 |
Одним из наименее исследованных вопросов при анализе поглощения сейсмических волн в насыщенной пористой среде является вопрос о влиянии физических свойств и фазового состояния порового флюида и механизмов диссипациии энергии в самом флюиде.
Углеводородные смеси в пластовых термобарических условиях, в отличие от воды, могут находиться в двухфазном парожидкостном состоянии и состояниях, близких к критическому, для которых характерно сильное понижение изотермической скорости распространения возмущений давления и ее сильная дисперсия, а также аномальное высокое поглощение на низких частотах.
Расчеты поглощения по уравнениям Френкеля-БИО (ФБ) для пористых сред, насыщенных однофазным флюидом, давали очень низкие, не соответствующие экспериментальным данным, значения поглощения на сейсмических частотах и квадратическую зависимость коэффициента поглощения от частоты, также не наблюдавшуюся при эксперименте.
Развиваемые в последнее время модификации теории ФБ учитывающие:
- передачу энергии распространяющейся продольной волны, возникающей на неоднородностях среды, волне второго рода;
- локальные потоки флюидов, связанные с геометрией порового пространства и (или) наличием газовых пузырьков, сильно увеличивают значения поглощения на низких частотах и изменяют характер частотной зависимости поглощения по сравнению с моделью ФБ.
Однако, и эти модели среды не объясняют полученное экспериментально повышенное поглощение продольных волн в залежах углеводородов. Естественно предположить, что высокое поглощение в насыщенной углеводородами пористой среде может быть связано с некоторыми процессами в самом флюиде, приводящими к диссипации в нем энергии низкочастотных волн. Одним из таких процессов являются фазовые переходы во флюиде: например, массообмен (под влиянием изменения давления в волне) между жидкой и паровой фазами в области двухфазного его состояния, фазовые переходы вблизи состояний кипения и конденсации и фазовые переходы в критических областях.
Поглощение в насыщенной пористой среде при критическом состоянии флюида качественно можно объяснить следующим образом:
- Изменение физических параметров жидкостей в околокритическом состоянии - сильное увеличение ее сжимаемости, уменьшение температуропроводности и поверхностного натяжения должны приводить к увеличению поглощения низкочастотных колебаний в насыщенной пористой среде, связанного с вязко-инерционным и термо-упругим взаимодействием скелета и флюида.
- Для самого флюида характерны сильная нелинейность, высокое поглощение, значительное уменьшение скорости и ее дисперсия.
В двухфазных флюидах явления массообмена между фазами при распространении волны, также резко уменьшают скорость, вызывают дисперсию и увеличивают поглощение. Поглощение, связанное с массообменом на низких частотах на порядок превышает поглощение в газожидкостных смесях. Скорость на низких частотах мала и растет пропорционально корню квадратному из частоты. Эти фазовые состояния в термобарических условиях осадочной толщи характерны для смесей углеводородов. Вода, в отличие от УВ, в окружающих залежи осадках не может находиться в таких фазовых состояниях и, следовательно, механизмы массообмена и фазовых переходов вне залежи отсутствуют. Эффекты, связанные с фазовыми переходами в воде, могут увеличивать поглощение и уменьшать скорости волн только при больших глубинах в земной коре, а также при исследованиях вблизи гидротермальных источников.
Таким образом, процессы, связанные с особенностями фазового состояния углеводородов в пластовых термобарических условиях могут приводить к повышенному поглощению, изменениям скоростей, акустической жесткости и появлению дисперсии скорости в сейсмическом диапазоне частот. В сейсмическом частотном диапазоне возможны и другие механизмы поглощения в УВ флюиде, например, связанные с механохимическими и другими процессами.
|
|
|
