岩石是一种天然的多孔介质,在地下深处通常饱和着各种流体。地层里的岩石通常由骨架、孔隙和饱和流体三类要素构成。这三类要素的不同组分和组成方式主要受沉积环境和沉积过程等因素的影响,所有这些因素影响着岩石的宏观物理性质。在化石能源的开采过程中,一般需要测试岩石的孔隙度、渗透率和饱和度三种关键性质,通常采用的手段有孔渗实验、测电阻率、超声测速等。但这些手段只能反映岩石宏观的物理性质和流体饱和度,并不能从微观解释岩石的内部孔隙结构。而数字岩石模型分析可以弥补传统物理实验的不足,通过数字信号重构岩石复杂的微观结构,为岩石物理学研究提供了一个新手段。本文以人造砂岩为研究对象,利用微米CT按一定的微分尺度对岩石进行逐层扫描,得到直观反映岩石孔隙微观结构的图像;再结合图像处理技术,提取岩心的微观单元结构,并建立具有真实孔隙结构特征的三维数字岩心模型,将扫描得到的模拟信号模型转化为数字信号;最后针对数字信号模型采用Garboczi提出的有限元计算方法,得到应力应变关系,再利用各向同性胡克定律计算声波在岩石中的传播速度。本文通过LIGGGHTS软件建模,用数学形态法模拟流体在岩石内部的不同分布方式。用有限元方法计算含流体岩石的弹性参数,通过对比一系列的理论模型,得出流体的分布方式影响纵波速度随含水饱和度的变化规律。为了准确预测含流体岩石的纵波速度,本文针对不同模型随含水饱和度的变化趋势给出了相应的经验公式。