和数值计算的正确性;快纵波反透射系数受频率、流体黏性的影响较小,而快横波反透射系数在一定入射角范围内受频率、流体黏性的影响比较大;由于黏性孔隙流体的作用,慢纵波和慢横波的反透射系数受入射角、频率及流体黏性的影响都很大.

     

Reflection and transmission of attenuated waves at the boundary between two dissimilar poroelastic solids saturated with two immiscible viscous fluids

The phenomenon of reflection and transmission of plane harmonic waves at the plane interface between two dissimilar poroelastic solids saturated with two immiscible viscous fluids is investigated. Both porous media are considered dissipative due to the presence of viscosity in pore‐fluids. Four attenuated (three dilatational and one shear) waves propagate in such a dissipative porous medium. A finite non‐dimensional parameter is used to define the effective connections between the surface‐pores of two media at their common interface. Another finite parameter represents the gas‐share in the saturation of pores. An attenuated wave in a dissipative medium is described through the specification of directions of propagation and maximum attenuation. A general representation of an attenuated wave is defined through its inhomogeneous propagation, i.e., different directions for propagation and attenuation. Incidence of an inhomogeneous wave is considered at the interface between two dissipative porous solids. This results in four reflected and four transmitted inhomogeneous waves. Expressions are derived for the partition of incident energy among the reflected and transmitted waves. Numerical examples are studied to determine the effects of saturating pore fluid, frequency, surface‐pore connections and wave inhomogeneity on the strengths of reflected and transmitted waves. Interaction energy due to the interference of different (inhomogeneous) waves is calculated in both the dissipative porous media to verify the conservation of incident energy.     

含两项不混合/单项黏性流体孔隙介质分界面上反透射系数特征研究

弹性孔隙介质分界面上的反透射系数特征,在岩性划分、流体识别、储层边界判识等方面有重要的应用.本文研究上层为含两项不混合黏性流体孔隙介质、下层为含单项黏性流体孔隙介质分界面上的反透射理论.首先根据两种孔隙介质分界面上的能量守恒得到边界条件,再将波函数、位移、应力与应变关系代入边界条件,推导出完全连通孔隙情况下,第一类纵波入射到孔隙介质分界面上的反透射系数方程.通过建立砂岩孔隙介质模型,分别分析不同孔隙流体类型、不同含油饱和度及不同入射角情况下,各类波的反透射系数特征.研究表明,第二、三类纵波反透射系数数值比第一类纵波小多个数量级,且两者对入射角的变化不敏感,但对孔隙流体性质、含油饱和度的变化较敏感,而横波反透射系数特征恰好与此相反;第一类纵波反透射系数特征比较复杂,入射角、孔隙流体的性质及含油饱和度的变化都对其产生影响.不同孔隙流体弹性物性的差异、孔隙介质中含油饱和度的变化及不同入射角引起垂向和切向应力分量的变化都会影响各类波的反透射系数特征,分析这些特征可以为研究储层含油气性提供理论基础.