基于三相Biot速度应力波动方程的水合物储层波场数值模拟

摘要

天然气水合物储层可以看作由骨架、水合物和孔隙水构成的三相孔隙介质。以三相Biot一阶速度应力波动方程作为声波在水合物储层传播的控制方程，用有限差分法(FDTD)进行数值模拟。波场快照可以清楚展现3个纵波和两个横波，与Biot理论相符。根据实测速度优化控制方程参数，使数值速度与实测速度相符。结果表明：孔隙度对水合物剪应力分量影响最显著，对水合物、孔隙水和骨架速度分量的影响次之，所以储层中孔隙度最适合用水合物剪应力分量来分析。骨架速度分量和应力分量受饱和度的影响较小，水合物剪应力分量受饱和度的影响最大，所以分析储层中水合物饱和度的最佳选择是水合物剪应力分量。

关键词

水合物储层可视化 / 三相Biot波动方程 / 有限差分法 / 孔隙度 / 水合物饱和度 / 完全匹配层

基金资助

CNPC重大专项(ZD2019-184-001); 中央高校基本科研业务费专项(20CX05011A); 国家自然科学基金项目(42174142,42374152,41404091); 山东省自然科学基金项目(ZR2023YQ034,ZR2020MD050); 中国石油科技创新基金项目(2021DQ02-0402)