Шпаргалка по "Геофизике"

 

 

 

По значениям k_x, k_y и мгновенной частоте w можно вычислить кажущиеся наклоны

p_x = k_x/w  и   p_y = k_y/w  (2.4) и далее по формуле (2.2) атрибуты истинных наклонов и азимутов отражающих границ.

Другой способ основан на анализе градиентов амплитуд объемных сейсмических изображений, которые  должны быть наибольшими в направлении  нормалей к отражающим границам. Для  этого вычисляются последовательности производных амплитуд по координатам ¶U/¶x, ¶U/¶y и ¶U/¶z. Затем в пределах малого объемного окна анализа производится взаимная корреляция производных между собой и друг с другом, тем самым, создавая элементы матрицы, искомый собственный вектор главных компонент которой находится в направлении максимального изменения волнового поля.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8) Что такое куб когерентности  и для чего он применяется?(стр.224)

В зависимости  от того, какие объекты необходимо подчеркнуть применяют окна когерентности  захватывающие разное количество анализируемых  трасс и различной ширины W. Для выделения объектов, имеющих малую протяженность по горизонтали, используют окна, включающие малое число трасс (3-5). Если при этом измеряются значения не наибольшей когерентности, а наименьшей, то получаемый объемный атрибут называется кубом когерентности (а, вернее, кубом некогерентности). Этот атрибут характеризует места нарушения непрерывности отражений и может указывать на разрывные нарушения, угловые несогласия, выклинивания, изменения литологии, поровых флюидов, давления и пр. Горизонтальный срез куба когерентности с многочисленными нарушениями:

а - горизонтальный срез куба когерентности,

б - изображение среза путем направленного бокового освещения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9) Дайте представление об атрибутах  кривизны, и для каких целей  они могут быть использованы?(стр.224)

     Выделенные в виде карт сейсмические  поверхности, особенно те, которые  ограничивают интересующие объекты  или расположены близко к ним,  могут быть также дополнительно  исследованы для локализации   мест изменения наклонов и  азимутов или изменения кривизны  этих поверхностей. Такие данные  могут быть полезны для выявления  или подтверждения малоамплитудных нарушений и зон трещиноватости. Для этого определяются атрибуты в виде первой и второй производной от представленной поверхностью пространственной функции (карты перегибов и наклонов) и карты атрибутов кривизны поверхности.

     Из дифференциальной  геометрии известно, что кривизна  показывает, как кривая в каждой  ее точке отличается от прямой  линии и в двумерном случае (в координатах x,y) описывается как

 

 

Величина  обратная кривизне R = 1/K является радиусом кривизны и связана с понятием окружности касательной к кривой. На следующем слайде показан фрагмент разреза и окружности, касательные к горизонту 1-1. Окружности ниже горизонта соответствуют положительной кривизне, выше горизонта – отрицательной, а плоские части горизонта – нулевой кривизне.

а - окружности, характеризующие кривизну отражающей границы 1-1, ы

б - атрибуты кривизны поверхности.

В 3D случае кривая может быть представлена пересечением поверхности плоскостью, причем кривизна линии пересечения может быть вычислена в каждой ее точке. Из множества таких пересечений наиболее интересно подмножество, создаваемое плоскостями ортогональными к поверхности и называемыми нормальными кривизнами. Среди нормальных кривизн, проходящих через заданную точку поверхности, выделяются единственные сечения, определяющие максимальную кривизну K_макс и перпендикулярную к ней минимальную кривизну K_мин (предыдущий слайд б),называющиеся главными кривизнами. Атрибут максимальной кривизны помогает выявлять и изучать геометрию разрывных нарушений. Разрывные нарушения на картах этого атрибута находятся в местах перехода от положительных к отрицательным значениям К_макс, т.е. положение плоскости сброса  определяется по смене знака кривизны. Большие значения К_мин также могут являться возможными индикаторами разломов и зон трещиноватости. Кривизна нормального сечения в направлении максимального падения определяет кривизну наклона К_накл. Считают, что этот атрибут характеризует как амплитуду, так и направление тектонических элементов горных пород.

10) Как производится стратификация,  выделение и прослеживание сейсмических  границ?(стр.253)

11) Перечислите признаки, по которым  выделяются разрывные нарушения?(стр. 254) 

Основными признаками разрывных нарушений на сейсмических изображениях являются:

• резкие сдвиги сейсмических границ по обе стороны от разрыва сплошности горных пород,
• резкие изменения наклонов, азимутов падения и кривизн сейсмических границ,
• наличие зон потери корреляции границ (определяются визуально и по кубам когерентности),
• наличие зон повышенной энергии дифрагированных (рассеянных) волн,

 использование  дуплексных волн (пока редко).

12) Как увязываются сейсмические  и скважинные данные?

13) Какие разновидности структурных  карт, построенных по сейсмическим  данным, вы знаете, и как они  получаются?(стр.255)

Карты строятся во временном и глубинном представлении:

• карты изохрон нормальных времен (по немигрированным изображениям),
• карты изохрон вертикальных времен (по мигрированным изображениям),
• структурные карты в глубинном представлении

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14) Граничные значения упругих модулей двухкомпонентной смеси пород(например, песчаника и глины)

Диапазон  возможных значений модулей двухкомпонентной смеси:

Диапазон  возможных значений упругих модулей  смесей настолько велик, что оценка границ этого диапазона может  не иметь никакого смысла, особенно когда объемные доли компонент близки друг к другу.

В случае слабо сцементированных терригенных  пород их можно рассматривать  как смесь твердой (скелет) и жидкой компонент. При превышении критической пористости скелет рассыпается, и смесь становится взвесью (суспензией), эффективный упругий модуль которой определяют в виде средневзвешенной величины по формуле (Реусса):

где K₀ и K_f – объемные модули зерен и жидкости.

Для песчаников критическая пористость в среднем  порядка 0,36, хотя она сильно связана  с их глинистостью. Критическая пористость глин достигает 0,7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15) Влияние изменение свойств  пород в пространстве критическая  пористость - объемный модуль, седиментационный и диагентический тренды.

           Однако наибольший интерес представляет  оценка упругих модулей в диапазоне  между нулевой и критической  пористостью, для чего предложено (Nur и др., 1991) использовать модифицированное среднее по Фойгту: M = (1- k_п/k_кр)M₀

где M и M₀ – объемный или сдвиговый модули минеральных зерен, причем k_п/k_кр меняется от 0 до 1, когда зерна скелета имеют контакт друг с другом и именно упаковка зерен воспринимает внешнюю нагрузку. Значит в диапазоне пористости 0…k_кр породу можно представить как тело Фойгта и правая граница М при k_кр будет лучшей оценкой верхней границы упругого модуля.

 

 

 

 

 

 

16) Литостатическое, поровое и  эффективное давление, связь между  ними.

Горные породы находятся под напряжением, которое  подразделяют на:

•    Литостатическое напряжение (вертикальная и горизонтальные составляющие)
•    Тектонические напряжения (горизонтальные составляющие).

     Эти напряжения складываются, и  горизонтальные составляющие могут  быть иногда больше вертикальной  составляющей.

     В первом приближении (соотношения между вертикальной и горизонтальными составляющими неизвестны) литостатическое напряжение называют литостатическим (горным) давлением. Литостатическое давление:

               на суше:                                  на акватории:

 

Нормальное поровое (гидростатическое) давление:

s, s_в, s_ф - плотности вертикальных столбов горных пород, воды и флюидов, соответственно; g – ускорение свободного падения.

Эффективное давление:  p_эф = p_v – n p_п, где n – коэффициент эффективного давления (коэффициент разгрузки или коэффициент Био):

                                           n = 1 – K_ск / K_g.

     Если n = 1, то эффективное давление называют дифференциальным давлением:

                                         p_d = p_v – p_п.

     Коэффициент разгрузки  связан с пористостью и проницаемостью  породы. Он может быть выражен через пористость породы, как

 

                                                   n = k_п/k_кр.

При нулевой  проницаемости n = 1, при аномально высоком пластовом давлении n >1.

     На определенных этапах гравитационного  уплотнения начинает действовать  геомеханический процесс, приводящий к увеличению пустотного пространства с ростом литостатического и/или тектонического напряжений. Возникают трещины и это приводит к увеличению общего объема (дилатансии) в отличие от дилатации – увеличения объема без нарушении сплошности.

 

 

 

 

17) Представление об основных  эмпирических зависимостях: пористость-давление, скорость-пористость, скорость-давление.

Пористость – давление

      У неконсолидированных пород:  у свежеотложенных глинистых осадков k_п достигает 70%, у песчаника (песка) – 45%. На глубинах 3-4 км (p_эф = 30-40 МПа) эти породы сохраняют только 20-30% пористости.

     Озерской (1965) предложена зависимость пористости от глубины z:

                                              k_п(z) = k_п0 exp(-0,45z) ,

где k_п0 - начальная пористость (при седиментации пород).

• Сжимаемость пород растет с ростом их глинистости.
• Сжимаемость песчаников тем меньше, чем больше их пористость. Это объясняется тем, что у песчаников с большой пористостью поры более изометричны (большое аспект-отношение), а, следовательно, они менее сжимаемы.

Скорость – пористость

• С увеличением коэффициента пористости скорость уменьшается.

 Скорость не зависит от размера пор, если размер пор << длины волны (по экспериментальным данным). Одно из наиболее часто применяемых соотношений – уравнение среднего времени (формула Уайли):

                                     1/V_p = k_п /V_ф + (1 - k_п )V_ск ,

т.е. время  пробега волны в среде равно  сумме времен пробега в скелете  и порозаполнителе. Оно не имеет теоретического обоснования, однако дает приемлемые результаты при порах с небольшими аспект-отношениями.

     Другое более реалистичное соотношение  для песчано-глинистых пород дано  Раймером (1980):

                        V_p = (1 - k_п)²V_ск + k_пV_ф , при k_п < 0,37

Скорость – возраст  пород

Изменение скоростей V_P с глубиной для пород различного возраста и литологии:

терригенных пород кайнозоя (1), мезозоя (2) и палеозоя (3); карбонатных пород мезозоя (4) и палеозоя (5); каменной соли (6). Горизонтальные черточки – доверительные интервалы.

Повышение температуры  с глубиной, практически, не влияет на скорость распространения волн в  породах, поскольку их температура  на интересующих глубинах далека от точки  плавления.

18) Скорости продольных и поперечных  волн в водо-, нефте- и газонасыщенных породах.

19) Уравнение Гассмана, его допущения и ограничения. Для каких целей оно применяется?

     Влияние типа порозаполнителя на упругие свойства пористой флюидонасыщенной среды описывается уравнением Гассмана. Вычисляется объемный модуль флюидонасыщенной пористой среды, используя объемный модуль зерен породы, скелета и порового флюида.

 

К_ск, К_ф и К_g – объемные модули сухого скелета, флюида и зерен                                                                       скелета, соответственно. f - коэффициент пористости.