岩石声学性质的实验与理论研究

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通过对渤海某勘探区30块样品模拟地层条件进行的弹性波速度测定,研究了压力、温度、岩性、矿物成分、孔隙度和流体等因素对弹性波速度的影响,发现:(1)随着有效压力的增加,速度在低压时呈指数形式增大,高压时呈线性形式增大;(2)随着温度的升高,速度略有减小;(3)随着岩石体密度的增大,速度呈乘幂形式增大;(4)随着岩性颗粒由小到大变化,速度呈增大趋势,纵横波速度比呈减小趋势;(5)随着碎屑岩矿物含量的增大,速度呈二次多项式形式增大;随着粘土矿物含量增大,速度呈指数形式减小;速度与碳酸盐矿物含量关系不明显;(6)随着孔隙度增大,速度减小,纵横波速度比略微增大;(7)饱水岩石速度大于干燥岩石,但随着压力增大,差异减小。干燥岩石纵横波速度比随压力增大呈增大趋势,饱和岩石相反;(8)随着孔隙流体粘度和矿化度增大,纵波速度呈增大趋势,横波无规律;(9)随着含气饱和度的变化,纵波速度变化较为复杂,横波略呈减小趋势。有效压力对纵、横波速度随饱和度变化存在一定影响;(10)随着含油饱和度增大,纵、横波速度略增大;(11)高孔、高渗岩石可近似看作有效流体模型,低孔、低渗岩石接近于斑块饱和模型。 对门头沟侏罗系页岩和大庆油田具有明显层理的砂岩进行弹性波速度各向异性研究,分析了压力和流体对速度各向异性的影响,并通过偏光显微镜、X-衍射和扫描电镜研究了产生岩石各向异性的原因。得到了以下结论:(1)页岩和具有明显层理的砂岩可以看作横向各向同性介质;(2)平行层理传播的纵波速度(VPH)大于垂直层理传播的纵波速度(VPV),随着压力的增加,VPH和VPV都呈现增大的趋势,VPH和VPV差异减小;(3)随着粘度的增加,岩石纵、横波速度增大,速度各向异性减小。随着矿化度的增加,岩石纵、横波速度增大,速度各向异性的变化在实验误差范围内,可以忽略不计;(4)近于平行层理定向排列微裂隙和矿物颗粒是引起岩石各向异性的主要原因。
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