RU2476909C2 - Three-dimensional physical model of microinclusion systems for ultrasonic modelling and method of making said model - Google Patents
Three-dimensional physical model of microinclusion systems for ultrasonic modelling and method of making said model Download PDFInfo
- Publication number
- RU2476909C2 RU2476909C2 RU2011114954/28A RU2011114954A RU2476909C2 RU 2476909 C2 RU2476909 C2 RU 2476909C2 RU 2011114954/28 A RU2011114954/28 A RU 2011114954/28A RU 2011114954 A RU2011114954 A RU 2011114954A RU 2476909 C2 RU2476909 C2 RU 2476909C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cracks
- model
- modules
- layer
- elementary
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое техническое решение относится к области ультразвукового сейсмического физического моделирования и направлено на создание объемных физических моделей трещинных объектов с заданными параметрами трещин и с произвольным их распределением в среде для решения прямых и обратных задач сейсморазведки.The proposed technical solution relates to the field of ultrasonic seismic physical modeling and is aimed at creating volumetric physical models of fractured objects with predetermined crack parameters and with their arbitrary distribution in the medium for solving direct and inverse seismic exploration problems.
В сейсморазведке наиболее первостепенным и сложным объектом поисков нефтяных месторождений являются трещинные и порово-трещинные коллекторы, определяющие запасы углеводородов. При этом основным источником информации, с которым может быть связан прогноз о положении и направления развития трещиноватости с диагностикой флюидонасыщения пород коллекторов, является совокупность кинематических и динамических признаков регистрируемых зондирующих сейсмических сигналов, включая сведения о распределения отношения скоростей, поляризации и декременте затухания продольных и поперечных волн. Поэтому создание объемных трещинных и порово-трещинных физических моделей и установление на их основе признаков обнаружения и диагностики типа и состава коллекторов методами сейсморазведки с тестированием на моделях технологий, применяемых при решении нефтепоисковых задач, является актуальной задачей.In seismic exploration, the most primary and complex object of prospecting for oil fields are fractured and pore-fractured reservoirs that determine hydrocarbon reserves. The main source of information with which the prediction of the position and direction of development of fracturing can be associated with the diagnosis of fluid saturation of reservoir rocks is a set of kinematic and dynamic features of recorded probing seismic signals, including information about the distribution of the ratio of velocities, polarization and decrement decrement of longitudinal and transverse waves . Therefore, the creation of volumetric fractured and pore-fractured physical models and the establishment on their basis of signs of detection and diagnostics of the type and composition of reservoirs using seismic methods with testing on technology models used to solve oil prospecting problems is an urgent task.
Известна объемная физическая модель системы микровключений для ультразвукового моделирования (J.S.Rathore и др. «Р- and S-wave anisotropy of a synthetic sandstone with controlled crack geometry». Geophysical Prospecting. 1995 г., №43. C.711-715), представляющая собой набор одинаковых по упругим характеристикам сплошных упругих слоев из смеси песка и эпоксидной смолы, толщина которых не более длины волны зондирующего сигнала; между слоями эпоксидной смолы в растворенном состоянии помещены металлические диски из материала, который в процессе химической реакции при застывании смолы растворялся (leach) с образованием пустот, имитирующих трещины в межслойном пространстве. Описан способ изготовления модели, включающий последовательную заливку слоев с наложением на них металлических дисков. Этот способ позволяет формировать модели трещиноватости трещинных объектов с заданной геометрией трещин. Недостатком этой модели является то, что трещины с контролируемыми геометрическими параметрами характеризуются одинаковой направленностью, что ограничивает возможности физического моделирования при изучении волновых полей в случае трещинных коллекторов с произвольной ориентацией трещин. Кроме того, ограничены возможности заполнения пор заданным флюидом.Known volumetric physical model of the system of microinclusions for ultrasonic modeling (JSRathore and others "P-and S-wave anisotropy of a synthetic sandstone with controlled crack geometry." Geophysical Prospecting. 1995, No. 43. C.711-715), which is a set of identical elastic characteristics of continuous elastic layers of a mixture of sand and epoxy resin, the thickness of which is not more than the wavelength of the probe signal; between the layers of the epoxy resin in a dissolved state are placed metal disks from a material which, during the chemical reaction, when the resin solidifies, leach is formed with the formation of voids that simulate cracks in the interlayer space. A method of manufacturing a model is described, including sequential casting of layers with the addition of metal disks on them. This method allows you to create models of fracture fracture objects with a given geometry of cracks. The disadvantage of this model is that cracks with controlled geometric parameters are characterized by the same directivity, which limits the possibilities of physical modeling when studying wave fields in the case of crack reservoirs with an arbitrary orientation of cracks. In addition, the ability to fill pores with a given fluid is limited.
Ставится задача разработки объемной физической модели трещинных систем с возможностью варьирования геометрических параметров трещин и с произвольной ориентацией их в пространстве, более приближенной к реальным геологическим объектам, с обеспечением различных режимов флюидонасыщения, а также способа изготовления модели, что позволит расширить диапазон исследований волновых признаков диагностики трещиноватых коллекторов.The task is to develop a volumetric physical model of fracture systems with the possibility of varying the geometrical parameters of the fractures and with their arbitrary orientation in space closer to real geological objects, providing various modes of fluid saturation, as well as a method for manufacturing the model, which will expand the range of studies of wave signs of diagnostics of fractured collectors.
Для решения поставленной задачи предлагается объемная физическая модель для ультразвукового моделирования систем микровключений, выполненная из застывшего упругого изотропного материала, в который включен набор элементарных модулей микровключений, имитирующих трещины, при этом элементарные модули микровключений представляют собой совмещенные пластины, склеенные по периметру, с газо- или флюидонасыщенным зазором заданной величины между ними. Модули выполнены из материала, плотность которого и скорость распространения в котором упругих колебаний отличаются соответственно от плотности материала модели и скорости распространения в нем упругих колебаний на величины, не превышающие погрешность измерений.To solve this problem, we propose a three-dimensional physical model for ultrasonic modeling of microinclusion systems made of solidified elastic isotropic material, which includes a set of elementary microinclusion modules simulating cracks, while elementary microinclusion modules are combined plates glued along the perimeter with gas or fluid-saturated gap of a given value between them. The modules are made of a material whose density and propagation velocity in which elastic vibrations differ respectively from the density of the model material and the propagation velocity of elastic vibrations in it by values not exceeding the measurement error.
Способ изготовления объемной физической модели для ультразвукового моделирования систем микровключений, имитирующих трещины, включает последовательную заливку слоев упругого изотропного материала, в каждый слой которого до застывания помещаются элементарные модули микровключений, имитирующих трещины, причем элементарные модули микровключений располагают в слое упругого изотропного материала с заданными распределением и ориентацией их в пространстве и изготавливают из совмещенных упругих пластин, которые склеивают между собой по периметру, а заданную величину зазора между двумя пластинами, имитирующую раскрытость трещины, обеспечивают степенью сжатия пластин до склеивания при заданных режимах газо- или флюидонасыщения.A method of manufacturing a three-dimensional physical model for ultrasonic modeling of systems of microinclusions imitating cracks involves the sequential filling of layers of elastic isotropic material, in each layer of which elementary modules of microinclusions simulating cracks are placed before solidification, and the elementary modules of microinclusions are placed in a layer of elastic isotropic material with a given distribution and their orientation in space and made of combined elastic plates that stick together perimeter, and a predetermined value of the gap between the two plates, simulating the cracks, provide a degree of compression plates prior to bonding under specified conditions gas- or fluid saturation.
Заданное распределение и ориентацию элементарных модулей в пространстве можно обеспечить, в частности, следующим образом. Их располагают в шаблонах с углублениями, соответствующими заданным ориентации и распределению в данном слое так, что элементарные модули выступают за поверхность шаблона. При формировании каждого слоя материал заливают на высоту, превышающую высоту выступа модулей из шаблона, до застывания материала слоя накладывают на него шаблон с расположенными в нем элементарными модулями, снимают шаблон, оставляя модули в материале так, что они выступают за его поверхность, после застывания материала доливают слой тем же материалом до полного закрытия элементарных модулей и до застывания долитого материала накладывают на него шаблон, соответствующий следующему слою.A given distribution and orientation of elementary modules in space can be ensured, in particular, as follows. They are located in templates with recesses corresponding to a given orientation and distribution in this layer so that elementary modules protrude beyond the surface of the template. During the formation of each layer, the material is poured to a height exceeding the height of the protrusion of the modules from the template, before the material of the layer hardens, a template is placed on it with the elementary modules located in it, the template is removed, leaving the modules in the material so that they protrude beyond its surface, after the material has solidified add a layer with the same material until the elementary modules are completely closed and a template corresponding to the next layer is imposed on it until the material is solidified.
В основу способа положена идея создания отдельных модулей сверхтонких трещин с газо- либо флюидонасыщением, которые «собираются» в однородной упругой среде в любых наперед заданных конфигурациях.The method is based on the idea of creating separate modules of ultra-thin cracks with gas or fluid saturation, which are "collected" in a homogeneous elastic medium in any predetermined configurations.
Отдельная трещина заданного размера и формы имитируется зазором между двумя совмещенными одинакового размера тонкими пластинами, толщиной много меньше длины волны, которые под давлением в совмещенном положении склеиваются между собой по периметру. Величина пустотного прослоя между пластинами, имитирующего трещину, определяется степенью сжатия пластин. Зазор между пластинами, имитирующий раскрытость трещин, может быть сухим (газонаполненным) либо заполненным флюидом. Пластины, зазор межу которыми имитирует трещину, должны незначительно отличаться по упругим характеристикам (плотности и скорости распространения волн) от однородной среды, в которую они «встраиваются». Объемная физическая модель формируется путем включения в однородную упругую среду набора трещин с широкой вариацией параметров, собранных в наперед заданные композиции при заданной форме объекта, имитирующего коллектор.A single crack of a given size and shape is imitated by a gap between two thin plates combined of the same size, the thickness is much less than the wavelength, which are glued together under pressure in a combined position around the perimeter. The size of the void interlayer between the plates simulating a crack is determined by the degree of compression of the plates. The gap between the plates, simulating the opening of the cracks, can be dry (gas-filled) or filled with fluid. Plates, the gap between which simulates a crack, should slightly differ in elastic characteristics (density and wave propagation velocity) from the homogeneous medium into which they are "embedded". A three-dimensional physical model is formed by incorporating a set of cracks into a homogeneous elastic medium with a wide variation of parameters collected in advance given compositions with a given shape of an object imitating a collector.
Предложенная модель может быть использована, в частности, в составе комбинированной модели по патенту РФ №2407042.The proposed model can be used, in particular, as part of a combined model according to the patent of the Russian Federation No. 2407042.
На фиг.1 приведены этапы создания модели с микровключениями, имитирующими трещины:Figure 1 shows the stages of creating a model with microinclusions that simulate cracks:
а) элементарный модуль, представляющий собой совмещенные пластины плексигласа, склеенные по периметру, зазор между которыми имитирует трещину;a) an elementary module, which is a combined plexiglass plate glued along the perimeter, the gap between which simulates a crack;
б) шаблон со вставленными в его углубления элементарными модулями, имитирующими трещины;b) a template with elementary modules imitating cracks inserted into its recesses;
в) фотография модели, выполненной из эпоксидной смолы, на которой видны торцевые части микровключений, имитирующих трещины, просвечивающие сквозь смолу.c) a photograph of a model made of epoxy resin, on which the end parts of microinclusions imitating cracks that are visible through the resin are visible.
На фиг.2 приведена схема модели с изображением системы микровключений, имитирующих трещины одинакового размера (10×10 мм), и схема азимутального просвечивания модели.Figure 2 shows the model diagram with the image of the system of microinclusions simulating cracks of the same size (10 × 10 mm), and the azimuthal transmission of the model.
а) вид сверху;a) top view;
б) разрез модели по линии АБ; 1 - проекции элементарных модулей первого слоя заливки;. 2 - проекции элементарных модулей второго слоя;b) section of the model along the line AB; 1 - projection of elementary modules of the first fill layer ;. 2 - projection of elementary modules of the second layer;
в) схема азимутального просвечивания; И - источники возбуждения упругих колебаний; Р - регистраторы упругих колебаний;c) azimuthal transmission pattern; And - sources of excitation of elastic vibrations; P - recorders of elastic vibrations;
На фиг.3 приведено сопоставление записей продольной волны при азимутальном просвечивании моделей:Figure 3 shows a comparison of the records of a longitudinal wave during azimuthal transmission of models:
а) выполненных из эпоксидной смолы с включениями сплошных элементов из плексигласа толщиной 2 мм;a) made of epoxy resin with inclusions of solid elements made of Plexiglas 2 mm thick;
б) с включением элементарных модулей, составленных из совмещенных и склеенных по периметру пластин плексигласа толщиной 1 мм, имитирующих систему сухих трещин;b) with the inclusion of elementary modules composed of combined and glued along the perimeter plates of Plexiglass 1 mm thick, simulating a system of dry cracks;
в) то же, но при флюидонасыщении элементарных модулей, имитирующих систему флюидонасыщенных трещин;c) the same, but with fluid saturation of elementary modules imitating a system of fluid saturated cracks;
г) график угловых изменений декремента поглощения η(φ), соответствующий продольной волне при просвечивании дисковых моделей с сухими трещинами.d) a graph of angular changes in the absorption decrement η (φ) corresponding to a longitudinal wave during transmission of disk models with dry cracks.
На фиг.4 приведена схема модели, представляющей собой блок эпоксидной смолы, в который «впаяны» элементарные модули, имитирующие сухие вертикальные микротрещины.Figure 4 shows a diagram of a model representing an epoxy resin block into which elementary modules imitating dry vertical microcracks are “soldered”.
а) вид сверху;a) top view;
б) сечение модели по линии АБ;b) a section of the model along the AB line;
в) схема просвечивания.c) transmission pattern.
На фиг.5 приведено сопоставление волновых полей при прямом просвечивании модели при различных углах φ облучения трещин относительно оси симметрии трещинности и соответствующие схемы просвечивания. Наблюдения проведены в различных режимах вибровозбуждения модели при различных углах φ облучения трещин относительно оси симметрии трещиноватости.Figure 5 shows the comparison of wave fields with direct transmission of the model at various angles φ of irradiation of cracks relative to the axis of symmetry of fracture and the corresponding transmission patterns. The observations were carried out in various modes of vibrational excitation of the model at various angles φ of irradiation of cracks relative to the axis of symmetry of the fracture.
1, 2, 3 - полоса вибраций 40-250 кГц;1, 2, 3 - vibration band 40-250 kHz;
4, 5, 6 - полоса вибраций 40-80 кГц.4, 5, 6 - vibration band 40-80 kHz.
Для изготовления модели системы микровключений необходимо произвести следующие операции.To make a model of the system of microinclusions it is necessary to perform the following operations.
1. Две сплошные полосы заданной ширины из упругого материала, толщина которых по крайней мере на порядок меньше длины волны зондирующего сигнала, попарно совмещают, обеспечивая зазор, соответствующий заданной раскрытости планируемых трещин.1. Two continuous strips of a given width of elastic material, the thickness of which is at least an order of magnitude less than the wavelength of the probe signal, are combined in pairs, providing a gap corresponding to a given openness of the planned cracks.
2. Пространство между пластинами заполняют газом или флюидом (заполняющим газом может быть и воздух).2. The space between the plates is filled with gas or fluid (air may also be the filling gas).
3. Совмещенные пластины сжимают в направлении, перпендикулярном плоскости пластин, до уровня заданного раскрытия имитируемых трещин.3. The combined plates are compressed in a direction perpendicular to the plane of the plates to the level of a given opening of simulated cracks.
4. Боковые части пластин склеивают клеем, не отличающимся по упругим параметрам от материала пластин. Например, можно склеивать растворенным материалом пластин.4. The lateral parts of the plates are glued with adhesive that does not differ in elastic parameters from the material of the plates. For example, you can glue the dissolved material of the plates.
5. Склеенные пластины разрезают на отдельные элементы по заданному размеру имитируемых трещин и эти элементы склеивают по оставшейся несклеенной части периметра.5. Glued plates are cut into individual elements according to a given size of simulated cracks and these elements are glued along the remaining non-glued part of the perimeter.
6. Полученные модули в соответствии с заданным их распределением и пространственной ориентацией «впаивают» последовательно в каждый слой однородного изотропного упругого материала до его застывания.6. The resulting modules, in accordance with their specified distribution and spatial orientation, are “soldered” sequentially into each layer of a homogeneous isotropic elastic material until it solidifies.
Заданное распределение и ориентацию элементарных модулей в пространстве можно обеспечить, в частности, следующим образом.A given distribution and orientation of elementary modules in space can be ensured, in particular, as follows.
1. Изготавливают шаблон, в который в заданных композициях вставляют подготовленные элементарные модули, имитирующие трещины, так что они выступают за поверхность шаблона. Ориентация модулей в пространстве и их наклон могут варьироваться. Их расположение может быть как упорядоченным, так и неупорядоченным.1. A template is made in which prepared elementary modules imitating cracks are inserted in the given compositions, so that they protrude beyond the surface of the template. The orientation of the modules in space and their inclination may vary. Their location can be either ordered or disordered.
2. При формировании каждого слоя материал заливают на высоту, превышающую высоту выступа элементарных модулей из шаблона.2. During the formation of each layer, the material is poured to a height exceeding the height of the protrusion of elementary modules from the template.
3. До застывания материала слоя накладывают на него шаблон с расположенными в нем элементарными модулями, затем снимают шаблон, оставляя модули в материале так, что они выступают за его поверхность.3. Before the solidification of the layer material, a template is placed on it with elementary modules located in it, then the template is removed, leaving the modules in the material so that they protrude beyond its surface.
4. После застывания материала доливают слой тем же материалом до полного закрытия элементарных модулей.4. After solidification of the material, add the layer with the same material until the elementary modules are completely closed.
5. До застывания долитого материала накладывают на него шаблон, соответствующий следующему слою.5. Before the pouring material hardens, a template is applied to it, corresponding to the next layer.
6. Процедура послойного «впаивания» элементарных модулей повторяется до достижения заданной «толщины» модели.6. The procedure of layer-by-layer “soldering” of elementary modules is repeated until the specified “thickness” of the model is reached.
Для обоснования предложенного способа были проведены наблюдения на модели, изготовленной из эпоксидной смолы с включением элементарных модулей из плексигласа. Получены следующие результаты.To justify the proposed method, observations were made on a model made of epoxy resin with the inclusion of elementary modules made of Plexiglass. The following results are obtained.
Оценка «фоновой» составляющей волнового поля. С учетом небольших различий в значениях акустической жесткости упругих характеристик тонких пластин плексигласа (Vp=2,5 км/с, Vs=1,25 км/с, (ρ=1,2 г/см3), путем склеивания которых имитировались трещины, и эпоксидной смолы (вмещающая среда) (Vp=2,4 км/с, Vs=1,20 км/с, (ρ=1,25 г/см3) сделано предположение о слабом влиянии плексигласа на волновое поле. Для оценки величины волнового «фона», создаваемого пластинами, зазоры между которыми имитировали трещины, были получены записи поля продольных волн при азимутальном просвечивании дисковых моделей размера R=120 мм, ΔН=30 мм, выполненных из однородной эпоксидной смолы, в которую в количестве 240 были впаяны сплошные пластины плексигласа, толщина которых (2 мм) была увеличена вдвое по отношению к пластинам, совмещением которых имитировались трещины. Как видно на фиг.3а, угловые изменения времени распространения и амплитуды продольной волны при повороте зондирующего луча практически не наблюдаются. По существу дисковая модель с включениями сплошных пластин плексигласа может быть отождествлена с однородной изотропной моделью. Полученные данные позволяют сделать вывод о низком уровне фоновой составляющей волнового поля, формируемого пластинами плексигласа, помещенными в эпоксидную смолу.Assessment of the "background" component of the wave field. Given the small differences in the acoustic stiffness of the elastic characteristics of thin plexiglass plates (V p = 2.5 km / s, V s = 1.25 km / s, (ρ = 1.2 g / cm 3 ), by gluing which were simulated cracks and epoxy resin (containing medium) (V p = 2.4 km / s, V s = 1.20 km / s, (ρ = 1.25 g / cm 3 ), an assumption was made about the weak effect of plexiglass on the wave field To estimate the magnitude of the wave "background" created by the plates, the gaps between which simulated cracks, we obtained records of the field of longitudinal waves during azimuthal transmission of disk models of size R = 120 mm, ΔН = 30 mm, made of a homogeneous epoxy resin, in which in the amount of 240 solid plexiglass plates were soldered, the thickness of which (2 mm) was doubled in relation to the plates, the combination of which simulated cracks. As can be seen in figa, angular changes in the propagation time and the amplitude of the longitudinal wave are practically not observed when the probe beam is rotated.In essence, a disk model with inclusions of continuous plexiglass plates can be identified with a homogeneous isotropic model. The data obtained allow us to conclude that the background component of the wave field formed by plexiglass plates placed in epoxy resin is low.
Газонаполненные и флюидонасыщенные трещины. Практически не наблюдаемый уровень фоновой составляющей волнового поля, создаваемого включениями пластин плексигласа в эпоксидную смолу, дает основание заключить, что волновые эффекты, наблюдаемые при просвечивании системы микровключений, составленной из совмещенных и склеенных между собой пластин плексигласа, сформированы на трещинах, параметры которых зависят от величины зазора между пластинами и его наполнением. Наблюдениями на дисковых моделях (фиг.2) диаметром 120 мм и толщиной 30 мм, изготовленных из эпоксидной смолы с прямоугольными одинаково ориентированными микровключениями в количестве 240, имитирующими трещины (фиг.2в), при значениях коэффициентов трещиноватости Кт=0,08 и трещинной пористости Ктп=0,004 получены и сопоставлены записи в случае газонаполненных и флюидонасыщенных пустот имитируемых трещин путем прямого просвечивания дисковых моделей с поворотом системы излучение - прием с шагом через 5 градусов. При изменении направления распространения зондирующего луча относительно оси симметрии включений в случае газонаполненных пустот на записи Р-волны (фиг.3в) наблюдается значительное снижение амплитуды записи первой волны. Количественные характеристики параметра поглощения (рассеяния) волнового поля на модели, имитирующей трещинность, представлены на графике угловых изменений декремента поглощения продольной волны η(φ) (фиг.3г). С увеличением азимутального угла φ наблюдается резкое уменьшение значения декремента поглощения η в диапазоне углов 40°-90°. Эффект углового изменения декремента поглощения при распространении через систему сухих трещин подтверждается также увеличением видимого периода колебаний продольной волны с возрастанием угла поворота системы излучение - прием. Относительно высокие значения декремента поглощения продольной волны в направлении оси симметрии трещиноватости связаны с тем, что сейсмическая волна не проникает внутрь трещин и на перераспределение энергии волнового поля относительно оси симметрии трещин влияет не раскрытость трещин, а эффективная поверхность трещин, определяющая величину эффекта рассеяния волнового поля на микровключениях, имитирующих пустые трещины.Gas-filled and fluid-saturated cracks. The practically unobservable level of the background component of the wave field created by inclusions of plexiglass plates in the epoxy resin suggests that the wave effects observed during transmission of a microinclusion system composed of combined and glued together plexiglass plates are formed on cracks, the parameters of which depend on the value the gap between the plates and its filling. Observations on disk models (Fig. 2) with a diameter of 120 mm and a thickness of 30 mm made of epoxy resin with rectangular equally oriented microinclusions in an amount of 240 simulating cracks (Fig. 2c), with values of fracture coefficients CT = 0.08 and fracture porosity Ktp = 0.004, records were obtained and compared in the case of gas-filled and fluid-saturated voids of simulated cracks by direct transmission of disk models with rotation of the radiation-reception system in increments of 5 degrees. When changing the propagation direction of the probe beam relative to the axis of symmetry of the inclusions in the case of gas-filled voids in the P-wave record (Fig.3c), a significant decrease in the recording amplitude of the first wave is observed. The quantitative characteristics of the absorption parameter (scattering) of the wave field on the model simulating fracture are presented on the graph of the angular changes in the decrement of the absorption of the longitudinal wave η (φ) (Fig. 3d). With an increase in the azimuthal angle φ, a sharp decrease in the absorption decrement η is observed in the range of
В отличие от модели с сухими трещинами в модели с флюидонасыщенными пустотами при одинаковых прочих параметрах трещинности на приведенной записи (фиг.3в) при прямом просвечивании модели угловые изменения амплитуды записи Р-волны не наблюдаются. Известно, что при флюидонасыщении трещин в связи с резким уменьшением анизотропии среды нивелируются кинематические и динамические характеристики волнового поля при распространении через трещиноватые системы. В рассматриваемом примере в связи с малой величиной раскрытости трещин (менее 0,01 мм), как и следовало ожидать в случае флюидонасыщения пустот трещин, угловые изменения амплитуды записи Р-волны практически не наблюдаются.In contrast to the model with dry cracks, in the model with fluid-saturated voids with the same other crack parameters in the above record (Fig.3c), with direct transmission of the model, angular changes in the P-wave recording amplitude are not observed. It is known that during fluid saturation of cracks due to a sharp decrease in the anisotropy of the medium, the kinematic and dynamic characteristics of the wave field during propagation through fractured systems are leveled. In the considered example, due to the small crack opening size (less than 0.01 mm), as one would expect in the case of fluid saturation of the crack voids, angular changes in the P-wave recording amplitude are practically not observed.
Анизотропия трещинного блока.Anisotropy of the fracture block.
На фиг.4 приведена схема просвечивания модели, представляющей собой блок эпоксидной смолы, в который «впаяны» сухие микротрещины размером 10×10 мм с раскрытостью менее 10 микрон в количестве более 1800, композиционно образующие цилиндрическую модель трещиноватости радиусом 125 мм и высотой 80 мм, характеризуемую коэффициентом объемной плотности трещин Ктр=0,057 и трещинной пористостью не более 0,5%. Источники и регистраторы виброизлучения, расположенные на противоположных сторонах модели, перемещались одновременно. На фиг.5 приведено сопоставление записей волнового поля, полученных при различных углах наклона зондирующего луча относительно оси симметрии трещин и при разных частотах возбуждения упругих колебаний. В первом ряду приведены записи зондирующего луча в секторе углов φ до 15°, приближенных к оси симметрии трещиноватости. Наблюдаемая на верхних рисунках запись волнового поля характеризуется высокой интенсивностью, слабым увеличением времени регистрации и уменьшением амплитуды записи Р-волны при смещении зондирующего луча к середине трещинной модели. При просвечивании блока под углом зондирующего луча 45° по отношению к оси симметрии трещиноватости по мере перемещения зондирующего луча к центру блока наблюдается значительное уменьшение интенсивности записи Р-волны при переходе от вмещающей среды к трещиноватому блоку. Существенным является смещение спектра Р-волны в область низких частот. При облучении трещин в направлении, близком к оси симметрии трещиноватости, интенсивность волнового поля уменьшается в несколько раз, при этом в еще большей степени спектр Р-волны смещается в область низких частот.Figure 4 shows the transmission scheme of the model, which is an epoxy resin block into which
Таким образом, можно заключить, что при облучении трещинного блока отмечается закономерное изменение динамических характеристик волнового поля в зависимости от угла поворота зондирующего луча относительно оси симметрии трещинности - высокие значения амплитуды записи Р-волны в направлении трещин и значительное падение интенсивности (в 10 раз) в сторону оси симметрии трещинности. На фоне резких различий в форме, амплитуде и видимой частоте зондирующего сигнала наблюдаются изменения времени вступления Р-волны. Подобная волновая картина, наблюдаемая при различных азимутальных углах просвечивания трещиноватой системы и обусловленная упорядоченным распределением микровключений, имитирующих трещины, вполне объяснима. Прежде всего, наблюдаемое в кинематике волнового поля чрезвычайно слабое проявление скоростной анизотропии связано с очень низкими значениями объемной трещинной пористости модели. Наблюдаемое запаздывание Р-волны в условиях практически нулевой пористости модели и при этом значительное падение интенсивности записи связано с рассеянием волны на поверхности трещин. Наблюдаемые волновые эффекты свидетельствуют о волновой анизотропии облучаемой трещинной модели, которая четко проявилась в динамических характеристиках записи и является признаком прогноза направления распространения трещиноватости. Приведенные результаты физического моделирования, полученные на физических моделях, могут служить основанием подтверждения адекватности предложенного способа создания искомых трещинных физических моделей с возможностью различного наполнения трещин.Thus, it can be concluded that upon irradiation of the fracture block, a regular change in the dynamic characteristics of the wave field is observed depending on the angle of rotation of the probe beam relative to the axis of symmetry of the crack — high values of the P-wave recording amplitude in the direction of the cracks and a significant decrease in intensity (10 times) by side of the axis of symmetry of fracture. Against the background of sharp differences in the shape, amplitude and visible frequency of the probe signal, changes in the P-wave arrival time are observed. A similar wave pattern observed at different azimuthal transmission angles of the fractured system and due to the ordered distribution of microinclusions simulating cracks is understandable. First of all, the extremely weak manifestation of velocity anisotropy observed in the kinematics of the wave field is associated with very low values of the volume fracture porosity of the model. The observed delay of the P-wave under conditions of almost zero porosity of the model and a significant drop in the recording intensity is associated with the scattering of the wave on the surface of cracks. The observed wave effects indicate the wave anisotropy of the irradiated fracture model, which is clearly manifested in the dynamic characteristics of the record and is a sign of the prediction of the direction of propagation of the fracture. The presented results of physical modeling obtained on physical models can serve as a basis for confirming the adequacy of the proposed method for creating the desired cracked physical models with the possibility of different filling of cracks.
Предложенная модель расширяет возможность имитации широкого набора реальных трещинных объектов, подобных геологическим моделям нефтегазовых коллекторов, и отличается от известных моделей возможностью имитации трещинной системы заданной формы и с произвольной их ориентацией в пределах системы. Важно отметить возможность изменения геометрических параметров и раскрытости трещин при различном флюидонаыщении пустотного пространства.The proposed model expands the ability to simulate a wide range of real fractured objects, similar to geological models of oil and gas reservoirs, and differs from known models in the ability to simulate a fractured system of a given shape and with their arbitrary orientation within the system. It is important to note the possibility of changing the geometrical parameters and the openness of the cracks with different fluid saturation of the void space.
Предложенный способ изготовления модели достаточно прост в осуществлении и предоставляет возможность варьирования параметров, которые имитируют модели, для широкого использования при решении как научно-исследовательских, так и прикладных методических задач на этапе проектирования и выполнения сейсморазведочных работ.The proposed method for manufacturing the model is quite simple to implement and provides the possibility of varying the parameters that simulate the models for wide use in solving both research and applied methodological tasks at the stage of design and implementation of seismic surveys.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011114954/28A RU2476909C2 (en) | 2011-04-15 | 2011-04-15 | Three-dimensional physical model of microinclusion systems for ultrasonic modelling and method of making said model |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011114954/28A RU2476909C2 (en) | 2011-04-15 | 2011-04-15 | Three-dimensional physical model of microinclusion systems for ultrasonic modelling and method of making said model |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011114954A RU2011114954A (en) | 2012-10-20 |
| RU2476909C2 true RU2476909C2 (en) | 2013-02-27 |
Family
ID=47145110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011114954/28A RU2476909C2 (en) | 2011-04-15 | 2011-04-15 | Three-dimensional physical model of microinclusion systems for ultrasonic modelling and method of making said model |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2476909C2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113240978B (en) * | 2021-04-28 | 2022-07-29 | 河北工业大学 | Standard cube star tiny space science experimental apparatus |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1059182A1 (en) * | 1982-04-16 | 1983-12-07 | Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Горного Дела Им.А.А.Скочинского | Model of fissured seam or formation |
| US4668451A (en) * | 1985-05-09 | 1987-05-26 | Langson Bruce K | Process of making a full life size artificial rock formation from a natural rock formation surface |
| SU1476129A1 (en) * | 1987-08-13 | 1989-04-30 | Институт горного дела им.А.А.Скочинского | Method of producing a model of fissured rock |
| SU1710733A1 (en) * | 1988-12-26 | 1992-02-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела | Flat model for investigation of hock shearing |
| SU1714127A1 (en) * | 1990-01-23 | 1992-02-23 | Институт горного дела им.А.А.Скочинского | Stand for modelling rock pressure with rock model reinforced by anchor |
| SU1716559A1 (en) * | 1989-05-15 | 1992-02-28 | Ивано-Франковский Институт Нефти И Газа | For preparation of cracked bed model to studies |
| SU1765398A1 (en) * | 1990-07-05 | 1992-09-30 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт галургии | Method of modelling structural rock weakening by equivalent materials |
| WO2006062612A2 (en) * | 2004-12-06 | 2006-06-15 | Exxonmobil Upstream Research Company | Integrated anisotropic rock physics model |
-
2011
- 2011-04-15 RU RU2011114954/28A patent/RU2476909C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1059182A1 (en) * | 1982-04-16 | 1983-12-07 | Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Горного Дела Им.А.А.Скочинского | Model of fissured seam or formation |
| US4668451A (en) * | 1985-05-09 | 1987-05-26 | Langson Bruce K | Process of making a full life size artificial rock formation from a natural rock formation surface |
| SU1476129A1 (en) * | 1987-08-13 | 1989-04-30 | Институт горного дела им.А.А.Скочинского | Method of producing a model of fissured rock |
| SU1710733A1 (en) * | 1988-12-26 | 1992-02-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела | Flat model for investigation of hock shearing |
| SU1716559A1 (en) * | 1989-05-15 | 1992-02-28 | Ивано-Франковский Институт Нефти И Газа | For preparation of cracked bed model to studies |
| SU1714127A1 (en) * | 1990-01-23 | 1992-02-23 | Институт горного дела им.А.А.Скочинского | Stand for modelling rock pressure with rock model reinforced by anchor |
| SU1765398A1 (en) * | 1990-07-05 | 1992-09-30 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт галургии | Method of modelling structural rock weakening by equivalent materials |
| WO2006062612A2 (en) * | 2004-12-06 | 2006-06-15 | Exxonmobil Upstream Research Company | Integrated anisotropic rock physics model |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| J.S.Rathore и др. Р- and S-wave anisotropy of a synthetic sandstone with controlled crack geometry, Geophysical Prospecting, 1995, No.43, c.711-715. * |
| J.S.Rathore и др. Р- and S-wave anisotropy of a synthetic sandstone with controlled crack geometry, Geophysical Prospecting, 1995, №43, c.711-715. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011114954A (en) | 2012-10-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106054248B (en) | One kind is based on large-area compact seismic reservoir rock physics inversion method | |
| Murphy III et al. | Acoustic relaxation in sedimentary rocks: Dependence on grain contacts and fluid saturation | |
| CN103760081B (en) | Gas reservoir prediction method and system for carbonate reservoir based on pore structure characteristics | |
| CN105489099B (en) | Fractured reservoir seismic physical model and preparation method thereof | |
| Huang et al. | 3D-printed rock models: Elastic properties and the effects of penny-shaped inclusions with fluid substitution | |
| Parra | Poroelastic model to relate seismic wave attenuation and dispersion to permeability anisotropy | |
| CN102445708B (en) | Rich argillaceous sand stone three-dimension equivalent speed prediction model | |
| US10254424B1 (en) | Acoustic particles and metamaterials for use as localization and contrast agents | |
| CN105759310B (en) | The attenuation of seismic wave and velocity dispersion Forecasting Methodology in complicated heterogeneous reservoir medium | |
| Santos et al. | A new way to construct synthetic porous fractured medium | |
| CN105068117A (en) | AVO (Amplitude Versus Offset) retrieval method, device and equipment for fractured medium | |
| Bodet et al. | Small-scale physical modeling of seismic-wave propagation using unconsolidated granular media | |
| Pasquet et al. | Small-scale seismic monitoring of varying water levels in granular media | |
| CN113075728A (en) | Method for establishing compact sandstone multi-scale three-dimensional rock physical drawing board | |
| RU2476909C2 (en) | Three-dimensional physical model of microinclusion systems for ultrasonic modelling and method of making said model | |
| CN109884696A (en) | Sandstone Computational approach of S-wave velocity based on calcite cementation function influence | |
| Dahm et al. | A self-similar dynamic rupture model based on the simplified wave-rupture analogy | |
| CN104122578A (en) | Earthquake excitation simulation method based on rock microstructure and medium elastic parameters | |
| Huang et al. | Elastic properties of 3D-printed physical models: Fluid substitution observations in cracked media | |
| RU2407042C2 (en) | Three-dimensional plate-like models of microinclusion systems for ultrasonic modeling, composite model for ultrasonic modeling and methods of making models | |
| Bodet et al. | Laser-Doppler acoustic probing of granular media with in-depth property gradient and varying pore pressures | |
| Wei et al. | Experimental study on the effect of fracture scale on seismic wave characteristics | |
| Silva et al. | Experimental characterization of synthetic porous orthorhombic fractured medium: A physical modeling approach | |
| Park et al. | Lamb waves observed during MASW surveys | |
| RU2411545C1 (en) | 3d laminated model of microinclusion systems for ultrasonic modelling and method of its manufacturing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160416 |