Исследование особенностей трещиноватых зон путем полноволнового численного моделирования

Изложены этапы и результаты исследования особенностей волновых процессов в нефтеносных трещиноватых зонах путем применения анализа пространственных динамических картин (wave patterns), полученных в результате суперкомпьютерного моделирования сеточно-характеристическим методом. Полноволновое моделирование нередко используется в геофизике для построения синтетических сейсмограмм и как часть решения обратных задач. В данной работе продемонстрировано, что путем анализа самих рассчитанных пространственных динамических волновых полей можно получать выводы, которые в дальнейшем могут быть использованы при проведении геофизических исследований. Предложенный метод анализа волновых картин упрощает изучение динамики различных типов волн по сравнению с методами анализа и интерпретации сейсмограмм и при этом более точен, чем лучевой метод (геометрическое приближение). Были рассмотрены три вида трещиноватых кластеров: "Сплошные", "Прерывистые" и "Шахматные". В результате исследований был получен ряд характерных закономерностей, например, зависимость угла рассеяния сейсмических волн от используемой частоты источника и геометрических особенностей расположения трещин в кластере и зависимость от частоты источника траектории и скорости движения точки отрыва продольной головной волны от поперечной волны. Эти зависимости впоследствии могут быть использованы для разработки более эффективных способов сейсмической разведки углеводородов и изучения трещиноватых зон, например, для подбора оптимального оборудования и метода сейсмической съемки. Кроме того, в работе показана важность изучения пространственных динамических волновых картин при разработке и тестировании численных методов, контактных и граничных условий, в том числе, неотражающих. Также в работе предложен подход построения нелинейной шкалы, позволяющей одновременно анализировать пространственные динамические волновые процессы, в которых амплитуды волн отличаются более чем в 20 раз.