Моделирование деформационных динамических процессов в задачах сейсморазведки

• Автор: Панкратов, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 140 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Акту альность темы

Нели работы.

Научная новизна

Практическая ценность

Обзор существующих работ.

Глава 1. Определяющие уравнения

1.1. Уравнения динамики сплошной линейноупругой среды.

Глава 2. Вычислительный метод

2.1. Схемы расщепления по направлениям.
2.2. Обзор разностных схем.
Схема Лакса
Схема ЛаксаВендроффа
Схема КурантаИзаксонаРиса
2.3. Сеточнохарактеристические схемы для численного решения уравнений
2.4. Компактный шаблон повышенной точности.
2.5. Расчет граничных узлов
Глава 3. Применение компактного Шаблона
Глава 4. Исследование характеристик продольных и обменных волн
отклика обратного рассеяния от зон трещиноватого коллектора
4.1. Количественная оценка энергетического уровня сейсмического отклика вцелом, а также продольных и обменных волн в отдельности.
4.2. Характеристика моделей со случайнонеравномерным распределением трещин в коллекторной макрозонс.
4.3. Анализ зависимости энергетических характеристик продольных и обменных волн от характера заполнения трещин, их плотности и наклона
4.4. Влияние характера заполнения трещин на соотношение энергии продольных и обменных волн.
4.5. Анализ зависимости энергии продольных и обменных волн от наклона трещин в макрозоне.
4.6. Анализ зависимости энергии продольных РР и обменных РБ волн от плотности трещин
4.7. Результаты анализа волн отклика обратного рассеяния от зон трещиноватого коллектора.
Глава 5. Исследование моделей трещиноватостей в геологических средах.
5.1. Теория Шоенберга
5.2. Модель Феллера
5.3. Модель Хадсона
5.4. Сравнение моделей.
5.5. Реализация граничных условий
5.6. Исследование моделей
5.7. Кусочные и разрывные трещины
5.8. Выводы
Глава 6. Исследование волнового отклика от субвертикальных
мегатрещин нефтяных и газовых месторождений.
6.1. Характеристика моделей с субкортикальными мсгагрещинами
6.2. Общая характеристика волнового отклика от субвсртикалыюй мегатрещины
6.3. Влияние на характер волнового отклика внутреннего сгроения мегагрешины.
6.4. Особенности волнового отклика от мегатрещины, вызванные
отраженной волной от нижележащей границы
6.5. Влияние внешних параметров мегатрещины на ее волновой
отклик.
6.6. Анализ возможности выделения дуплексного отражения от
мегатрещины.
6.7. Выводы.
Заключение.
7.1. Основные результаты и выводы диссертации
Список публикаций автора по теме диссертации.
Список использованных источников


Успешно разработаны методы для одномерных задач и обобщены на двумерный случай (неструктурированные треугольные и регулярные четырехугольные сетки). Обобщение метода и использование трех-слойной компактной схемы представляет значительный интерес и является одним из результатов диссертации. Часть исследования посвящена оптимизации программного кода с учетом свойств решаемой системы уравнений. Расчет волнового отклика от различных газо- и флюидонасыщенных трещин. Численное исследование поведения различных моделей неоднородностей в геологических средах. Сравнение и верификация осреднен-ных моделей. Расчет энергий отклика от кластера с различным набором неоднородностей. Реализация и проверка компактной схемы повышенного порядка аппроксимации. Разработана и реализована разностная схема на трехслойном шаблоне на прямоугольных сетка с третьим порядком аппроксимации. Существенно улучшен комплекс программ (на треугольных и прямоугольных сетках) для моделирования задач современной сейсморазведки для исследования волновых процессов в упругих телах, содержащих несколько трещин, кластеры или резервуары с жидкостью. Выполнено детальное исследование осрсдненных моделей для неоднородностей Шоенберга, Хадсона и Феллера. Проведено сравнение численного решения полученного с помошью разностной схемы на трехслойном шаблоне (повышенного порядка аппроксимации) с численным решением, полученным с помощью схем первого и второго порядка, а также гибридной схемы. Проведено численное моделирование волнового отклика от мсгатрс-щины и исследованы его свойства. Исследованы зависимости волновых откликов от характеристик трещиноватых кластеров; выявлены качественные и количественные особенности энергии отклика от таких сред. В программном коде реализованы осредненные модели Шоенберга, Хадсона, Феллера. Предложен метод определения основных параметров трещиноватого кластера с помощью расчетов его энергетических характеристик волнового отклика. Реализованный программный код позволяет производить численное моделирование геологических сред различной сложности, используя гибкую конфигурацию, как области интегрирования, так и численных методов решения. Поиск новых месторождений углеводородов в современных условиях становится все более и более актуальным. Важнейшую роль здесь играет как определение местоположения новых залежей, так и оценка их емкости. Стоимость нолевых работ предъявляет особые требования к подготовке и анализу результатов численного моделирования на начальных этапах проекта по оценке новых месторождений. Использование численного эксперимента позволяет существенно снизить стоимость проведения как полевых работ, так и интерпретацию их результатов. Грант РФФИ 1 -офи-м-. Разработка численных методов для решения задач геомеханики и сейсморазведки па многопроцессорных вычислительных системах, - гг. Грант РФФИ 04-ИНД^а. Математическое моделирование сложных задач на высокопроизводительных вычислительных системах. Договоры Шлюмберже-МФТИ № ЭРО. ЭРв8. Наименование проектов: «Разработка численных алгоритмов для решения динамических задач теории упругости в трещиноватых геологических средах с использованием сеточноха-рактеристичсского метода и метода конечных элементов», «Разработка численных методов расчета волновых полей вблизи скважины». В работах [7, 8, , ] проводится численное исследование волновых полей и откликов без использования механико-математических моделей эффективных сред, т. Показано, что волновые картины и отклики при использовании моделей эффективных сред и при использовании детального описания геосреды отличаются, не только количественно, но и качественно. Данная работа обобщает предложенный сеточно-характерестический метод на неравномерных треуг ольных сетках. Ряд методик выделения зон повышенной концентрации рассеянной энергии, которые ассоциируются с трещиноватыми коллекторами, нашли практическое применение в отечественной сейсморазведке. Эго технологии: СЛБО []; ФП - фокусирующих преобразований [, ], Волнового ОГТ [9], Текстурно -Спектрального Анализа [], миграционного изображения рассеивающих объектов МИРО [ ].