低频波动强化采油技术,是一种利用弹性波激励开发储层达到提高原油采收率目的的物理法增产技术,具有増油效果好、施工成本低、不伤害储层、不污染环境等优势。然而,现场试验中存在受效不稳定的问题,限制了该技术的扩大应用与发展。开展低频波动强化采油技术动力学作用机制研究,是提高其应用效果的关键。由于现有定性-半定量的理论方法未能有效、系统性地考虑初始时刻孔隙介质渗流场与低频弹性波场的耦合,因此,借鉴地震勘探中的Biot弹性波传播理论,结合低频波动强化采油技术已有实验规律认识,建立单相渗流条件下孔隙介质弹性波传播动力学模型,开展单相渗流对弹性波传播的影响规律分析,以及低频弹性波激励对孔隙介质渗流的影响规律分析,为深入揭示低频波动强化采油技术作用机理提供理论依据。在结合低频波动强化采油技术已有实验认识、常规达西渗流理论、Biot弹性波传播理论基础上,采用弹性、均匀、各向同性孔隙介质本构关系,引入考虑低渗储层启动压力梯度的流体广义达西运动方程、考虑液固压缩性与流动连通孔隙比例的有效孔隙度变化公式、低频弹性波作用下流体降黏率公式、定压开采定解条件,建立了单相渗流条件下孔隙介质弹性波传播动力学数学模型;利用Helmholtz分解,引入达西渗流势函数,推导了初始时刻流体渗流影响下的弹性波波数,探讨了快纵波、慢纵波、横波受初始时刻渗流、储层物性特征的影响敏感性;通过对单相渗流条件下孔隙介质弹性波传播控制方程进行Laplace变换–Durbin离散半解析求解,Matlab编程得到了一维和径向情形下流体、固体位移解;利用COMSOL建立了单一低频弹性波作用下一维理想、平面径向、三维物理驱替模型,对比了一维理想驱替模型和物理实验结果,分析了低频波动强化采油对流体相对速度、孔隙压力、孔隙度的影响,以及受振动参数(振动频率、振幅、震源波入射角)、储层物性(初始孔隙度、初始渗透率、初始流体黏度)的影响敏感性。研究结果表明,初始时刻孔隙介质渗流场主要降低了快纵波的波速,增加了其品质因子,对慢纵波和横波影响较小;单一低频弹性波作用下相对流速、孔隙度相对增加,孔隙压力随振动时间增加呈周期性波动,愈靠近震源,储层渗流能力改善效果愈强;文中基础下存在最佳振动频率(20Hz)和局部最优振幅(100μm),使得低频波动强化采油效果最佳,一定程度上反映了低频波动强化采油技术的作用机理。