Анизотропия S-волн

Ezh 8 0
3 нед. #1

Коллеги, приветствую вас

Прошу помочь с прояснением ситуации вокруг анизотропии быстрой и медленной S-волн по данным кросс дипольной аппаратуры:

  1. Какие факторы, генерально, влияют на ее возникновение и величину?
  2. Будет ли наблюдаться анизотропия в интервалах каверн или трещинно-кавернозных интервалах?
  3. Зависит ли анизотропия S-волны от угла трещин или, к примеру, от сланцеватости/слоистости?

Буду благодарен за любую информацию по данной теме.

MEXAHUK72 4 1
3 нед.

Ezh пишет:

Коллеги, приветствую вас

Прошу помочь с прояснением ситуации вокруг анизотропии быстрой и медленной S-волн по данным кросс дипольной аппаратуры:

  1. Какие факторы, генерально, влияют на ее возникновение и величину?
  2. Будет ли наблюдаться анизотропия в интервалах каверн или трещинно-кавернозных интервалах?
  3. Зависит ли анизотропия S-волны от угла трещин или, к примеру, от сланцеватости/слоистости?

Буду благодарен за любую информацию по данной теме.

 

Кирилл, приветствую!

Различают три основные причины возникновения анизотропии времени провега поперечной волны:

  • разрушение стенок скважины (вывалы)
  • "анизотропия" среды, т.е. Трансверсально-Изотропные среды (TIV - глины, TIH - как правило трещиноватость)
  • анизотропия напряжений

Природу анизотропии S-волны можно узнать по дисперсионной картине (график типа "интервальное время пробега - частота").

Соответсвенно, конкретно по твоим вопросам:

  1. см. выше
  2. да
  3. да

Если нужна более подробная информация, буду рад помочь.

Ezh 8 0
3 нед.

Алексей,

спасибо информацию - предстоит насыщенная работа :-)

Был бы рад узнать больше о том, как влияет сланцеватость/слоистость на анизотропию S-волн, можно ли спутать (или обобщить) ее с трещинами. Заранее благодарю!

 

 

Ovalent 3 3
3 нед.

Ezh пишет:

Был бы рад узнать больше о том, как влияет сланцеватость/слоистость на анизотропию S-волн, можно ли спутать (или обобщить) ее с трещинами. Заранее благодарю!

 

 

никак не влияет. АК в общем случае измеряет вертикальную анизотропию, на которую горизонтальная слоистость не влияет (в пределах небольших углов между напластованием и стволом скважины). Если скважина сильно наклоненная (>20, >25 градусов) или горизонтальная, то тогда да, горизонтальная анизотропия вызывает поляризацию S-волн.

MEXAHUK72 4 1
3 нед.

Ezh пишет:

Алексей,

спасибо информацию - предстоит насыщенная работа :-)

Был бы рад узнать больше о том, как влияет сланцеватость/слоистость на анизотропию S-волн, можно ли спутать (или обобщить) ее с трещинами. Заранее благодарю!

Кирилл,

 

По собственному опыту, слоистость - есть типичный случай TIV. Кросс-дипольный АКШ позволяет почувствовать анизотропию, т.е. разницу интервалных времен пробега S-волн "внутри" слоя и поперек слоистости. ("позволяет", но не обязательно, что получится посчитать, есть ограничения).

Думаю, что сланцеватость, в какой-то мере, должна вести себя подобно слоистости. Мне кажется, если проводить керновые исследования на механические свойства для сланцевых образцов, то образцы, выбранные под разным углом относительно направления свой структуры, будут вести себя под нагрузкой по разному. Это умозаключение приводит меня к мысли, что и анизотропию по данным кросс-дипольного АКШ можно "подцепить".

Ezh 8 0
3 нед.

MEXAHUK72 пишет:

Ezh пишет:

Алексей,

спасибо информацию - предстоит насыщенная работа :-)

Был бы рад узнать больше о том, как влияет сланцеватость/слоистость на анизотропию S-волн, можно ли спутать (или обобщить) ее с трещинами. Заранее благодарю!

Кирилл,

 

По собственному опыту, слоистость - есть типичный случай TIV. Кросс-дипольный АКШ позволяет почувствовать анизотропию, т.е. разницу интервалных времен пробега S-волн "внутри" слоя и поперек слоистости. ("позволяет", но не обязательно, что получится посчитать, есть ограничения).

Думаю, что сланцеватость, в какой-то мере, должна вести себя подобно слоистости. Мне кажется, если проводить керновые исследования на механические свойства для сланцевых образцов, то образцы, выбранные под разным углом относительно направления свой структуры, будут вести себя под нагрузкой по разному. Это умозаключение приводит меня к мысли, что и анизотропию по данным кросс-дипольного АКШ можно "подцепить".

Алексей,

геомеханические исследования только начинаем "запускать" в массы. Результаты интересные, наглядно показывают, что соник тут необходим в виду нескольких видов анизотропии (стрессы, сланцеватость, трещиноватость).

vicar 46 7
2 нед.

Коллеги, давайте не упрощать. Понятия S-воны медленной и S-волны "немедленной" возникли из простого незнания "буржуинами" сути полного волного процесса. Нет быстрой и нет медленной волны S. Есть ее разная поляризация. Это первое. Второе - по данным ГИС (АК, АКШ, Дип. АК, и пр.) поляризационные характеристики разных типо волн неисследуемы по определению :) Кто докажет обратное - тому ящик коньяку :). Третье - ну не измеряет АК истиные скорости  в породах - ну не может - ну преломленные, ну изгибовые ну .. (каверны и пр.). Как сейсмик ни у одного каротажника так и не смог добиться ответа на вопрос - а у вас это скорости в породах или как ?. Ответ - ну вообще-то это медленности, а там как получится. Не обижайте меня в комментах, я сейсмик, но читайте Гальперина, Бродова, Тимошина и Гурвича - истина где-то там.

Ezh 8 0
2 нед.

vicar пишет:

Коллеги, давайте не упрощать. Понятия S-воны медленной и S-волны "немедленной" возникли из простого незнания "буржуинами" сути полного волного процесса. Нет быстрой и нет медленной волны S. Есть ее разная поляризация. Это первое. Второе - по данным ГИС (АК, АКШ, Дип. АК, и пр.) поляризационные характеристики разных типо волн неисследуемы по определению :) Кто докажет обратное - тому ящик коньяку :). Третье - ну не измеряет АК истиные скорости  в породах - ну не может - ну преломленные, ну изгибовые ну .. (каверны и пр.). Как сейсмик ни у одного каротажника так и не смог добиться ответа на вопрос - а у вас это скорости в породах или как ?. Ответ - ну вообще-то это медленности, а там как получится. Не обижайте меня в комментах, я сейсмик, но читайте Гальперина, Бродова, Тимошина и Гурвича - истина где-то там.

Vicar, думаю, что те, кто вводил понятия "быстрой" и "медленной" волн понимали суть явления, но решили сформулировать его в таком, понятном на пальцах, виде. А так - спасибо за взгляд сейсмика на данный вопрос, интересно и заставляет задуматься / скачать доп.литературу ))

Коллеги, в качестве развития темы: можете пояснить, чем между собой отличаются АКШ (акустический широкополосный каротаж) и ВАК (волновой акустический каротаж), если таковая разница в принципе есть. К чему отнести аппаратуру с кросс дипольными или квадропольными источниками? Извиняюсь, если ликбез, но раздоенность формулировок напрягает.

vicar 46 7
2 нед.

Ezh! Все просто и сложно одновременно. В пространстве скважины (флюид - вода, глинистый раствор и т.д) по определению мы можем возбуждать только продольную волну (сжатия-растяжения) точечным (сферическим по распрстранению) источником. Но это пол-беды. Принимать ответку мы тоже можем ТОЛЬКО на приемники давления (сжатия-растяжения) сферической направленности, т.е. принимаем ВСЕ, но без разделения на типы волн. Сначала появилось АК - классика 1 источник - 2 приемника - вступления, дельта Т и т.д. (аналог сейсмокаротаж в сейсмике), потом (как кстати и в ВСП) подумали, а почему бы и волновое поле не регистрировать - появилось АКШ, увеличилась канальность (по-моему до 12 приемников в АМАК). Появилась возможность регистрировать и изучать кинематику (но не в коем случае не динамику) гидроволны, волны Лэмба (каналовой) и выделять поперечные волны. Тут кстати путаница - S - она одновременно и Secоndary (втроая, пошло от сейсмологов, тут наверное и зарыта собака между быстрой и медленной) и Sheаr (сдвиговая). Далее появилась кросс-дипольная акустика - направленное возбуждение в диффузоре X-Y и прием в таком же диффузоре. Потом (опять же из-за невозможности поляризационного анализа приема и возбуждения в жидкостной среде появилась квадродипольная АК - т.е. возбуждение и прием в направленных диффузораз по линиям Х минус Х и Y минус Y, но это приведет только к усложнению, но не истине.  

Ezh 8 0
2 нед.

vicar пишет:

Ezh! Все просто и сложно одновременно. В пространстве скважины (флюид - вода, глинистый раствор и т.д) по определению мы можем возбуждать только продольную волну (сжатия-растяжения) точечным (сферическим по распрстранению) источником. Но это пол-беды. Принимать ответку мы тоже можем ТОЛЬКО на приемники давления (сжатия-растяжения) сферической направленности, т.е. принимаем ВСЕ, но без разделения на типы волн. Сначала появилось АК - классика 1 источник - 2 приемника - вступления, дельта Т и т.д. (аналог сейсмокаротаж в сейсмике), потом (как кстати и в ВСП) подумали, а почему бы и волновое поле не регистрировать - появилось АКШ, увеличилась канальность (по-моему до 12 приемников в АМАК). Появилась возможность регистрировать и изучать кинематику (но не в коем случае не динамику) гидроволны, волны Лэмба (каналовой) и выделять поперечные волны. Тут кстати путаница - S - она одновременно и Secоndary (втроая, пошло от сейсмологов, тут наверное и зарыта собака между быстрой и медленной) и Sheаr (сдвиговая). Далее появилась кросс-дипольная акустика - направленное возбуждение в диффузоре X-Y и прием в таком же диффузоре. Потом (опять же из-за невозможности поляризационного анализа приема и возбуждения в жидкостной среде появилась квадродипольная АК - т.е. возбуждение и прием в направленных диффузораз по линиям Х минус Х и Y минус Y, но это приведет только к усложнению, но не истине.  

Vicar, спасибо за концентрацию полезной информации, которя, если и не отвечает на вопрос "что делать", то хоть проясняет "кто виноват" :-) Я еще слышал про "юнипольный" источник, но в работе с таким не сталкивался. Кстати, я правильно понимаю, что АКШ и ВАК - это один и тот же метод в контексте ГИС?

vicar 46 7
2 нед.

ВАК - дальнейшее развитие АКШ (с точки зрения изучения волнового поля)

vicar 46 7
2 нед.

Обобщающий довесок (с точки зрения сейсмика):

1. Sv и Sh волны достаточно точно определяют пространственную анизотропию.

2. По теореме Гурвича распространение скоростей в пространстве Р-волн и Sv-волн с ОПРЕДЕЛЕННОЙ СТЕПЕНЬЮ точности апроксимируются трех-осным эллипсоидом. Sh-волна - ОПИСЫВАЕТСЯ трехосным эллипсоидом. Таким образом - дельта меду поверхностями трехосных эллипсоидов Sv - Sh-волн - и есть коэффициент анизотропии. В процессе проведения АК - НЕВОЗМОЖНО сгенерировать монохромную поперечную волну (по определению + физика). Поэтому пошли на всякие ухищрения - направленное возбуждение, направленный прием и т.д. Это и привело к появлению "быстрой", "медленной" волн и квази-коэффициентов анизотропии. Физика - Sv-волна не меняет своей поляризации (и соответственно модуляций скоростей - точнее она подобна поведению Р-волны, как в скоростях так и по частотам) в горизонтально-слоистой среде. В вертикально-слоистой среде Sv-волна обменивается на Sh-волну (т.е. меняет поляризацию и, соответственно, модуляции скоростей и уходит в сторону более низких частот) - получаем (СОГЛАСНО ТЕОРЕМЕ ГУРВИЧА) - АНИЗОТРОПИЮ. Как-то - так. 

Ezh 8 0
1 нед.

Vicer, хочу "раскрутить" тебя (Вас) на тему сейсмики :-) Возможно ли в данном масштабе оценивать анизотропию? Будет ли она связана с P-волнами или S-волнами, или и с тем и другим? И как эта анизотропия относится к скважинной? Не считайте вопрос пустым интересом - есть проект по ES360, есть желание удержать форумную тему про акустику, есть цель узнать новую и полезную информацию.

vicar 46 7
1 нед.

Ezh! Я не против. Тем более, что сейсмической анизотропиеей занимаюсь давно. И в наземной сейсмике и в ВСП,  и были попытки комплексирования с ГИС.Просто тема большая и длинная и РАЗНАЯ, начиная от определений и заканчивая теорией и практикой. Мне проще работать в режиме вопрос-ответ. Потому что, если начну филосовствовать, то это проще где-нибудь в Скайпе или его аналоге. Писать не очень люблю, да и некогда особо :). Насчет полноазимутальной миграции - вещь хорошая, но опять же, я скептик в плане сейсморазведки 3Д. Не то, что бы я против нее, просто у меня другие определения размерностей - т.е, с моей точки зрения то что называют 3Д сейсмикой, на самом деле есть 2Д сейсмика, поскольку Z-размерность не определена и неизвестна и не может быть определена с достаточной степенью точности (с определенной степенью точности - может). Так, что - давайте общаться и дискутировать. Буду только рад..

Ezh 8 0
1 нед.

Vicer, попробую сформулировать конкретные вопросы, которые пока не поддаются пониманию.
Получается, что анизотропия S-волны возникает в связи с рядом факторов, которые перечислили коллеги выше; от состояния ствола скважины до геологических особенностей, трещин и т.д.
Вопрос 1: из-за чего возникает анизотропия P-волны в масштабе сейсмики? Как я понимаю, та же самая полноазимутальная миграция работает именно с этой анизотропией. Можно ли это связать с анизотропией S-волны по ГИС, или с VTI / HTI?
Вопрос 2: правильно ли я понимаю, что анизотропия P-волны по ГИС - это как раз VTI и HTI? Азимутальных составляющих тут нельзя определить?

Мне пока и самому проще в формате "вопрос-ответ", для ликвидации безграмотности. Ну и для коллег на форуме может оказаться полезным.

vicar 46 7
1 нед.

Ezh! Постараюсь кратко, хотя не знаю получится ли?

1. Распространение сейсмической волны (скорочтей) в среде описывается трехосным элипсоидом с осями Vx, Vy и Vz. В случае одородной изотропной среды Vx=Vy=Vz (т.е. имеем шар). В случае неравенства Vz и Vx(Vy) имеем анизотропию скоростей. (это относится ко всем типам волн). Казалось бы просто - находим Vz и  Vx(Vy). Делим одно на другое и получаем к-т анизотропии. НО - для произвольной неоднородной анизотропной среды определить вертикальны скорочти (Vz) НЕВОЗМОЖНО (следствие из теоремы Гурвича). Vx и Vy - определяются достаточно просто и почти однозначно..

2. Результатом обработки и интепретации наблюденных данных в итоге должны стапть результаты решения обратной (обратных) затдачи. В нашем случае - обратная кинематическая задача. В наземной сейсмике изпользуется принцип получения "вертикальных" скоростей по улучшению изображения (неважно - это ОГТ или разные виды миграций). Однако определить - полученное изображение ЛУЧШЕ или ДОСТВЕРНЕЙ невозможно - все достаточно субъективно.

3. Как таковой сейсморазведки на продольных (Р) волнах в чистом виде нет - мы просто регистрируем полный вектор волнового поля на вертикальную составляющую (Z-приемник, не являющийся остронаправленным, а в случае с морской регистрацией - вообще с круговой характеристикой направленности), пытаясь отсечь (вообще-то безуспешно) все остальные составляющие.  

vicar 46 7
1 нед.

Ezh!

В предыдущем послании вроде как описал пессимистическую картину. Но не все так плохо. Как же все таки быть. Достаточно просто. Изучаем и получаем приблизительные вертикальные скорости по поверхностной сейсмике. Алгоритмы приводить не буду (долго). Мне больше нравиться методика Лесного Г.Д (Киев). В точках, где есть ВСП, получаем калибровочные к-ты пересчета "неправильных" Vz (сейсмических) в "правильные" (по данным ВСП) и распростаняем эти к-ты на площадь исследований. Не всегда полное совпадение - однако гораздо лучше, чем по критерию "картика лучше" Как-то так.

Ezh 8 0
1 нед.

Vicer, все-таки получилось немного пессимистично, но спасибо за информацию! Теперь пытаюсь понять, как ее связать в своем мозгу с ГИС-ами и тамошней анизотропией :-)

vicar 46 7
1 нед.

Ezh! Если есть ВСП по ближнему и дальним пикетам, то в этих направлениях к-т анизотропии также вачисляется просто. Если был проведенн нормальный поляризационный анализ по данным ВСП - то уверенно можно выделить интервалы анизотропии по стволу скважины по линейности эллипса поляризации. Как-то так

vicar 46 7
1 нед.

Ezh! Дополнительно. Если есть ВСП в скважине. то достачно проанализировать линейность эллипса поляризации для определения интервалов анизотропии в стволе скважины. Если есть ВСП из удаленных ВСП можно также приблизительно определить направления анизотропии по поведению эллипса поляризации. ВСП, кстати, намного богаче, в этом отношении чем ГИС и наземная сейсморазведка. Как-то так :)

Go to top