低速破碎帶彈性波場特征數值模擬研究

肖廣銳，孫成禹，唐杰，張之涵，方兵

（中國石油大學（華東），山東 青島 266580）

低速破碎帶彈性波場特征數值模擬研究

肖廣銳，孫成禹，唐杰，張之涵，方兵

（中國石油大學（華東），山東 青島 266580）

頁巖氣的開發需要對地層進行水平井壓裂，在壓裂過程中會產生地下破碎帶。破碎帶會對地震波的傳播產生影響，較為明顯的現象是，由于低速薄層的存在，地震波“陷入”在薄層內形成“導波”。文中基于彈性波方程的交錯、變網格高階有限差分正演模擬，研究了低速破碎帶地層彈性波波場特征；針對破碎帶呈現的各向異性和隨機特征，建立了均勻異性介質模型和各向異性隨機介質模型，進行了彈性波場數值模擬。結果表明：低速破碎帶對地震波能量有“禁錮”作用；各向異性介質模型模擬的波場清晰，適用于頁巖氣儲層壓裂分析；破裂導致的隨機擾動分布致使波場存在較強散射。

破碎帶；有限差分；隨機介質；彈性波場特征

0　引言

近年來，非常規油氣成為了國內外研究熱點，其中，頁巖氣是非常規油氣的重點研究對象，已在美國、加拿大等國家取得了較好成效。頁巖氣的開發需要對儲層進行水平井壓裂，導致地層產生低速破碎帶。在實際地震勘探中，地震信號會受到低速破碎帶的顯著影響。其中破碎帶的物理性質和幾何形態及尺寸等因素都可能對地震信號產生不可忽略的影響。微地震監測技術的發展，使其逐漸成為了監測壓裂效果的重要手段，因此，對地震波在低速破碎帶中的傳播規律及特點的研究具有重要意義［1-15］。……