Метод расчета
В данной работе использовались системы уравнений для линейно-упругой и акустической среды [2].
В расчетах использовался сеточно-характеристический метод [3], который позволяет строить корректные численные алгоритмы при расчете точек на границах, а также точек, которые лежат на поверхностях раздела двух сред с разными плотностями. Модели считались с помощью схемы Русанова 3-го порядка точности.
Результаты численного моделирования
Моделировалось распространение сейсмических волн сквозь слоистую структуру грунта для двумерного случая. Базовая модель состояла из 9 геологических слоев: воды, ила, трех слоев влагонасыщенного песка, трех слоев глины и нефтесодержащего слоя. Модели для 2-го, 3-го и 4-го года расчета дополнительно включали в себя газовые карманы. Схематичное изображение 4-х моделей представлено на рис. 1.
Рис.1 Схематичное изображение расчетных моделей.
На рис.2 изображена волновая картина в момент времени 0,65 с. для модели 3-го года расчета. Хорошо видны волновые отражения от различных геологических слоев и газовых карманов.
Рис. 2. Волновая картина для модели 3-го года при t = 0,65 с.
На рис. 3 представлены разности волновых картин для 2-го, 3-го и 4-го года расчета с 1-м годом. Данные разности представляют собой отражения непосредственно от газовых карманов. На волновых картинах из рис. 3 сейсмические отражения от газовых карманов приближаются к поверхности воды на 4-й года расчета (рис. 3в), что грозит скорым выбросом газа в атмосферу. Следует предпринять дальнейшие меры по избежанию разрушительных последствий от такого выброса.
Рис. 3. Волновые картины сейсмических откликов от газовых карманов.
Выводы
Было проведено моделирование распространения сейсмических волн сквозь слоистую структуру грунта области газонасыщенного песка с течением времени. Получены волновые картины откликов от различных геологических слоев. Показано приближение газонасыщенных осадков к поверхности водного пространства на 4-й год расчета, что грозит скорым выбросом газа в атмосферу. Результаты моделирования показывают хорошую согласованность с реальными исследованиями на акватории Мирового океана. Данный метод расчета распространения сейсмических волн через газонасыщенные породы может быть в дальнейшем использован перед проведением реальных геологоразведочных работ на акватории Мирового океана с целью своевременного принятия мер во избежание выбросов газа в атмосферу.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 16-01-00001 а.
Keywords: Arctic, gas pocket, oil and gas fields, offshore production, free gas deposits
