天然气水合物多相孔隙储集层声波传播理论和实验研究

孔隙中充有水、气和天然气水合物（固体）的多相孔隙介质声波传播研究是油、气和天然气水合物资源储集层勘探和评价的物理基础。建立符合实际的天然气水合物储集层声学模型，定量研究声波在这类介质中的传播规律，具有重要学术价值和实际意义。本项研究从Hamilton最小作用原理和Lagrange方程出发，建立孔隙中充有流体（水和气）和固体（天然气水合物）的多相孔隙介质中的声波传播的本构方程和运动方程，并致力于天然气水合物储集层的声波速度、幅度和流体饱和度及天然气水合物聚集度等关系的研究；采用交错伪谱算法，模拟计算声波在这类储集层中传播的声场快照和时间波形，并研究利用模拟波列估算天然气水合物聚集度和流体饱和度，探索利用声波速度和幅度评价天然气水合物储层的可行性；另外，从实验的角度对人工天然气水合物样品进行超声测量，确定天然气水合物储集层声波波速，并和数值模拟结果相对比，以验证高频理论结果的正确性。