Моделювання впливу типу насичення та типу глин на зміни параметрів анізотропії Томсена для моделі "вапняк глинистий гранулярно-тріщинуватий"
DOI:
https://doi.org/10.17721/1728-2713.114.02Ключові слова:
параметри пружної анізотропії Томсена, математичне моделювання, вапняк, ортотропне середовищеАнотація
Вступ. Параметри Томсена стали одним із ключових інструментів у сучасній сейсмоакустиці. Вони дають змогу за визначеними параметрами анізотропії уточнювати математичні моделі геологічного середовища. Однак апроксимація геологічного середовища поперечно-анізотропною моделлю за наявності його додаткових структурно-текстурних особливостей призводить до глобальних похибок. Відповідно, визначення параметрів пружної анізотропії складних середовищ є нагальною проблемою сучасної геофізики, серед яких і математичне моделювання параметрів пружної анізотропії Томсена для середовищ ортотропної і складніших симетрій.
Метою пропонованої роботи є розрахунки параметрів Томсена та їхній аналіз для моделі складнопобудованого вапняку для середовищ різної симетрії на основі отриманої раніше практичної моделі глинистого гранулярно-тріщинного вапняку Волино-Поділля.
Методи. Обґрунтуванням використаного математичного апарату моделювання є формули для введених Томсеном параметрів, які розраховуються на основі використання пружних постійних середовищ.
Результати. За результатами математичного моделювання встановлено, що зміна типу флюїду може суттєво трансформувати параметри Томсена: газ підсилює γ, оскільки збільшує роль тріщин у механіці зсуву, а вода зменшує δ, тому що підвищує ефективну жорсткість й однорідність. Наявність у породах-колекторах різних типів глин збільшує такі параметри Томсена, як ε і γ, а δ може зменшуватися нелінійно, проте за концентрації глин понад 4 % поведінка кривої стає складнішою. Наявність каолініту в породах підвищує всі параметри Томсена, а наявність монтморилоніту – зменшує.
За результатами моделювання також доведено, що неврахування відхилення моделі від поперечно-ізотропного середовища може привести до похибоку визначенні параметра γ до 40 %. З'ясовано, що параметр δ – чутливий до наявності неоднорідностей і тріщин. Встановлено, що δ₁₂ в ортотропній моделі є прямим індикатором наявності латеральної тріщинуватості.
Висновки. Розуміння цих закономірностей, особливо під час розрахунків для складніших геологічних середовищ, дає можливість використовувати параметри Томсена як індикатори також і типу насичення. Зміни ε та δ можуть вказувати на переміщення тріщинуватих зон, а також водонафтового контакту.
Посилання
Bezrodna, I. M. (2010). Mathematical modeling of the influence of the crack and cavern orientation on the anisotropy of acoustic and elastic properties of the carbonate reservoirs. Bulletin of Kyiv University. "Geology" Series, 49, 17–21 [in Ukrainian].
Bezrodna, I., & Homenko, R. (2023). Mathematical modeling of geophysical parameters [in Ukrainian]. https://geophys.knu.ua/education/library/96/matematichne-modelyuvannya-geofizichnikh-parametriv
Bezrodna, I., Bezrodniy, D., & Kuzmenko, T. (2010). Mathematical simulation of shaliness influence on the elastic properties of compound limestones of the Volyno-Podillya. Bulletin of Kyiv University. "Geology" Series, 51, 8–12 [in Ukrainian].
Bezrodniy, D., & Voytenko, D. (2025). Modeling the change of Thompson's anisotropy parameters for different types of geological medium symmetry. In Modern Problems of Earth Sciences (pp. 64–66) [in Ukrainian]. conf_univ_apr_2025.pdf
Carcione, J. M. (2007). Wave Fields in Real Media: Wave Propagation in Anisotropic, Anelastic and Porous Media. Elsevier.
Hao, Qi, & Tsvankin, I. (2023, september-october). Thomsen-type parameters and attenuation coefficients for constant-Q transverse isotropy. Geophysics, 88(5), C123–C134. https://doi.org/10.1190/geo2022-0575.1
Helbig, K. (1994). Foundations of Anisotropy for Exploration Seismics. Pergamon.
Mavko, G., Mukerji, T., & Dvorkin, J. (2009). The Rock Physics Handbook. Cambridge University Press.
Prodayvoda, G. T., Vyzhva, S. A., & Virshylo, I. V. (2012). Mathematical modeling of effective geophysical parameters. Kyiv University Publishing and Production Center [in Ukrainian].
Schoenberg, M., & Helbig, K. (1997). Orthorhombic media: Modeling elastic wave behavior in a vertically fractured earth. Geophysics, 62(6), 1954–1974. https://doi.org/10.1190/1.1444297
Thomsen, L. (1986). Weak elastic anisotropy. Geophysics, 51(10), 1954–1966.
Thomsen, L. (2002). Understanding seismic anisotropy in exploration and exploitation. Distinguished Instructor Series, SEG.
Tsvankin, I. (1997). Anisotropic parameters and P-wave velocity for orthorhombic media. Geophysics, 62(4), 1292–1309.
Tsvankin, I., & Grechka, V. (2011). Seismology of Azimuthally Anisotropic Media and Seismic Fracture Characterization. SEG Books.
Vernik, L. (2016). Seismic Petrophysics in Quantitative Interpretation. SEG Books.
Vyzhva, S. A., & Bezrodna, I. M., et al. (2009). Petrophysical and litho-petrographic studies of Devonian and Silurian rock core samples from Volyn-Podillia. Kyiv University Publishing and Production Center [in Ukrainian].
Zhu, Y., & Tsvankin, I. (2006). Plane-wave propagation in attenuative transversely isotropic media. Geophysics, 71(2), T17–T30. https://doi.org/10.1190/1.2187792
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Ірина Безродна, Дмитро Безродний
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Ознайомтеся з політикою за посиланням: https://geology.bulletin.knu.ua/licensing
