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.

Объемный модуль смеси флюидов

Основные допущения, характеризующие модель Гассмана:

• порода макроскопически однородна и изотропна,

все поры сообщаются друг с другом и гидравлически взаимосвязаны,

• поры заполнены свободными от трения (с нулевой вязкостью) жидкостями, газом или их смесью,

• порозаполнитель не взаимодействует химически или физически со скелетом породы,

• система скелет – порозаполнитель закрыта: давление флюида при прохождении волны внутри изучаемого объема и вне его одинаково,

• в изучаемом объеме колебания скелета и порозаполнителя совпадают по фазе, т.е. относительное движение скелета и флюида отсутствует (перетоки флюидов отсутствуют). Поэтому идеальный случай для применения этой модели бесконечная длина волны (или нулевая частота).

Последнее допущение означает, что применимость модели Гассмана ограничена частотным диапазоном исследований: считается, что применение этой модели возможно в сейсморазведке, проблематично в килогерцовом диапазоне скважинной акустики и неадекватно в мегагерцовом диапазоне лабораторных измерений.

20) Определение коэффициента флюидонасыщения для смешанных порозаполнителей. Определение объемной плотности.

21) Как изменяется скорость в горных породах в зависимости от коэффициентов нефте- и газонасыщенности?

22) Какими параметрами(атрибутами) характеризуется неупругое поглощение сейсмических сред?

23) Нефтегазоносность и неупругость геологических сред.