地震频段弹性模量测试系统改进与升级
Improvement and upgrade of elastic modulus testing system under seismic frequency band作者机构：中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 休斯顿大学岩石物理实验室美国德克萨斯州
出 版 物：《地球物理学报》 (Chinese Journal of Geophysics)
年 卷 期：2022年第65卷第5期
页 面：1769-1784页
核心收录：
学科分类：081801[工学-矿产普查与勘探] 081802[工学-地球探测与信息技术] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程]
基 金：国家自然科学基金联合基金重点基金项目(U20B2015) 国家自然科学基金项目(41574103,41974120) 国家重大专项课题(2016ZX05004-003)联合资助
摘 要：获取地震频段弹性模量对于地震数据定量解释、研究地震波传播特征及油气勘探开发具有重要意义.前期建立的测试系统基于应力应变法可以获得地震频段内岩心的杨氏模量、泊松比和衰减.该系统仅适用于∅38 mm岩心,而测量物性参数(孔隙度、渗透率等)、测量超声纵横波速度时一般使用∅25 mm岩心.为将∅25 mm岩心应用于地震频段弹性模量的测试,统一各项岩石物理测试的数据,本文结合有限元数值模拟和实验测试对地震频段弹性模量测试系统的机械结构与应变采集系统(惠斯通电桥)做了改进与升级.通过数值模拟与标定实验(铝和有机玻璃)论证了在∅25 mm岩心上进行低频实验的可靠性和准确性.利用改进后的测试系统对常规砂岩在干燥(空气)、充气(N_(2))与完全饱和流体(白油)条件开展了高频(MHz)超声和低频(1~3 kHz)应力应变测量实验,其结果表明:干燥岩样和充气岩样的弹性参数在低频和超声频段一致,以此验证了改进后测量系统的可靠性;而饱和白油的砂岩弹性参数在1~3000 Hz频段范围内表现出明显的频散特性.改进后的地震频段弹性模量测试系统可以为定量研究含流体岩石的弹性频散特征提供有效的实验测量工具,其实验结果不仅可应用于生产实践,也可为检验、修正岩石物理模型的提供重要的实验依据.
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