复杂裂缝系统中地震波波场特征的物理模型研究

裂缝性油气藏是我国潜力很大的隐蔽油气藏种类之一。如何描述裂隙的方向、密度、几何尺寸和流体流动特性是该类型油气藏勘探与开发的关键问题。早期描述裂缝介质的岩石物理模型无论是Hudson还是Thomsen理论都只考虑了单一的微裂缝尺度。2003年，Chapman 首次在微尺度的基础上引入中等尺度和特征时间的概念，同时考虑了流体流动的影响，预测了裂缝尺度和流体特性与地震波的关系，在理论和实际应用方面都得到了认可。但Chapman理论模型还没有从实验方面得到进一步的验证。本研究通过研制一系列裂隙方向、密度和几何尺寸都可控的人工合成砂体物理模型，通过实验观测这些砂体在不同压力下对于不同频率的地震波的响应，分析地震波的散射和衰减特征，取得一套完整的实验数据，验证和完善Chapman理论模型，巩固和发展复杂裂缝系统的岩石物理特征和地震学方面特征的内在联系，找出地震裂隙检测的最佳途径。

本研究在裂缝岩石物理理论研究的基础上，主要开展了以下几部分研究工作：（1）人工砂岩实验样品制作工艺的研究，完成了可控裂缝的双孔隙裂缝的人造岩样制作；（2）对又孔人造岩样进行了参数影响因素及流体影响的岩石物理参数测试与分析；（3）垂直裂隙物理模型多分量数据测试与分析。取得的主要研究成果包括是：（1）含油气多尺度裂缝介质的地震波响应特征；（2）人造双孔砂岩岩样的制作工艺；（3）裂缝岩石中流体相关的横波分裂响应特征；（4）裂缝介质人造岩样及裂缝物理模型测试结果。