应力加载过程中页岩超声波传播特性研究

摘要

当有效应力发生变化时,会引起页岩孔隙结构发生变化,进而影响声波在页岩中的传播特性.前人工作多关注页岩纵/横波传播速度以及二者比值对有效应力的响应特征,而对有效应力与页岩声波波形、频谱以及声强之间的关系则很少研究.以渝东南彭水地区龙马溪组富有机质页岩为研究对象,利用SCMS-J型声电测试仪,采集围压加载过程(5~55 MPa)中页岩纵/横波传播信息,分析围压加载过程中页岩声波波形、频率以及能量的变化特征.研究表明:(1)页岩纵/横波波形对有效应力的敏感程度远远高于纵/横波传播速度,随着有效应力增加,波形相似系数迅速减小;(2)有效应力加载过程中,声波对页岩选择性吸收,形心频率f_(c)随围压呈指数增加,f_(c)变化特征与页岩孔隙结构变化特征具有一致性;(3)有效应力增加时,页岩超声波散射衰减损耗变少,纵/横波平均振幅谱强度P呈指数增加.研究成果对评价页岩裂缝发育程度,准确评价页岩储层具有重要意义.