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孔隙流体流动效应引起的弹性波衰减机制常被称为波诱导的流体流动(WIFF)机制。本文利用基于拉格朗日连续力学建立的“Biot-Consistent”宏观模型(英文名为Biot-Consistent Macroscopic Model,简称,BCM模型),对由WIFF机制引起的有效体积模量的衰减和频散特征进行了定量化的研究。BCM模型中所涉及的力学参数是岩石本身的固有属性参数,与时间和频率均无关的“真实”力学属性参数。因此,利用BCM模型准确地模拟实验观测的有效体积模量,可以预测出相应的岩石力学属性参数,从而支持本文能够利用不同的岩石样本数据,分析力学属性参数对有效体积模量衰减与频散的影响特征。最后,利用BCM模型预测的岩石力学属性参数结果可以自然地进行新的动态流体替换方法的研究。具体的研究内容可以总结为以下几个方面:首先,为了证实BCM模型的力学严谨性,本文在各向同性介质及局部的线性力学相互作用的假设条件下,重新推导了BCM模型中的拉格朗日函数和耗散函数表达式,证实了BCM模型是一个纯宏观尺度上的力学模型,注重介质微观结构或孔隙流体流动模式在地震频带上的等效效应,具有清晰、明确的物理意义,能够自然而严谨地建立起微观岩石物理实验到地震勘探之间的桥梁。BCM模型可以同时描述WIFF衰减机制和非WIFF衰减机制(比如岩石颗粒粒间摩擦),揭示其本质成因,并解释各种岩石物理实验中观测到的有效模量随频率变化特征以及地震勘探中观测到的地震波的衰减和频散特征。第二,针对孔隙流体效应,本文分析研究了BCM模型中的宏观非Biot介质属性矩阵Q(表征非均质岩石内部的宏观弹性耦合作用)的元素取值,并对引起WIFF衰减机制的主导因素进行了详细分类,严谨有效地解释了砂岩岩石物理实验中所观察到的衰减现象,证明了基于矩阵Q的WIFF机制分类方法是严谨的、明确的且行之有效的。更重要的是,这种WIFF机制分类研究的验证过程揭示了为多孔介质建立不依赖于频率或时间的宏观力学属性是十分必要的,也是非常严谨、简洁的。第三,在岩石宏观力学属性研究方面,本文改进了前人基于BCM模型预测岩石力属性参数的算法,与前人的研究相对比,新的数据拟合方法注重提取介质衰减与频散的主干信息,比如衰减的峰值和衰减特征频率。实测衰减谱中衰减峰的峰值与个数与岩石的非均质性之间的关系十分密切,决定了BCM模型中描述岩石内部局部特征的参数θJ的选取。合理选择θJ是解释实际数据中的衰减峰值、预测岩石力学属性预测的关键。本文利用已经公开发表的十个非均质砂岩样本数据,预测了相应的岩石力学属性参数,并对预测结果进行了系统的分析。分析结果证明,不管是具有单个衰减峰值,还是多个衰减峰值,BCM模型均可以合理解释观测数据中的衰减谱和频散谱,所获得的岩石力学属性的预测结果能很好地指示衰减机制的主导因素。最后,考虑到流体粘度对岩石骨架体积模量和饱和岩石体积模量的影响,本文基于BCM模型,提出了一种新的动态流体替换方法。在实例应用中,这种新的方法被用于预测不同含水饱和度的Berea砂岩样本的饱和体积模量的频散和衰减特征,以及分别饱和不同类型的流体时,多尺度非均质砂岩样本中的P波速度频散和衰减特征。