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Energy Dissipation of P- and S-Waves in Fluid-Saturated Rocks: An Overview Focusing on Hydraulically Connected Fractures

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Journal of Earth Science 2015年第6期26卷 785-790页

作者： J.German Rubino Beatriz Quintal Tobias M.Muller Luis Guarracino Ralf Janicke Holger Steeb Klaus Holliger Applied and Environmental Geophysics Group Institute of Earth Sciences University of Lausanne Energy Flagship Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization CONICET Facultad de Ciencias Astronomicasy Geofisicas Universidad Nacional de La Plata Institute of Mechanics University of Bochum

An important characteristic of fractured rocks is their high seismic attenuation, which so far has been mainly attributed to wave-induced fluid flow（wiff） between the fractures and the embedding matrix. The influence of fracture connectivity on seismic attenuation has, however, recently, only been investigated. Numerical compressibility and shear tests based on Biot＇s quasi-static poro-elastic equations illustrate that an important manifestation of wiff arises in the presence of fracture connectivity. The corresponding energy loss, which can be significant for both P- and S-waves, is mainly due to fluid flow within the connected fractures and is sensitive to the permeabilities as well as the lengths and intersection angles of the fractures. Correspondingly, this phenomenon contains valuable information on the governing hydraulic properties of fractured rocks and hence should be accounted for whenever realistic seismic models of such media are needed.

关键词： fractured rocks seismic attenuation wiff fracture connectivity embedding matrix Biot’s theory

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三相周期成层Patchy模型中地震波频散和衰减

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地球物理学报 2018年第11期61卷 4584-4597页

作者：杜天玮吴国忱吴建鲁中国石油大学(华东)地球科学与技术学院青岛266580 海洋国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛266071

本文基于White周期层状模型,将传统两相流体(气,水)模型扩展至三相流体(油、气、水)周期层状模型,在Biot理论框架下将其延伸至高频,研究介观尺度地震频带下纵波在三相Patchy模型中的传播规律.应用孔隙介质弹性波波动方程解耦方法,结合... 详细信息

本文基于White周期层状模型,将传统两相流体(气,水)模型扩展至三相流体(油、气、水)周期层状模型,在Biot理论框架下将其延伸至高频,研究介观尺度地震频带下纵波在三相Patchy模型中的传播规律.应用孔隙介质弹性波波动方程解耦方法,结合等效边界条件,得到Biot1956年理论框架下的纵波速度频散与衰减的解析解.利用频率域有限差分方法,将Biot1941年、1956年理论方程中的微分算子离散化,正演得到纵波速度频散与衰减的数值解,结合由Biot-Gassmann-Hill公式和Biot-Gassmann-Wood公式计算得到的纵波速度上下限,证明了三相流体模型解析解的正确性.随后,研究了三种流体排列顺序对于纵波速度频散和衰减的影响.从受力分析角度来看,油层抵消部分水流对气层的力,使其受力减小,反之水流促进油流入气层,气层受到叠加力,因此改变流体顺序后气层受力情况不同,造成纵波频散和衰减结果有所差异.最后研究了含气饱和度变化对于纵波速度频散和衰减影响.

关键词： wiff 介观尺度孔隙介质 White模型 Biot理论衰减

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