孔洞结构对超声波衰减特性的影响研究

碳酸盐岩地层孔洞形状多样、孔洞空间尺度多变、分布复杂，以首波触发机制记录的波速，反映的是沿着波阻抗最大路径传播的声波速度，不能有效反映岩石中的孔洞结构特征。基于波动理论和有限差分方法，实现超声波透射数值模拟实验，研究孔洞形状、尺寸、分布、密度对声波衰减系数的影响。结果表明：(1) 孔洞形状、尺寸、分布、密度对衰减系数均有影响，其中孔洞密度对衰减系数的影响最大，孔洞尺寸次之，孔洞形状和分布对衰减系数的影响较小；(2) 垂直于传播方向的孔洞尺寸和平行于传播方向上的孔洞尺寸均对衰减系数有影响，相对而言垂直于传播方向上孔洞尺寸对衰减系数的影响更显著；(3) 对一定频率的振源，存在一个临界孔洞尺寸，当孔洞的尺寸大于该临界值时，不能应用衰减系数反映孔隙尺寸的变化；(4) 衰减系数与孔洞尺寸、不同孔洞形状的孔隙度之间均表现为幂函数关系，且相关性较好。