覆水饱和双相介质圆弧场地P波激励下散射问题的理论解 被引量：1

1

作者 柳国环 黄伟纬 李鑫洋 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期206-214,共9页

采用波函数展开法对平面P波入射复杂水域地形的空间变异性地震动场进行研究,该水域地形具有覆水层、饱和双相介质、场地非平坦以及第二类分层(场地跨越分层界面)等属性。首先,依据地震波反射和透射特性推导直角坐标系下的自由波场分布;... 采用波函数展开法对平面P波入射复杂水域地形的空间变异性地震动场进行研究,该水域地形具有覆水层、饱和双相介质、场地非平坦以及第二类分层(场地跨越分层界面)等属性。首先,依据地震波反射和透射特性推导直角坐标系下的自由波场分布;然后,根据场地属性并引入大圆弧法分析极坐标系下的含有待定系数的散射波场;进而,结合土-水分界面和饱和土层分界面边界条件,求解散射波场中的待定系数;最后,通过自由波场和散射波场得到覆水饱和双相介质圆弧场地波函数理论解。基于理论解,通过算例验证了理论推导的合理性及可靠性,分析了地表位移在不同入射条件下的差异性。结果表明,相对于均匀介质,饱和双相介质会显著影响地表位移分布。此外,入射波频率和角度对地震地面运动特性也有较大的影响。 展开更多

关键词 地震动 理论解 波函数展开法 平面P波 饱和双相介质

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利用地震波在双相介质中的衰减特性检测油气 被引量：47

2

作者 张会星 何兵寿 +1 位作者 姜效典 张锦昌 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期343-349,共7页

在平面波假设条件下,本文通过求解波动方程推导了双相介质中地震波衰减系数计算公式,并分析了衰减系数随频率的变化关系。结果表明,在常规地震勘探的频率范围内,地震波在双相介质中传播时,存在介质吸收效应,且衰减系数近似与圆频率成正... 在平面波假设条件下,本文通过求解波动方程推导了双相介质中地震波衰减系数计算公式,并分析了衰减系数随频率的变化关系。结果表明,在常规地震勘探的频率范围内,地震波在双相介质中传播时,存在介质吸收效应,且衰减系数近似与圆频率成正比。衰减系数同时受地震波频率和耗散系数的影响,表现为频率越高,衰减系数越大,耗散系数越大,衰减系数随频率的变化越大,表明地震波在穿过双相介质时其不同频率成分对应的能量要发生变化,低频能量衰减小,高频能量衰减大,在频谱上表现为低频能量相对增强,高频能量相对减弱。据此提出了一种利用地震资料的低、高频段信息反演地下介质双相特性或含油气性的方法,理论模型与实际资料的反演结果均验证了文中方法是可行的。 展开更多

关键词 双相介质 biot理论 波动方程 衰减系数 油气检测

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双相各向同性介质伪谱法地震波场数值模拟 被引量：8

3

作者 张军舵 乐友喜 王艳香 《石油物探》 EI CSCD 2008年第4期338-345,共8页

伪谱法是一种模拟精度和计算效率都较高的地震波场数值模拟方法。该方法通过对空间坐标的快速傅里叶变换实现数值计算,在时间域直接采用差分运算代替导数的求解,避免了求偏导数;不存在有限差分和有限元等方法对高频成分限制的问题,可以... 伪谱法是一种模拟精度和计算效率都较高的地震波场数值模拟方法。该方法通过对空间坐标的快速傅里叶变换实现数值计算,在时间域直接采用差分运算代替导数的求解,避免了求偏导数;不存在有限差分和有限元等方法对高频成分限制的问题,可以实现全频带地震波场模拟;对内存容量的需求远远低于有限元法。利用伪谱法实现双相各向同性介质地震波场数值模拟的基本原理是:首先基于Biot模型给出双相各向同性介质弹性波波动方程;然后推导出二维双相各向同性介质的伪谱法计算公式;最后对给定的介质模型进行模拟试算。模拟结果表明,弹性波在双相各向同性介质中以快纵波、横波和慢纵波3种方式传播。基于模拟结果,分析了各类波的传播规律,讨论了耗散系数和孔隙度对地震波传播的影响。 展开更多

关键词 双相介质biot模型 各向同性 波场模拟 伪谱法

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基于单相与双相介质拟海底反射的AVO研究 被引量：12

4

作者 张聿文 刘学伟 李海鸥 《石油物探》 EI CSCD 2004年第3期209-216,共8页

天然气水合物是一种潜在的巨大能源,目前普遍认为它存在的重要标志之一是地震剖面上的拟海底反射(BSR),因此研究天然气水合物层的物性和研究含天然气水合物层顶、底界面的AVO特征就有着重要的现实意义。目前的AVO方法主要是利用单相介... 天然气水合物是一种潜在的巨大能源,目前普遍认为它存在的重要标志之一是地震剖面上的拟海底反射(BSR),因此研究天然气水合物层的物性和研究含天然气水合物层顶、底界面的AVO特征就有着重要的现实意义。目前的AVO方法主要是利用单相介质理论,但实际的地层都是含有流体的多孔隙介质,因此利用双相介质理论研究分界面上的AVO特征是非常必要的。Ecker提出了水合物沉积的3种微观模式:①水合物是流体的一部分;②水合物是固体骨架的一部分;③水合物胶结固体颗粒接触面。利用单相介质理论和双相介质理论分别计算了上述3种含天然气水合物地层,以及同样条件下不含水合物地层与含游离气地层分界面上的反射和透射系数,并对单相介质理论和双相介质理论的计算结果进行了对比。对比发现,在地震勘探的低频范围内,第1种和第2种模式的反射和透射系数非常相似,二者的差值随孔隙度的增大而增大,第3种模式的AVO曲线表现出和前2种模式完全不同的特点,可以根据这种特点把它与前2种模式区分开来。 展开更多

关键词 天然气水合物 biot理论 单相介质 反射系数 透射系数 AVO系统 拟海底反射 微观模式

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用Biot地层孔隙介质模型进行井中多极声场储层参数灵敏度分析 被引量：3

5

作者 陈雪莲 邓少贵 苏远大 《测井技术》 CAS CSCD 2007年第6期519-523,共5页

以Biot多孔介质理论为基础建立了孔隙介质计算模型,数值计算了地层孔隙度、渗透率以及孔隙内饱含流体性质改变时井孔内多极源激发的模式波的频散曲线和衰减曲线,结果显示模式波的衰减对储层参数的敏感程度较相速度要大。通过对比斯通利... 以Biot多孔介质理论为基础建立了孔隙介质计算模型,数值计算了地层孔隙度、渗透率以及孔隙内饱含流体性质改变时井孔内多极源激发的模式波的频散曲线和衰减曲线,结果显示模式波的衰减对储层参数的敏感程度较相速度要大。通过对比斯通利波、弯曲波和螺旋波的衰减系数发现,多极源的级数越高,模式波对储层参数的变化越灵敏。 展开更多

关键词 声波测井 biot理论模型 灵敏度 多极激发源 孔隙介质 储层参数

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双相各向异性介质中的拟慢纵波研究 被引量：1

6

作者 轩义华 何樵登 +2 位作者 孟庆生 揣媛媛 湛邵斌 《石油天然气学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期58-60,共3页

通过双相各向异性介质理论,利用弹性波传播方程,推导出三维双相各向异性介质中弹性波的Christoffel方程。在Christoffel方程基础上,分别计算并分析了频率、固流相耦合密度、渗透率对双相各向异性介质中拟慢纵波的相速度、衰减的影响。

关键词 拟慢纵波 双相理论 各向异性介质

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基于波场分离的双相各向同性介质正演模拟 被引量：1

7

作者 吴从辉 李红星 +3 位作者 李勤武 郑燕青 陈昊 丁煜晖 《东华理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2017年第1期58-65,共8页

基于双相各向同性介质一阶速度-应力方程,利用旋度和散度理论的波场分离方法进行纵横波场解耦,借助高阶交错网格有限差分技术,推导出了其任意偶数阶精度交错网格有限差分格式,最后运用空间八阶时间二阶差分精度及PML边界条件,完成了双... 基于双相各向同性介质一阶速度-应力方程,利用旋度和散度理论的波场分离方法进行纵横波场解耦,借助高阶交错网格有限差分技术,推导出了其任意偶数阶精度交错网格有限差分格式,最后运用空间八阶时间二阶差分精度及PML边界条件,完成了双相各向同性介质中地震波场正演模拟。结果表明,该方法可准确获得双相各向同性介质固、流相中的高精度纯纵波波场和纯横波波场,有效描述双相各向同性介质中的波场传播规律。同时得出:双相各向同性介质中快、慢纵波相互耦合,无法单独分离;也指出了分界面处波的传播和转换关系,是油气勘探的重要理论依据。 展开更多

关键词 biot理论 双相介质 高阶有限差分 PML 波场分离 数值模拟

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一种基于多相介质理论的油气检测方法 被引量：23

8

作者 撒利明 梁秀文 刘全新 《勘探地球物理进展》 2002年第6期32-35,共4页

目前采用的油气检测方法和技术严格意义上讲都是基于单相介质理论的 ,而含油气储层是多相介质的 ,因此 ,造成了油气检测结果存在多解性和不确定性。以Biot理论和实验室数据为依据 ,研究出一种快捷的油气检测方法。该方法应用于十几个工... 目前采用的油气检测方法和技术严格意义上讲都是基于单相介质理论的 ,而含油气储层是多相介质的 ,因此 ,造成了油气检测结果存在多解性和不确定性。以Biot理论和实验室数据为依据 ,研究出一种快捷的油气检测方法。该方法应用于十几个工区 ,检测油气的符合率高于现有的其他烃类检测技术。该方法在勘探阶段的油气检测方面和开发阶段油气藏动态监控方面具有广泛的应用前景。 展开更多

关键词 油气检测方法 多相介质 单相介质 biot理论 油气勘探

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广义Biot理论u～U与u～p形式算法计算效率比较

9

作者 王云平 王栋 《石油化工高等学校学报》 CAS 2004年第4期87-90,共4页

广义Biot理论常用于描述连续多孔介质在荷载作用下的力学行为 ,但其数值求解较为困难 ,不同研究者通常采用u～U和u～p两种有限元列式求解广义Biot理论的控制方程 ,但对两种解法的求解稳定性和求解效率一直缺乏系统的比较。基于CompaqVis... 广义Biot理论常用于描述连续多孔介质在荷载作用下的力学行为 ,但其数值求解较为困难 ,不同研究者通常采用u～U和u～p两种有限元列式求解广义Biot理论的控制方程 ,但对两种解法的求解稳定性和求解效率一直缺乏系统的比较。基于CompaqVisualFortran 6 .6环境 ,开发了二维广义Biot理论u～U与u～ p形式有限元数值求解程序。大量试算表明 ,u～U形式刚度阵病态性较弱 ,其计算稳定性优于u～ p形式。通过实例比较不同网格剖分规模与不同时段步数条件下u～U与u～ p形式算法所花费的CPU时间 ,观察到u～ 展开更多

关键词 广义biot理论 有限元 多孔介质

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层状饱和多孔介质中Biot慢波的影响 被引量：1

10

作者 毛娅丹 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期428-432,443,共6页

本文基于Biot理论对P波在层状饱和多孔介质中的传播进行数值模拟。首先根据Kennett反射方法建立层状介质中地震波的数值模型,然后利用此模型研究层状饱和介质中Biot慢波对地震波性质的影响。文中分别在孔隙为弹性(考虑了P波扩散、Biot... 本文基于Biot理论对P波在层状饱和多孔介质中的传播进行数值模拟。首先根据Kennett反射方法建立层状介质中地震波的数值模型,然后利用此模型研究层状饱和介质中Biot慢波对地震波性质的影响。文中分别在孔隙为弹性(考虑了P波扩散、Biot全局流及慢波影响)和黏弹性(可忽略慢波影响)两种情况下定量地分析了频率、孔隙率、层厚、渗透率以及岩石弹性模量对Biot慢波效应的影响。对比两种模型的数值模拟结果发现,在低频范围内,沉积盆地地层间液体压力的平衡作用(Biot慢波)能使P波产生显著的衰减;若这种衰减发生在浅层勘探地震波的频带内(几十到几百赫兹)。则介质层厚必然在几厘米到几十厘米范围内;介质越柔顺,孔隙率越大,渗透性越好,则慢波影响越大;在高频段,只要地层足够薄,介质的柔顺性足够好,界面处产生的慢波对高P波散射也会有很大影响。 展开更多

关键词 层状介质 biot慢波 数值模拟 Kennett反射方法 biot全局流 P波散射 饱和多孔介质 慢波 biot理论 数值模型

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饱和黏弹性孔隙介质中压缩波的频散与衰减 被引量：1

11

作者 师文佳 丛琳 杨多兴 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2900-2906,共7页

波的频散现象及其成因是岩石物理学与孔隙介质声学研究的一个热点。基于Biot理论与Darcy-Brinkman定律,提出了Maxwell-Brinkman与Kelvin-Brinkman黏弹性孔隙介质力学模型,建立了压缩波的频散关系,揭示了波的频散与衰减规律,分析了应力... 波的频散现象及其成因是岩石物理学与孔隙介质声学研究的一个热点。基于Biot理论与Darcy-Brinkman定律,提出了Maxwell-Brinkman与Kelvin-Brinkman黏弹性孔隙介质力学模型,建立了压缩波的频散关系,揭示了波的频散与衰减规律,分析了应力松弛与蠕变对波的传播速度与逆品质因子的影响。低频情况下,Kelvin-Brinkman模型与Darcy-Brinkman-Biot模型预测的压缩波的频散及其衰减一致。高频情况下,Maxwell-Brinkman模型与Darcy-Brinkman-Biot模型预测的压缩波的频散及其衰减一致。结合墨西哥湾的试验数据,验证了物理模型的可靠性。通过参数敏感性分析,探讨了基于实测数据优化介质参数的方法。 展开更多

关键词 biot理论 Darcy-Brinkman定律 孔隙介质 黏弹性 频散 品质因子

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双相介质频谱分析技术在孤立砂体流体识别中的应用——以涠西南凹陷流沙港组一段砂体为例

12

作者 盖永浩 陶倩倩 +1 位作者 陈林 胡德胜 《西部探矿工程》 CAS 2019年第9期84-86,88,共4页

在涠西南凹陷流沙港组一段地层中砂岩储层纵横向分布差异大,横向不连通,各砂体具有独立的油藏系统,流体识别困难。基于双相介质理论,根据油层区地震频谱具有“低频共振、高频衰减”特征,在涠西南凹陷开展流体识别应用。而由于储层的厚... 在涠西南凹陷流沙港组一段地层中砂岩储层纵横向分布差异大,横向不连通,各砂体具有独立的油藏系统,流体识别困难。基于双相介质理论,根据油层区地震频谱具有“低频共振、高频衰减”特征,在涠西南凹陷开展流体识别应用。而由于储层的厚度差异对其地震频谱特征的影响很大,因此对涠西南凹陷流沙港组一段地层中同时期沉积的多个孤立砂体,不能基于同一等厚模型进行流体识别,而要分别对各个砂体独立进行分析。虽然在无井区不能准确预测各砂体的厚度,但可以据三角洲砂体的沉积分布规律得知,在顺物源方向砂体厚度变化很小,故可沿砂体物源方向对砂体高低部位的频谱特征对比分析。对涠西南凹陷流沙港组研究的2个砂体发现二者频谱特征差异较大,其中一个砂体的圈闭高部位相对低部位检测点具有”低频共振、高频衰减”的含油特征,另一个则不完全符合。经钻探与预测结果相符,证明该方法对涠西南凹陷流沙港组无井区的孤立砂体开展流体识别行之有效。 展开更多

关键词 涠西南凹陷 孤立砂体 双相介质理论 频谱分析 流体识别

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求解饱和多孔介质圆柱壳动力学问题的一种半解析方法 被引量：2

13

作者 向宇 孙润 +1 位作者 陆静 袁丽芸 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期208-215,240,共9页

基于弹性薄壳理论,结合Biot理论中流体和固体骨架的运动方程及本构关系,得到饱和多孔介质圆柱薄壳在谐激励作用下的一阶矩阵常微分控制方程。结合齐次扩容精细积分法和精细元法,建立了分析该类结构振动问题的半解析方法。该方法充分考... 基于弹性薄壳理论,结合Biot理论中流体和固体骨架的运动方程及本构关系,得到饱和多孔介质圆柱薄壳在谐激励作用下的一阶矩阵常微分控制方程。结合齐次扩容精细积分法和精细元法,建立了分析该类结构振动问题的半解析方法。该方法充分考虑了多孔介质圆柱薄壳骨架与流体的耦合作用,具有广泛的适应性,弥补了现有计算模型和等效媒质法的不足。基于该方法,还讨论了孔隙率对饱和多孔介质圆柱薄壳的频响特性的影响。 展开更多

关键词 振动分析 饱和多孔介质 圆柱壳 biot理论 齐次扩容精细积分法

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不同介质互层分布的弹性半空间地震波场输入

14

作者 王子辉 赵成刚 +1 位作者 李伟华 徐春铃 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期33-36,共4页

基于Biot两相饱和多孔介质动力学理论,提出两相饱和多孔介质与单相固体介质互层弹性半空间地震波场解析计算方法,为两相饱和多孔介质和单相固体介质互层分布弹性半空间中的地下结构的地震波场输入提供理论基础。

关键词 单相固体介质 饱和多孔介质 biot动力理论 平面波

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流体饱和多孔介质中的声强

15

作者 杜光升 乔文孝 《石油大学学报（自然科学版）》 CSCD 1991年第3期132-137,共6页

根据Biot多孔介质声学理论中的应力-应变关系、能量关系、声波方程,采用与在均匀固体介质中平行的方法,推导了流体饱和多孔介质中的声强表达式,进一步完善了多孔介质声学理论。运用该公式导出了多孔介质界面声学边界条件,并可作为研究... 根据Biot多孔介质声学理论中的应力-应变关系、能量关系、声波方程,采用与在均匀固体介质中平行的方法,推导了流体饱和多孔介质中的声强表达式,进一步完善了多孔介质声学理论。运用该公式导出了多孔介质界面声学边界条件,并可作为研究多孔介质中声波能量的一个基本方程。 展开更多

关键词 多孔介质 声强 边界条件 biot理论

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PML边界条件下孔隙介质弹性波可变网格正演模拟方法研究 被引量：6

16

作者 孙林洁 刘春成 张世鑫 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期652-664,共13页

孔隙介质弹性波正演模拟对于储层预测和油气检测具有重要的指导意义。为提高孔隙介质波场正演模拟的精度,将可变网格方法应用于基于Biot理论的双相介质弹性波高阶有限差分正演模拟方法中,有效解决了二阶混合偏导数差分近似的可变网格过... 孔隙介质弹性波正演模拟对于储层预测和油气检测具有重要的指导意义。为提高孔隙介质波场正演模拟的精度,将可变网格方法应用于基于Biot理论的双相介质弹性波高阶有限差分正演模拟方法中,有效解决了二阶混合偏导数差分近似的可变网格过渡问题,推导了基于PML边界条件的可变网格差分格式,实现了空间与时间步长任意整数倍变化的双相介质弹性波可变网格正演模拟。对于细微地质结构或横向变化剧烈的介质区域,利用可变网格对区域精细重采样可有效提高正演的模拟精度;对于介质相对稳定的区域,采用大步长采样可保证正演计算效率。数值试验结果表明,与常规正演模拟方法相比,双相介质可变网格正演模拟方法的精度、效率有明显提高,对精细研究孔隙介质地震响应有着重要意义。 展开更多

关键词 biot理论 孔隙介质 PML边界条件 可变网格 有限差分

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饱和孔隙介质中的格林函数及边界积分方程

17

作者 徐小明 陆建飞 《青岛理工大学学报》 CAS 2007年第3期9-14,共6页

根据Biot理论,利用势函数方法建立了频域内孔隙介质的二维格林函数;利用格林函数和孔隙介质中的互易定理,建立了孔隙介质的边界积分方程.通过引入二维弹性静力学解和二维La-place方程的基本解,处理了边界积分方程中的柯西主值积分问题.... 根据Biot理论,利用势函数方法建立了频域内孔隙介质的二维格林函数;利用格林函数和孔隙介质中的互易定理,建立了孔隙介质的边界积分方程.通过引入二维弹性静力学解和二维La-place方程的基本解,处理了边界积分方程中的柯西主值积分问题.笔者的研究为应用边界元方法求解孔隙介质中的二维动力问题提供了理论基础. 展开更多

关键词 biot理论 孔隙介质 格林函数 边界积分方程 奇异性

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多孔介质弹性问题的单元微分法

18

作者 胡凯 高效伟 +1 位作者 徐兵兵 郑颖人 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期2403-2410,共8页

考虑Biot固结理论,建立了求解多孔介质中流体渗透与固体力学耦合问题的数值模型,并通过新型强形式有限单元法(单元微分法)对该问题进行分析计算。相比于弱形式算法,单元微分法能够通过直接对控制方程进行离散,不需要数值积分计算,因此... 考虑Biot固结理论,建立了求解多孔介质中流体渗透与固体力学耦合问题的数值模型,并通过新型强形式有限单元法(单元微分法)对该问题进行分析计算。相比于弱形式算法,单元微分法能够通过直接对控制方程进行离散,不需要数值积分计算,因此该算法在对多场耦合问题进行求解时拥有较为简单的离散格式,且其计算系数矩阵时表现出极高的效率。该数值算法使用的是有限元中的拉格朗日单元,与强形式的无网格法相比,能够获得相对更精确且更稳定的计算结果。通过引入单元微分法以及隐式时间迭代格式,能够快速地计算出多孔介质耦合方程中各时间步的位移及孔压值。选取两个经典的数值模型,一个是一维Terzaghi柱模型,另一个是二维饱和土带模型。针对这两个问题,分别通过与解析解和有限元法结果相对比,验证了该算法的精度和稳定性。 展开更多

关键词 biot固结理论 多孔介质 单元微分法 强形式有限元法

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层状地基对移动荷载响应的理论推导

19

作者 江彪 张海 《低温建筑技术》 2004年第3期69-70,共2页

多孔饱和流体介质对表面移动荷载的响应在工程和物理的许多领域都是十分重要的。本文提供了一种基于Biot多孔介质理论的扩展方法,这是一种用来解决饱和、非饱和或者两者混合的地基对动力荷载的响应的半解析方法。并且能处理各种复合荷载... 多孔饱和流体介质对表面移动荷载的响应在工程和物理的许多领域都是十分重要的。本文提供了一种基于Biot多孔介质理论的扩展方法,这是一种用来解决饱和、非饱和或者两者混合的地基对动力荷载的响应的半解析方法。并且能处理各种复合荷载,如不规则荷载,随时间变化的表面荷载。 展开更多

关键词 层状地基 biot理论 多孔介质 孔隙水压力 动力响应

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考虑局部渗流的Biot孔隙弹性模型改进

20

作者 时鹏 丁海琨 +3 位作者 王国平 李思亦 崔新豪 李文博 《测井技术》 CAS 2022年第5期505-510,共6页

因井孔声场受储层渗透性影响,故声波测井可应用于储层渗透率评价。目前描述孔隙介质波动的经典Biot孔隙弹性模型明显低估了岩石中波的衰减。为解决这一问题并将声波测井应用于储层渗透率评价,在经典Biot模型基础上考虑局部渗流对声波衰... 因井孔声场受储层渗透性影响,故声波测井可应用于储层渗透率评价。目前描述孔隙介质波动的经典Biot孔隙弹性模型明显低估了岩石中波的衰减。为解决这一问题并将声波测井应用于储层渗透率评价,在经典Biot模型基础上考虑局部渗流对声波衰减的影响,对经典Biot模型进行修正,将修正模型用于井孔声场模拟,分析利用声波测井数据反演地层渗透率的可行性。与实验数据对比表明,修正模型计算的声波衰减和频散比经典Biot模型可更好地解释实测结果。井孔声场模拟结果指出:在用单极子源声波测井数据进行渗透率反演时需要采用较低的声源频率,且需考虑地层局部渗流对井孔声波幅值的影响。 展开更多

关键词 孔隙介质 biot理论 声波测井 孔隙弹性波 耗散介质

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