非饱和双重孔隙介质中的弹性波传播机理研究

局域流体流动被认为是影响非均匀流-固双相介质中弹性波传播、导致波传播速度在中、低频段发生频散的根本原因，目前，前人的研究仍不能对弹性波激发局域流的复杂动力学过程给出较完备的数学表述式。本研究基于多相流体饱和的双重孔隙结构模型，分别考虑压缩波与剪切波激励下不同孔隙间的局域流体流动诱发的松弛效应，基于球形嵌入体假设，给出双孔结构的势能函数、动能函数与耗散函数，采用拉格朗日方程推导双孔介质的波传播与局域流动力学方程组。通过国际合作的方式，对同时含气、水的低孔砂岩进行变饱和度的宽频段波速观测，采用实测数据验证理论预测结果，改进理论的不足。本研究基于最基本物理参量与力学原理进行推导，从波传播理论的角度，为定量预测复杂双相介质的弹性波响应特征提供一种便捷手段，所给出的方程组与科学软件包，可直接应用于与流-固双相介质相关的工程实践。

根据项目计划书，本研究导出了饱和与非饱和情况下双重孔隙介质中弹性波传播方程，即Biot-Rayleigh理论方程。基于理论方程开展了模型对比、测试与验证。对横波激励下的局部流体流动及地震衰减机制开展研究取得了进展。研究了非均质储层岩石物理模型的建立方法，在实际工区的地震流体检测应用中取得实效。项目组完成了计划任务。