осадові гірські породи, осадочные горные породы ; сейсмічні дослідження, сейсмические исследования ; універсальний метод Федорова в науках про Землю
(Reviewed by the editorial board member O. Menshov)
This article attempts to define a complete component set of elastic constants tensor matrix in triclinic symmetry approximation and to evaluate the nature of seismic waves azimuthal anisotropy using field seismic surveys data. Elastic constants are determined by inverting the indicatrixes of radial and phase velocities with different polarization. Symmetry group of sedimentary strata is defined using acoustic tensor and elastic constants tensor. Thebasis of the standard acoustic coordinate system was the three right mutually orthogonal vectors of the acoustic tensor. Fedorov method is used for approximation of the elastic constants tensor to transversely isotropic medium, which provides not only aquantitative assessment of elastic constants matrix components but also allows us to estimate the deviation degree of real anisotropic medium elastic constants from those typical of transversely isotropic medium, the latter being the most similar to it.
В цій статті наведений приклад визначення повного набору компонент матриці тензора пружних постійних в наближенні триклінної симетрії та проведена оцінка характеру азимутальної анізотропії сейсмічних хвиль за результатами польових сейсмічних досліджень. Пружні сталі визначені шляхом інверсії індикатрис променевих або фазових швидкостей різної поляризації. Група симетрії осадової товщі визначена за допомогою акустичного тензора і тензора пружних сталих. За базис стандартної акустичної системи координат обрано праву трійку власних взаємно ортогональних векторів акустичного тензора. Для апроксимації тензора пружних постійних поперечно-ізотропним наближенням використовується метод Федорова, який забезпечує не лише кількісну оцінку компонент матриці пружних постійних, але й дозволяє оцінити ступінь відхилення пружних сталих реального анізотропного середовища від найближчого до нього поперечно-ізотропного середовища.
Вперше шляхом інверсії променевих і фазових індикатрис квазіпоздовжньої, "швидкої" та "повільної" квазіпоперечних хвиль осадової товщі, які отримані методом вертикального сейсмічного профілювання (ВСП), визначена симетрія і повний набір компонент тензорної матриці пружних сталих осадових порід. Симетрія тензорної матриці пружних сталих піщано-глинистої і глинистої товщі виявилася планальною триклінною, а карбонатної товщі та глинистого сланцю - аксіальною і планальною ромбічною. Запропонований інваріантно-поляризаційний сейсмічний метод визначення симетрії і пружних сталих відкриває нові можливості при дослідженні упорядкованого геологічного середовища методами 3D сейсморозвідки і буде сприяти суттєвому підвищенню ефективності сейсморозвідки при пошуках нафти і газу в складних геологічних умовах.
Булипобудовані стерео проекції параметрів анізотропії сейсмічних хвиль, які свідчать про те, що просторовий характер азимутальної анізотропії сейсмічних хвиль повністю визначається симетрією матриці тензора пружних сталих. В глинистих і карбонатних товщах та глинистих сланцях на різних глибинах існують особливі напрямки - поздовжньої нормалі і акустичних осей.
Зроблена оцінка похибок апроксимації пружної симетрії товщ моделями поперечно-ізотропної і ромбічної симетрії. Показано, що апроксимація матриці пружних постійних триклінної симетрії більш симетричними моделями, зокрема ромбічної та поперечно-ізотропної симетрії, не лише спотворює характер азимутальної анізотропії сейсмічних хвиль, але й спричиняє значні похибки при оцінюванні азимутальної анізотропії сейсмічних швидкостей. Це може суттєво впливати на достовірність результатів 3D сейсморозвідки.
В этой статье приведен пример определения полного набора компонент матрицы тензора упругих постоянных в приближении триклинной симметрии и проведена оценка характера азимутальной анизотропии сейсмических волн по результатам полевых сейсмических исследований. Упругие постоянные определены путем инверсии индикатрис лучевых или фазовых скоростей различной поляризации. Группа симметрии осадочной толщи определена с помощью акустического тензора и тензора упругих постоянных. Базисом стандартной акустической системы координат выбрано правую тройку собственных взаимно ортогональных векторов акустического тензора. Для аппроксимации тензора упругих постоянных поперечно-изотропным приближением используется метод Фёдорова, который обеспечивает не только количественную оценку компонент матрицы упругих постоянных, но и позволяет оценить степень отклонения упругих постоянных реальной анизотропной среды от ближайшей к ней поперечно-изотропной среды.
Впервые путем инверсии лучевых и фазовых индикатрис квазипродольной, "быстрой" и "медленной" квазипоперечных волн осадочной толщи, полученных методом вертикального сейсмического профилирования (ВСП), определена симметрия и полный набор компонент тензорной матрицы упругих постоянных осадочных пород. Симметрия тензорной матрицы упругих постоянных песчано-глинистой и глинистой толщи оказалась планальною триклинной, а карбонатной толщи и глинистого сланца - аксиальной и планальной ромбической. Предложенный инвариантно-поляризационный сейсмический метод определения симметрии и упругих постоянных открывает новые возможности при исследовании упорядоченной геологической среды методами 3D сейсморазведки и будет способствовать существенному повышению эффективности сейсморазведки при поисках нефти и газа в сложных геологических условиях.
Были построены стерео проекции параметров анизотропии сейсмических волн, которые свидетельствуют о том, что пространственный характер азимутальной анизотропии сейсмических волн полностью определяется симметрией матрицы тензора упругих постоянных. В глинистых и карбонатных толщах и глинистых сланцах на разных глубинах существуют особые направления - продольной нормали и акустических осей.
Произведена оценка погрешностей аппроксимации упругой симметрии толщ моделями поперечно-изотропной и ромбической симметрии. Показано, что аппроксимация матрицы упругих постоянных триклинной симметрии более симметричными моделями, в частности ромбической и поперечно-изотропной симметрии, не только искажает характер азимутальной анизотропии сейсмических волн, но и влечет за собой значительные погрешности при оценке азимутальной анизотропии сейсмических скоростей. Это может существенно повлиять на достоверность результатов 3D сейсморазведки.
