Компьютерное моделирование процесса сейсмической разведки при явном задании трещиноватых включений

Полный текст:


Аннотация

Статья посвящена математическому моделированию процесса распространения сейсмических волн в неоднородных средах. Открытие нетрадиционных запасов углеводородов повышает актуальность задачи разработки и совершенствования технологий моделирования глубинного строения геологического массива по данным наземных и скважинных измерений. Данная задача в математической постановке является обратной и, как правило, решается итерационно методом минимизации целевого функционала. Точность решения в значительной мере зависит от методов, используемых для решения отдельных прямых задач. В статье рассмотрен сеточно-характеристический метод численного решения гиперболической системы уравнений упругого тела на гексаэдральных расчетных сетках. Сформулированы граничные и контактные условия, позволяющие корректно описать процесс формирования сейсмического отклика от границ раздела геологических слоев и трещиноватых включений. Их использование позволяет существенно снизить требования к вычислительным мощностям за счет отсутствия мелкой расчетной сетки внутри флюидонасыщенной трещины, а также повысить точность расчета сейсмического поля по сравнению с результатами использования осредненных моделей геологических сред. В работе проведен расчет, демонстрирующий возможность получения синтетических сейсмограмм и полного распределения волнового поля в объеме геологического массива, содержащего слоистость и трещиноватые включения. Проведена идентификация типов волн в формируемом сейсмическом отклике. Показано преимущество предлагаемого метода перед его аналогами для случаев криволинейных границ раздела геологических слоев.

Об авторах

В. И. Голубев
ФГАОУ ВО «Московский физико-технический институт (государственный университет)»
Россия
Лаборатория прикладной вычислительной геофизики


Н. И. Хохлов
ФГАОУ ВО «Московский физико-технический институт (государственный университет)»
Россия
Лаборатория прикладной вычислительной геофизики


И. Б. Петров
ФГАОУ ВО «Московский физико-технический институт (государственный университет)»
Россия
Лаборатория прикладной вычислительной геофизики


Список литературы

1. Carcione J.M., Herman G.C., ten Kroode A.P.E. Seismic Modeling // Geophysics. 2002. Vol. 67. No. 4. P. 1304–1325.

2. Virieux J., Calandra H., Plessix R.- . A Review of the Spectral, Pseudo-Spectral, Finite-Difference and Finite-Element Modelling Techniques for Geophysical Imaging // Geophysical Prospecting. 2011. Vol. 59. No. 5. P. 794–813.

3. Etienne V., Chaljub E., Virieux J., Glinsky N. An hp-Adaptive Discontinuous Galerkin Finite-Element Method for 3-D Elastic Wave Modelling // Geophysical Journal International. 2010. Vol. 183. No. 2. P. 941–962.

4. Hermann V., K ser M., Castro C.E. Non-Conforming Hybrid Meshes for Efficient 2-D Wave Propagation using the Discontinuous Galerkin Method // Geophysical Journal International. 2011. Vol. 184. No. 2. P. 746–758.

5. Петров И.Б., Холодов А.С. Численное исследование некоторых динамических задач механики деформируемого твердого тела сеточно-характеристическим методом // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1984. Т. 24. Вып. 5. C. 722–739.

6. Голубев В.И., Петров И.Б., Хохлов Н.И. Моделирование волновых процессов внутри планеты с помощью гибридного сеточно-характеристического метода // Математическое моделирование. 2015. Т. 27. № 2. С. 139–148.

7. Голубев В.И., Петров И.Б., Хохлов Н.И., Шульц К.И. Численный расчет волновых процессов в трещиноватых средах на гексаэдральных сетках сеточно-характеристическим методом // Журнал вычислительной математики и математической физики. 2015. Т. 55. № 3. С. 512–522.

8. Петров И.Б., Фаворская А.В., Санников А.В., Квасов И.Е. Сеточно-характеристический метод с использованием интерполяции высоких порядков на тетраэдральных иерархических сетках с кратным шагом по времени // Математическое моделирование, 2013. Т. 25. № 2. С. 42–52.

9. Голубев В.И., Петров И.Б. Численное моделирование волновых процессов в трещиноватых средах в трехмерной постановке // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта. Серия: Физико-математические и технические науки. 2014. № 4. С. 139–146.

10. Левянт В.Б., Петров И.Б., Голубев В.И., Муратов М.В. Численное 3D-моделирование объемного волнового отклика от систем вертикальных макротрещин // Технологии сейсморазведки. 2014. № 2. С. 5–23.

11. Левянт В.Б., Квасов И.Е., Петров И.Б. Исследование возможности картирования зон трещиноватости в баженовской свите при использовании обменных рассеянных волн // Технологии сейсморазведки. 2015. № 4. С. 61–73.

12. Левянт В.Б., Петров И.Б., Панкратов С.А. Исследование волнового отклика от субвертикальных мегатрещин нефтяных и газовых месторождений методом численного моделирования // Технологии сейсморазведки. 2012. № 2. С. 42–56.

13. Левянт В.Б., Хромова И.Ю., Козлов Е.А. и д. Методические рекомендации по использованию данных сейсморазведки для подсчета запасов углеводородов в условиях карбонатных пород с пористостью трещинно-кавернового типа. М.: ОАО «ЦГЭ», 2010. 250 с.

14. Седов Л.И. Механика сплошной среды. В 2-х т. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Наука, 1976. Т. 1. 536 с.; Т. 2. 573 с.

15. Голубев В.И., Хохлов Н.И., Петров И.Б., Хромова И.Ю. Полноволновая сейсмика. Выделение границ геологических слоев на высокопроизводительных вычислительных комплексах // Oil & Gas Journal Russia. 2016. Т. 104. № 5. С. 40–45.

16. Голубев В.И. Методика отображения и интерпретации результатов полноволновых сейсмических расчетов // Труды Московского физико-технического института. 2014. Т. 6. № 1 (21). С. 154–161.

17. Байдин В.Г. Математические и вычислительные подходы к повышению качества сейсмических изображений на основе моделирования упругих волновых полей: автореф. дисс. … к.ф.-м.н. Москва: МФТИ, 2013 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://mipt.ru/upload/iblock/fb0/Байдин.pdf (дата обращения: 08.05.2018).


Дополнительные файлы

Для цитирования: Голубев В.И., Хохлов Н.И., Петров И.Б. Компьютерное моделирование процесса сейсмической разведки при явном задании трещиноватых включений. Территория «НЕФТЕГАЗ». 2018;(5):12-16.

For citation: Golubev V.I., Khokhlov N.I., Petrov I.B. Computer Simulation of Seismic Survey Process with Explicit Setting of Fractured Inclusions. Territorija “NEFTEGAS” [Oil and Gas Territory]. 2018;(5):12-16. (In Russ.)

Просмотров: 50

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2072-2745 (Print)
ISSN 2072-2761 (Online)