Физическое моделирование распространения упругих колебаний в анизотропных средах

Авторы

  • Дмитрий Андреевич Попов Санкт-Петербургский государственный университет, Университетская наб., 7-9, Санкт-Петербург, Россия, 199034
  • Татьяна Иннокентьевна Чичинина Instituto Mexicano del Petroleo, Mexico City, Mexico, Eje Central Lázaro Cárdenas Norte 152, San Bartolo Atepehuacan, Ciudad de México. C.P. 07730
  • Вячеслав Владимирович Половков Санкт-Петербургский государственный университет, Университетская наб., 7-9, Санкт-Петербург, Россия, 199034
  • Ирина Олеговна Корсакова Санкт-Петербургский государственный университет, Университетская наб., 7-9, Санкт-Петербург, Россия, 199034
  • Pinbo Ding China University of Petroleum, Qingdao, China, No. 66, Changjiang West Road, Huangdao District, 266580
  • Борис Маркович Каштан Санкт-Петербургский государственный университет, Университетская наб., 7-9, Санкт-Петербург, Россия, 199034
  • Владимир Николаевич Троян Санкт-Петербургский государственный университет, Университетская наб., 7-9, Санкт-Петербург, Россия, 199034

DOI:

https://doi.org/10.21638/spbu07.2019.305

Аннотация

Для проведения экспериментальных исследований анизотропных сред в сейсморазведке методами физического моделирования было изготовлено специализированное оборудование, предназначенное для автоматизации регистрации сейсмических записей по различным направлениям распространения волн (под различными углами относительно оси симметрии модели). Оно включает в себя гидравлический пресс, используемый для создания одноосного сдавливающего усилия (максимальное значение давления на используемой модели – 40МПа, минимальный шаг изменения давления – 1.3МПа) и автоматизированную систему позиционирования, позволяющую независимо перемещать ультразвуковые источник и приемник. Установка позволяет производить измерения скоростей и амплитуд продольных волн при угле 0° и углах в интервале от 15° до 90° относительно оси симметрии горизонтально-слоистой модели с минимальным шагом 8.1’. В настоящий момент идет модернизация оборудования с целью расширения ее возможностей - изготовление многокомпонентных преобразователей, которые дадут возможность регистрировать P, SV и SH волны в каждой точке измерения. Было выполнено физическое моделирование распространения волн в искусственном образце трансверсально-изотропной (transversely isotropic; TI) среды, которая представляет собой модель трещиноватой породы. В качестве тестовой среды используется модель из пластин оргстекла (толщиной 1 мм) с вертикальной осью симметрии бесконечного порядка. По оценке значений скоростей продольных волн, были вычислены параметры анизотропии Томсена (ε и δ) и определена зависимость скорости продольных (P) волн от угла между осью симметрии модели и направлением распространения луча. Полученные экспериментальные данные показывают хорошее соответствие теоретической модели.

Ключевые слова:

сейсморазведка, анизотропия, физическое моделирование, параметры анизотропии, модель линейного проскальзывания, модель Шонберга, трасверсально-изотропная среда

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.
 

Библиографические ссылки


References

Chichinina, T. I., 2017. Physical constraints on C13 for transversely isotropic shales and their applications. Geophysics, 82 (4), 105–118. https://doi.org/10.1190/geo2016-0656.1

Chichinina, T. I., Obolentseva, I. R., Dugarov,G., 2015. Effective-medium anisotropic models of fractured rocks of TI symmetry. Analysis of constraints and limitations in linear slip model. In:85th Annual International Meeting, SEG, New Orleans, 421–426. https://doi.org/10.1190/ segam2015-5882173.1

Chichinina, T. I., Obolentseva, I. R., Ronquillo-Jarillo, G., Sabinin, V. I., Gik, L. D., Bobrov, B. A., 2007. Attenuation anisotropy of P- and S-waves: Theory and laboratory experiment. Journal of Seismic Exploration 16, 235–264.

Chichinina, T. I., Obolentseva, I. R., Gik, L. D., Bobrov, B. A., Ronquillo-Jarillo, G., 2009. Attenuation anisotropy in the linear-slip model: Interpretation of physical modeling data. Geophysics 74 (5), 165–176. https://doi.org/10.1190/1.3173806

Far, M., 2011. Seismic characterization of naturally fractured reservoirs, PhD. thesis. Houston.

Far, M., Figueiredo, J. J. S., Stewart, R. R., Castagna, J. P., Han, D.-H., Dyaur, N., 2014. Measurements of seismic anisotropy and fracture compliances in synthetic fractured media. Geophysical Journal International 197, 1845–1857. https://doi.org/10.1093/gji/ggu101

Gik, L. D., Bobrov, B. A., 1996. Experimental laboratory study of anisotropy for fine-layered media. Geology and Geophysics 37, 97–110. (In Russian)

Hsu, C.-J., Schoenberg, M., 1993. Elastic waves through a simulated fractured medium. Geophysics 58, 964–977. https://doi.org/10.1190/1.1443487

Hudson, J. A., 1980. Overall properties of a cracked solid. Mathematical Proceedings of the Cambridge Philosophical Society 88, 371–384. https://doi.org/10.1017/S0305004100057674

Polovkov, V. V., Popov, D. A., Musin, M. V., Dzemchuzhnikov, E. G., 2015. Physical modelling in exploration seismology: Reasonability, limitations and perspectives of the method. In: Geomodel-2015. Gelendzhik (In Russian)

Popov, D. A., Musin, M. V., Molodtsov, D. M., 2015. A hardware-software complex for physical seismic ultrasound modeling. Tekhnologii seismorazvedki 2, 113–118. http://dx.doi.org/10.18303/1813-4254-2015-2-113-118. (In Russian)

Sarout, J., Delle-Piane, C., Nadri, D., Esteban, L., Dewhurst, D. N., 2015. A robust experimental determination of Thomsen’s δ parameter. Geophysics 80 (1), 19–24. https://doi.org/10.1190/geo2014-0391.1

Schoenberg, M., 1980. Elastic wave behavior across linear slip interfaces. Journal of Acoustical Society of America 68, 1516–1521. https://doi.org/10 .1121/1.385077

Schoenberg, M., 1983. Reflection of elastic waves from periodically stratified media with interfacial slip. Geophysical Prospecting 31, 265–292. https://doi.org/10.1111/j.1365-2478.1983.tb01054.x

Schoenberg, M., Sayers, C. M., 1995. Seismic anisotropy of fractured rock. Geophysics 60, 204–211. https://doi.org/10.1190/1.1443748

Thomsen, L., 1986. Weak elastic anisotropy. Geophysics 51, 1954–1966. https://doi.org/10.1190/1.1442051

Thomsen, L., 2002. Understanding seismic anisotropy in exploration and exploitation. 2002 Distinguished Instructor Short Course, Distinguished Instructor Series 5. SEG, Tulsa.

Vernik, L., 2016. Seismic petrophysics in quantitative interpretation. Investigations in Geophysics 18. SEG, Tulsa.

Yan, F., Han, D.-H., Yao, Q., 2016. Physical constraints on c13 and δ for transversely isotropic hydrocarbon source rocks. GeophysicalProspecting 64, 1524–1536. https://doi.org/10.1111/1365-2478.12265

Загрузки

Опубликован

20.07.2019

Как цитировать

Попов, Д. А. (2019) «Физическое моделирование распространения упругих колебаний в анизотропных средах», Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле, 64(3). doi: 10.21638/spbu07.2019.305.

Выпуск

Том 64 № 3 (2019)

Раздел

Статьи

Лицензия

Статьи журнала «Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле» находятся в открытом доступе и распространяются в соответствии с условиями Лицензионного Договора с Санкт-Петербургским государственным университетом, который бесплатно предоставляет авторам неограниченное распространение и самостоятельное архивирование.

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)