Дисперсия и затухание сейсмических волн в флюидонасыщенных пористых средах - механизмы и модели

Сейсмические волны в горных породах испытывают дисперсию и затухание в широком диапазоне частот и масштабов: от свободных колебаний земного шара до ультразвуковых волн в образцах керна. Наибольший интерес для разведочной геофизики представляет неупругое затухание (поглощение) и дисперсия объемных волн (продольных и поперечных), связанных с наличием флюидов в поровом пространстве пород. Понимание механизмов такой диссипации в коллекторских породах в комбинации с новыми достижениями в области оценки затухания и дисперсии из сейсмических данных создает предпосылки для оценки коллекторских свойств по сейсмическим данным. Теоретические модели частотно-зависимого затухания и дисперсии могут использоваться для разработки количественных атрибутов, которые могут быть откалиброваны на данных каротажных и лабораторных измерений.

Основной механизм затухания и дисперсии сейсмических волн во флюидонасыщенных породах - это переток флюида под действием градиента давления в волне. Такие перетоки возникают в силу того, что проходящая волна создает градиенты давления во флюиде, которое вызывает движение флюида относительно твердого скелета, что в свою очередь приводит к вязкой диссипации. Переток флюида под действием градиента давления в волне можно классифицировать по пространственному масштабу градиентов давления. Переток на масштабе длины волны называют глобальным или макроскопическим. Переток, вызванный разницей в сжимаемостях соседних пор, называют локальным (squirt flow). Переток, cвязанный с пространственной неоднородностью сжимаемости породы на масштабах больших, чем размер отдельных пор, но малых по сравнению с длиной волны, называют мезоскопическим. Цель данного курса - кратко осветить основные механизмы и теоретические модели затухания и дисперсии и представить ключевые доказательства действия каждого из механизмов, основанные на последних экспериментальных данных.

Об авторе

Борис Яковлевич Гуревич

 

- заведующий кафедрой Разведочной Геофизики Университета Куртин (Перт, Австралия), профессор, автор более 100 научных работ в ведущих международных геофизических журналах. Член редколлегии журналов Geophysics, Journal of Seismic Exploration, Wave Motion. Основные научные интересы: физика горных пород, теория пороупругости, теория распространения упругих волн в сложных средах, 4Д сейсморазведка.