Связь микросейсмичности с флюидодинамическими явлениями.

определения положения трещин гидроразрыва пласта.
Пороупругость и микросейсмичность

Лекция 4

групп сейсмических событий
a) Soultz-sous-Forets
experiment, 1993
b) Fenton Hill
experiment, 1983
Примеры облаков сейсмических

событий в экспериментах по инжекции жидкости

деформирующейся среде используются уравнения непрерывности импульса и массы без учета

инерции.
При наиболее простом варианте (по В.Н. Щелкачеву) скоростью относительного смещения твердой фазы пренебрегают и предполагают пропорциональность изменения пористости среды и плотности флюида изменению давления


где α – коэффициент сжимаемости пор, p0 – начальное пластовое давление, β2 – коэффициент сжимаемости флюида. В линейном приближении


Уравнение называется уравнением упругого режима или (по аналогии с уравнением теплопроводности) уравнением пьезопроводности, а коэффициент χ носит название коэффициента пьезопроводности

горного давления (гипотеза Г.И. Баренблатта и А.П. Крылова): “Предположим, что

давление на кровлю пласта остается постоянным во времени… Пренебрегаем перераспределением касательных напряжений в пористой среде, вызываемых перераспределением давления в жидкости, т.е. будем считать, что изменение давления компенсируется изменением нормальных напряжений”.


Для нормальных компонент

фаз



Применяя операцию дивергенции

отрезке в виде функционального ряда (Метод Фурье).

stress sensors

I
n
l
e
t
O
u
t
l
e
t

















































8
2






Acoustic emission
transducers

Ultrasonic transmitter















































































































1000

MPa
P-wave velocity 2470 m/s
S-wave velocity 1200 m/s
Crashed and pressed rosin

Porosity

8–15%
Unconfined compressive strength 1 MPa – 7 MPa
P- wave velocity
2080 m/s – 2260 m/s
Permeability 1.5 mD – 50 mD

Registration of acoustic emission: 12 channels, 750 kHz.
Registration of pore pressure and stresses: 15 channels, 10 Hz.
Time of registration up to 100 seconds.
Working pressure up to 15 MPa.

Pressure conditions

Maximum external pressure 7 МРа
Initial pore pressure 0.1 MPa
Final pore pressure 4 - 6 MPa

Rosin and pebble mixture

Unconfined compressive strength 0.54 Mpa
Permeability 8 mD – 14 mD

porosity, strength, p-wave velocity

points of measurements.

"soft walls" (left plot) and “hard walls” (bottom plot).

injection

of signal obtained
discrimination of acoustic pulses from background noise
processing of

events that were registered by several sensors simultaneously
composition of acoustic events catalogue which includes:

time of event registration
amplitude of event
event coordinate

The catalogues composed were used to obtain the time series of acoustic activity

Event amplitudes recorded by single sensor vs. time

for permeability 15 mD (left) and 5.6 mD (right).

intervals and scaled pore pressure during water injection.
Undrained reservoir.
Permeability

14 mD.

Drained reservoir.
Permeability 11mD.

change of its mean value calculated based on assumption that

pore pressure threshold is distributed under Weibull distribution (blue line) or Gausian error function (green line)

can be simulated by assumptions
that the displacement on existent fracture

appears when pore pressure reaches some threshold value;
that threshold value for all fractures in medium is distributed by Weibull distribution.

Modeling acoustic activity, points 50, 230, 410

Experimental pore
pressure vs time, points
50, 230, 410

The shape of modeling activity trends is similar to experimental ones.

Modeling acoustic activity,
points 50, 230, 410

случая сферически симметричного потока к точечному стоку).

интегрирования стокообразного решения:



Проседание поверхности:

Жидкость 2

Турунтаев С.Б. Техногенные процессы в литосфере (опасности и катастрофы).