Тематический рубрикатор статей

Георесурсы Т.20.№3.2018
Стр.
Скачать статью

Эмиссионная сейсмическая томография – инструмент для изучения трещиноватости и флюидодинамики земной коры

И.Я. Чеботарева

Оригинальная статья

DOI https://doi.org/10.18599/grs.2018.3.238-245

238-245
rus.
eng.

open access

Under a Creative Commons license

В статье приведены результаты сейсмотомографического мониторинга эмиссионных источников, связанных с зонами открытой трещиноватости, тектоническими нарушениями и фильтрацией флюида в высокопроницаемых породах. Показано, что геодинамические процессы, обусловленные наличием таких неоднородностей, можно изучать с использованием многоканальных записей естественного сейсмического шума Земли, зарегистрированного на дневной поверхности. Носителем полезной информации является экстремально слабая пространственно когерентная составляющая сейсмического волнового поля – сейсмическая эмиссия, порожденная в энергонасыщенных зонах природного массива фоновыми деформациями. Дополнительное внешнее техногенное и природное воздействие активизирует латентные области геофизических неоднородностей, что выявляет новые эмиссионные объекты, скрытые в фоновом состоянии. Это позволяет, например, при гидроразрыве пласта попутно проводить доразведку месторождения в радиусе нескольких километров. В статье также затронуты вопросы истории открытия явления сейсмической эмиссии и механизма генерации низкочастотной ветви эмиссии как результата амплитудной неустойчивости огибающих высокочастотных акустических колебаний элементов геологической среды. Низкочастотная эмиссия (1-100 Гц) обеспечивает возможность дистанционного изучения эмиссионных высокочастотных (единицы-сотни кГц) осцилляций в энергонасыщенных зонах, расположенных на большом удалении от места регистрации.

 

эмиссионная сейсмическая томография, сейсмическая эмиссия, структурно неоднородные среды, нефтяное и газовое месторождение

 

  • Аки К, Ричардсон П. (1983). Количественная сейсмология. Теория и методы. Москва: Мир, т. 2, 831 с.
  • Александров С.И., Мишин В.А., Буров Д.И. (2015). Проблемы скважинного и наземного микросейсмического мониторинга гидроразрыва пласта. Экспозиция Нефть и Газ, 6(45), с. 58-63.
  • Астраханцев Ю.Г., Губериан Д.М., Дъяконов В.П., Певзнер С.Л., Троянов А.К., Яковлев Ю.Н. (2007). Геоакустические шумы в Кольской сверхглубокой скважине. Вестник МГТУ, 10(2), с. 231-235.
  • Атлас временных вариаций природных процессов. (1994). Рук. Н.П. Лаверов. Отв. ред. А.В. Николаев, А.Г. Гамбурцев. Москва: Научный мир, т. 1, 176 с.
  • Бовенко В.Н. (1987). Автоколебательная модель акустоэмиссионных и сейсмических явлений. Докл. АН СССР, 297(5), с. 1103-1106.
  • Володин И.А., Чеботарева И.Я. (2014). Сейсмическая эмиссия в зонах техногенных воздействий. Акустический журнал, 60(5), с. 505-517. DOI: 10.7868/S0320791914050141
  • Гальперин Е.И., Винник Л.П., Петерсен Н.В. (1987). О модуляции высокочастотного сейсмического шума приливными деформациями литосферы. Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли, 12, с. 102-109.
  • Гaмбурцев Г.А. (1960). Избрaнные труды. Москва: АН CCCР, с. 424-425.
    Гапеев Д.Н., Ерохин Г.Н., Родин С.В., Седайкин Р.Д., Смирнов И.И. (2014). Новые возможности применения пассивного микросейсмического мониторинга для выявления структурно-тектонических особенностей участков нефтегазовых месторождений. Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта, 4, с. 113-120.
  • Гарагаш И.А. (2002). Модель динамики фрагментированных сред с подвижными блоками. Физическая мезомеханика, 5(5), с. 71-77.
  • Голицын Б.Б. (1960). Избранные труды. Москва: АН СССР., т. 2, с. 411-413.
  • Гордеев Е.И., Рыкунов Л.Н. (1976). Спектры P-волн от удаленных землетрясений в области частот 1-10 Гц. Изв. АН СССР. Сер.Физика Земли, 7, с. 90-92.
  • Дaрвин Д.Г. (1965). Приливы и родственные им явления в солнечной сиcтеме. Москва: Нaукa, 106 с.
  • Динариев О.Ю., Николаевский В.Н. (1993). Ползучесть горных пород как источник сейсмического шума. Доклады РАН, 331(6), с. 739-741.
  • Динариев О.Ю., Николаевский В.Н. (1997). Кратное увеличение периода при распространении волн в упругих телах с диссипативной микроструктурой. Изв. РАН, МТТ, 6, с. 78-85.
  • Дьяконов Б.П., Троянов А.К., Назаров А.Н., Фадеев В.А. (1989). Сейсмоакустические шумы на глубоких горизонтах. Доклады АН СССР, 309(2), с. 314-318.
  • Дьяконов Б.П., Троянов А.К., Кусонский О.А., Назаров А.Н., Фадеев В.А. (1991). Геологическая информативность скважных исследований высокочастотных сейсмоакустических шумов. Вулканология и сейсмология, 1, с. 112-116.
  • Дьяконов Б.П., Мартышко П.С., Троянов А.К., Астраханцев Ю.Г., Начапкин Н.И. (2010). Выделение периодичностей низкочастотных деформационных процессов в вариациях электромагнитного излучения в Уральской сверхглубокой скважине. Доклады РАН, 430(1), с. 105-107.
  • Жадин В.В. (1971). О частотном составе записей продольных волн от удаленных землетрясений. Изв. АН СССР, Сер. Физика земли, 5, с. 99-101.
  • Зарембо Л. К., Красильников В.А. (1966). Введение в нелинейную акустику. Москва: Наука, 519 с.
  • Крылов А.Л., Николаевский В.Н., Эль Г.А. (1991). Математическая модель нелинейной генерации ультразвука сейсмическими волнами. Доклады АН СССР, 318(6), с. 1340-1344.
  • Кузнецов О.Л., Радван А.А., Чиркин И.А., Ризанов Е.Г., Колигаев С.О. (2016). Комплексирование сейсмических волн разного класса для поиска и разведки месторождений углеводородного сырья (Новая методология сейсморазведки). Технологии  сейсморазведки, 3, с. 38-47. DOI: 10.18303/1813-4254-2016-3-38-47.
  • Лукк А.А., Дещеревский А.В., Сидорин А.Я., Сидорин И.Я. (1996). Вариации геофизических полей как проявление детерминированного хаоса во фрактальной среде. Москва: ОИФЗ РАН, 210 c.
  • Максимов Л.А., Ведерников Г.В., Яшков Г.Н. (2015). Геодинамический шум залежей углеводородов и пассивно-активная сейсморазведка МОГТ. Экспозиция Нефть и Газ, 6(45), с. 55-57
  • Науменко Б.Н. (1979). О явлении частичной ликвидации тектонических напряжений штормовыми микросейсмами. Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли, 8, с. 72-75.
  • Николаев А.В., Троицкий П.А, Чеботарева И.Я. (1983). Способ сейсмической разведки: А.с. 1000962 СССР. № 3213796, Заявл. 08.12.80; Опубл. 28.02.83. Открытия, изобретения, 8, 4 с.
  • Николаевский В.Н. (1996). Геомеханика и флюидодинамика. Москва: Недра, 448 с.
  • Рыкунов Л.Н., Хаврошкин О.Б., Цыплаков В.В. (1983). Явление модуляции высокочастотных сейсмических шумов Земли. Диплом на открытие №282 Госкомизобретений СССР, М. с. 1.
  • Сибиряков Б.П., Бобров Б.А. (2008). О природе возникновения акустической эмиссии при статическом нагружении песков. Физическая мезомеханика, 11(1), с. 80-84.
  • Хаврошкин О.Б. (1999). Некоторые проблемы нелинейной сейсмологии. Москва: ОИФЗ РАН, 286 с.
  • Чеботарева И.Я. (2012). Структура и динамика геосреды в шумовых сейсмических полях. Методы и экспериментальные результаты. Акустика неоднородных сред. Ежегодник Российского акустического общества. Москва: ГЕОС, 12, с. 147-156.
  • Чеботарева И.Я., Володин И.А. (2012). Образы процесса гидроразрыва пласта в сейсмическом шуме. Доклады РАН, 444(2), с. 202-207.
  • Чеботарева И.Я. (2017). Эмиссионная томография – базовый инструмент для технологий изучения месторождений углеводородов. Актуальные проблемы нефти и газа. DOI: 10.29222/ipng.2078-5712.2017-17.art8
  • Chebotareva I.Ya., Kushnir A.F., Rozhkov M.V. (2008). Elimination of high-amplitude noise during passive monitoring of hydrocarbon deposits by the emission tomography method. Izvestiya, Phys. Solid Earth, 44, pp. 1002-1007.
  • Chebotareva I.Ya. (2010a). New Algorithms of Emission tomography for passive seismic monitoring of a producing hydrocarbon deposit. Part I. Algorithms of Processing and Numerical Simulation. Izvestiya, Phys. Solid Earth, 46(3), pp. 187-198.
  • Chebotareva I.Ya. (2010b). New Algorithms of Emission tomography for passive seismic monitoring of a producing hydrocarbon deposit. Part II. Results of Real Data Processing. Izvestiya, Phys. Solid Earth, 46(3), pp. 199-215.
  • Chebotareva I.Ya. (2011). Methods for passive study of the geological environment using seismic noise. Acoust. Phys., 57(6), pp. 857-865.
  • Chebotareva I.Ya, Volodin I.A., Dryagin V.V. (2017). Acoustic Effects in the Deformation of Structually Inhomogeneous Media. Acoustical Physics, 63(1), pp. 84-93.
  • Chebotareva, I.Ya. (2018). Ray Tracing Methods in Seismic Emission Tomography. Izvestiya, Physics of the Solid Earth, 54(2), pp. 201-213. DOI: 10.1134/S1069351318020040
  • Economides M., Oligney R., Valko P. (2002). Unified fracture design. Bridging the gap between theory and practice. Alvin. Texas: Orsa Press. 200 р.
  • Diakonov B.P., Karryev B.S., Khavrishkin O.B., Nikolaev A.V., Rykunov L.N., Seroglazove R.R., Trojanov A.K., Tsyplakov V.V. (1990). Manifestation of earth deformation processes by high-frequency seismic noise characteristics. Phys. Earth Planet. Inter, 63, pp. 151-162.
  • Leet L.D., Leet F.L. (1962). Cause of microseisms – a theory. Geol. Soc. Amer. Bull., 72(8), pp. 1021-1022.
  • Madariaga R. (1976). Dynamics of an expanding circular falt. Bulletin of Seismological Society of America, 66(3), pp. 669-666.
  • Maxwell S. (2010). Microseismic: growth born from success. The Leading Edge, 29, pp. 338-343.
  • Nanney C.A. (1958). Possible correlations between earthquakes and microseisms. Nature, 181, pp. 802-803.
  • Rothert E., Shapiro S. A. (2007). Statistics of fracture strength and fluid-induced microseismicity. Journal of Geophysical Research, 112 (B04309), pp. 1-16. DOI: 10.1029/2005JB003959.
  • Shapiro S.A., Rothert E., Rath V., and Rindschwentner J. (2002). Characterization of fluid transport properties of reservoirs using induced microseismicity. Geophysics, 6, pp. 7212-220.
  • Tchebotareva I.Ya., Nikolaev A.V., Sato H. (2000). Seismic Emission Activity of Earth’s Crust in Northern Kanto, Japan. Phys. Earth Planet. Inter, 120(3), pp.167-182.
  •  

Ирина Яковлевна Чеботарева
Институт проблем нефти и газа РАН
Россия, 117971, Москва, ул. Губкина, 3

 

Для цитирования:

Чеботарева И.Я. (2018). Эмиссионная сейсмическая томография – инструмент для изучения трещиноватости и флюидодинамики земной коры. Георесурсы, 20(3), Ч.2, c. 238-245. DOI: https://doi.org/10.18599/grs.2018.3.238-245

For citation:

Chebotareva I.Ya. (2018). Emission seismic tomography – the tool to study fracturing and fluidodynamics of the Earth crust. Georesursy = Georesources, 20(3), Part 2, pp. 238-245. DOI: https://doi.org/10.18599/grs.2018.3.238-245

© 2024 <p>И.Я. Чеботарева</p>