Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Нелинейные свойства вибросейсмических волновых полей и их использование для прогнозирования коллекторских свойств резервуаров

ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Нелинейные свойства вибросейсмических волновых полей и их использование для прогнозирования коллекторских свойств резервуаров"

На правах рукописи

Шулакова Валерия Евгеньевна

НЕЛИНЕЙНЫЕ СВОЙСТВА ВИБРОСЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛНОВЫХ ПОЛЕЙ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ КОЛЛЕКТОРСКИХ СВОЙСТВ РЕЗЕРВУАРОВ

Специальность 25 00 10 Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук

2 4 МАЙ Ш7

Москва-2007

003060125

Работа выполнена в ООО «Геофизические Системы Данных»

Научный руководитель

доктор технических наук, Жуков Александр Петрович

Официальные оппоненты

доктор физико-математических наук, профессор Виктор Васильевич Калинин

кандидат технических наук, доцент Рыжков Валерий Иванович

Ведущая организация

Институт Физики Земли РАН им. О Ю Шмидта

Защита состоится 23 мая 2007 года в 16 часов на заседании диссертационного совета Д 501 001 64 при Московском государственном университете им MB Ломоносова по адресу 119992, ГСП-2, Москва, Ленинские горы, МГУ, геологический факультет, зона «А», аудитория 308

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке геологического факультета МГУ (ГЗ МГУ, зона «А», 6-й этаж)

Автореферат разослан «23 » апреля 2007 г

Ученый секретарь

диссертационного совета

Б А Никулин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Рост потребностей человечества в углеводородном сырье приводит к необходимости постоянного усовершенствования методов поиска месторождений нефти и газа Разработка новых технологий и методик сейсморазведки, позволяющих повысить достоверность прогнозируемого положения залежей углеводородов (УВ), остается наиболее актуальной проблемой для исследователей

Развитие сейсморазведки, происходящее за счет увеличения объема регистрируемой информации, усовершенствования технических и программных средств, становится все менее эффективно, так как увеличение затрат опережает прирост информативности

Дополнительную информацию можно также получить за счет усложнения и уточнения принятой с момента возникновения сейсморазведки линейно-упругой модели геологической среды, а именно за счет учета различных типов волн, анизотропии, поглощения, рассеяния на неоднородностях Следуя этому пути развития, сейсмические методы сталкиваются с рядом явлений, необъяснимых с точки зрения линейно-упругой теории

В результате большого числа исследований было установлено, что пористые, проницаемые, флюидонасыщенные, трещиноватые горные породы проявляют нелинейные свойства Заметим, что все перечисленные характеристики, присущи потенциальным коллекторам нефти и газа. Относительная чувствительность нелинейных компонент сигнала, прошедшего через среду, обладающую вышеперечисленными свойствами, намного превышает чувствительность линейных компонент Таким образом, следуя линейно-упругой теории, мы вынуждены игнорировать дополнительную информацию, характерную именно для залежей УВ

Следовательно, одним из перспективных путей развития сейсморазведки может быть переход к новой модели геологической среды, учитывающей сейсмическую нелинейность залежей нефти и газа Такой подход позволит получать дополнительную информацию о резервуаре

Экспериментальному обоснованию использования нелинейного подхода в сейсморазведке и посвящена настоящая диссертационная работа Этим определяется ее актуальность и значимость для теории и практики сейсморазведки.

В настоящее время выполнен уже достаточно большой объем работ по исследованию нелинейности реальной геологической среды Существует ряд как теоретических, так и лабораторных работ Но, как правило, все они направлены на решение проблемы о линейности-нелинейности среды вообще, а не в приложении к конкретным геологическим объектам

Целью работы явились направленное исследование уровня нелинейных эффектов при наличии в нижнем полупространстве залежей УВ, определение связи между полученным сейсмическим откликом и свойствами резервуара, а также исследование возможности применения зарегистрированных нелинейных эффектов при прогнозировании и разведке месторождений

Объектом исследования настоящей работы являются нелинейные сейсмические эффекты, возникающие в реальной геологической среде при исследовании ее вибросейсмическим способом Основные задачи

В соответствии с целевым назначением, задачи работы сформулированы следующим образом

1 Научное обобщение предыдущих исследований нелинейности геологической среды;

2 Обработка данных специальных полевых экспериментов по возбуждению и регистрации нелинейных компонент вибросейсмических полей на нефтеносных участках,

3 Изучение нелинейных эффектов, возникающих в реальной геологической среде, в присутствии в нижнем полупространстве залежей УВ

- при одновременном возбуждении пар монохроматических сигналов,

- при изменении амплитуды в источнике,

- при сейсмическом профилировании на волнах кратных и комбинационных частот,

4. Оценка возможности применения нелинейных эффектов в задачах прогнозирования залежей УВ и, на этой основе, составление прикладных методик

Основные защищаемые положения:

1 Вибросейсмические поля проявляют нелинейные свойства, преимущественно связанные с многокомпонентными, пористыми, проницаемыми, флюидо-насыщенными горными породами - коллекторами УВ Уровень нелинейных эффектов достаточен для регистрации с помощью стандартных вибросейсмических полевых технических комплексов

2 Существует корреляционные связи между положением залежей в нижнем полупространстве и их коллекгорскими свойствами с одной стороны и такими фундаментальными проявлениями нелинейности, как возникновение волн комбинационных частот (суммарных и разностных), кратных гармоник, отсутствием линейной связи между амплитудой волн в источнике и откликом среды с другой стороны,

3 Использование перечисленных нелинейных свойств позволяет построить технологию определения свойств резервуаров на различных стадиях изучения месторождения

Научная новизна

В результате выполненных исследований получены следующие новые результаты

- Проведено аналитическое обобщение нелинейных явлений, возникающих в процессе возбуждения волн вибрационными источниками колебаний,

- Установлено наличие связи между возникновением нелинейных компонент волновых полей и присутствием в разрезе скоплений УВ,

- Впервые экспериментально показана возможность применения нелинейных явлений для целей разведки месторождений УВ

Практическая значимость

Результаты теоретических и экспериментальных исследований могут служить основой для развития сейсморазведки и повышения ее геолого-экономической эффективности

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались на следующих геофизических конференциях VI, VII и VIII Международных научно-практических конференциях «Геомодель», Геленджик, Россия, 2004, 2005 и 2006 г, на 68-ой конференции и выставке EAGE, Вена, Австрия, 2006 г, на 76-ом ежегодном собрании

членов SEG, Новый Орлеан, Америка, 2006 г, на международной конференции и выставке «Samt-Petersburg - 2006" SEG/EAGE/БАГО, Санкт-Петербург, 2006 г, на IX Геофизических Чтениях им В В Федынского, Москва, Россия, 2007 г, на Всероссийской конференции «Фундаментальный базис новых технологий нефтяной и газовой промышленности», Институт Проблем Нефти и Газа РАН, Москва, 2007г, на XIV международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов - 2007», Москва, 2007, на 69-ая конференция и выставка EAGE, Лондон, Великобритания, 2007 г

По теме диссертационной работы опубликовано 2 статьи и одна статья находится в печати

Структура диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы Материалы диссертации изложены на 116 страницах машинописного текста, проиллюстрированы 30 рисунками Список литературы содержит 115 наименований, в том числе 25 на иностранных языках Благодарности

Автор выражает глубокую признательность своему научному руководителю доктору технических наук Жукову Александру Петровичу за постановку задачи и предоставленную возможность проведения экспериментальных работ

Автор благодарен своему научному со-руководителю кандидату физико-математических наук Логинову Константину Ивановичу за постоянную поддержку, внимание и неоценимую помощь при выполнении работы

Автор искренне признателен доктору технических наук Шнеерсону Михаилу Борисовичу за ценные советы и консультации при написании работы

Особую благодарность автор выражает своим родителям, без моральной поддержки которых данная работа не была бы написана

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении кратко излагается состояние проблемы, обосновывается актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи исследований, отмечена практическая значимость и научная новизна работы, указаны объем и структура диссертации

Глава 1. Состояние проблемы. Предпосылки исследования нелинейных эффектов в геологической среде в присутствии залежей УВ

В первой главе приведен обзор теоретических и экспериментальных исследований нелинейных эффектов, возникающих в реальной геологической среде. Дано описание различных видов нелинейности, рассмотрен ряд физико-математических моделей среды, объясняющие ее нелинейность Приведены основные уравнения линейной и нелинейной теории распространения волн, дан анализ истории развития нелинейного подхода, его современного состояния и обоснованы цели и задачи диссертационной работы

Линейно - упругое приближение, положенное в основу традиционной сейсморазведки, уже давно не удовлетворяет потребностям развития новых методов изучения земных недр сейсмическим способом Альтернативным путем развития сейсморазведки является создание методов, базирующихся на принципиально новых физических моделях реальных сред, учитывающих сейсмическую нелинейность коллекторов нефти и газа

Обратимся к опыту более ранних работ и выделим результаты, позволяющие точнее и полнее сформулировать задачи и пути настоящего исследования

Впервые теория распространения сейсмических волн в пористых средах с упругим скелетом и вязким заполнителем была предложена в 40-х годах Я И Френкелем Впоследствии она была развита и дополнена в работах М А Био

Достаточно полный и комплексный анализ процессов, протекающих в насыщенных проницаемых средах, сделан В Н Николаевским. Разработанная им обобщенная теория распространения упругих волн получила в литературе название теории Френкеля - Био - Николаевского В последующие годы она интенсивно развивалась и дополнялась

Однако в ней не учитывался ряд нелинейных проявлений реальной геологической среды (неравномерности фильтрации жидкости в поровом пространстве, возможного взаимодействия волн) Совпадения с экспериментом либо отсутствовали вовсе, либо были очень неоднозначными

Важнейшим положением этой теории для данной работы является утверждение о возникновении в многофазной среде особых, дополнительных к обычным продольным и поперечным, колебаний Способность среды генерировать колебания

говорит о ее сейсмической активности, а активность - одно из непременных свойств нелинейных сред, следовательно, переход к нелинейности, как к базовой парадигме -один из перспективнейших путей развития теории.

Из элементарной теории нелинейной акустики следует, что в акустически-нелинейной среде должны возникать волны кратных, комбинационных (суммарных и разностных) частот и не выполняться принцип пропорциональности.

Однако классическая акустика описывает волновые поля в средах без сдвиговых деформаций Чтобы перейти к геологическим средам необходимо рассматривать теории распространения волн в твердых телах, например, базирующиеся на пятиконстантной теории упругости Свойства изотропного твердого тела во втором приближении определяются в этих теориях пятью постоянными, из которых две являются линейными - это константы Ламе - модули всестороннего сжатия и сдвига, а три - нелинейными

Так, например, на базе пятиконстантной теории А В Николаевым, В В Кузнецовым, О Б Хаврошкиным, И А Бересневым, Г М Шалашовым, Б Я Гуревичем и др показана возможность выхода достаточно интенсивного направленного излучения волн разностных частот на дневную поверхность и доказано количественно, что это излучение может нести информацию о вполне определенном участке геологического разреза Взаимодействие продольных волн в силу этих особенностей может быть использовано для исследовательских работ

АЛ Литвин и ИД Цванкин изучали процессы отражение и преломления плоских волн на границе линейной и нелинейной упругих сред Экспериментально было доказано, что отношения модулей упругости третьего порядка к модулям упругости второго порядка варьируются от десятков для однородных материалов до десятков тысяч для реальных горных пород Показано, что благодаря перепаду модулей третьего порядка на границах раздела в линейно-упругой среде возникают плоские отраженные продольные и поперечные волны, подчиняющиеся закону Снеллиуса

Результаты ряда исследований (например. Сибиряков Б П, Корнеев В и др ) в области нелинейной сейсмики показывают, что наиболее ярко нелинейные сейсмические эффекты должны проявляться в микронеоднородных, многокомпонентных, трещиноватых горных породах

В большинстве работ выделяются исходные, начальные причины нелинейности нелинейность уравнений теории упругости, реальные физические свойства геологических сред (например, отклонения закона Гука от линейного), особенность конструкции вибрационных источников сейсмических колебаний и способов передачи нагрузок среде

Нелинейность, связанную с точным выражением тензора деформаций, принято называть геометрической

Нелинейность, присущую обобщенному закону Гука, т е обусловленную нелинейной зависимостью напряжений и деформаций, называют физической Этот тип нелинейности непосредственно связан с такими характеристиками горных пород, как неоднородность, трещиноватость, пористость, водо-нефте-газонасыщенность и с особенностями поведения реального материала при деформировании Экспериментальными исследованиями установлено, что физическая нелинейность играет определяющую роль в формировании сейсмических волновых полей в реальных средах

К механической нелинейности отнесены явления, возникающие при взаимодействии рабочей плиты вибратора с грунтовым полупространством.

Нас интересуют физические свойства реальных сред и их влияние на нелинейные эффекты, поэтому в дальнейшем мы будем рассматривать только физический вид нелинейности, выделяя его проявления в регистрируемых волновых полях

Несомненным достоинством процитированных выше работ является то, что в них развит физико-математический аппарат предсказания нелинейных сейсмических свойств в геологических средах и показано, что для них справедливы основные закономерности общей нелинейной акустики

1 В коэффициентах степенных рядов решений волновых, уравнений появляются вторая и выше степени исходной амплитуды, те сигнал, прошедший через среду нелинеен относительно амплитуды в источнике

2 В нелинейном процессе в геологической среде кроме исходной частоты а появляются еще и кратные ей частоты 2 ю, 3 ю.

3 Если исходный сигнал включает набор частот, например, [вшш^ + втсо^], (»1>со2, то в среде возникают еще и частоты (М|-ю2) и (сй1+ю2) Это так называемые комбинационные частоты или волны взаимодействия.

Однако параметры, которыми аппроксимируются свойства среды, в том числе упругие модули высших порядков, не всегда однозначно «привязаны» к каким-либо конкретным и важным с практической точки зрения свойствам этих сред Для того, чтобы наполнить теорию реальным геологическим смыслом, необходимо ее экспериментальная проверка

Эксперименты, направленные на проверку принципа сейсмической суперпозиции (ПСС), утверждающего, что два малых колебания, приходящие в одну точку среды, накладываются друг на друга без нелинейного взаимодействия, показали, что, в действительности волны в реальной геологической среде взаимодействуют Так, например, волны комбинационных частот впервые наблюдались Роллингсом в 1964 году В последствии их существование фиксировали Зарембо и Красильников в 1971 г, Джонсон и Шанклэнд в 1987, 1989, Николаев А В , Береснев И А , Соловьев В С , Гуревич Б Я , Гущин В В , Шалашов Г М , Робсман В А и многие другие

Группа экспериментов, направленная на проверку принципа сейсмической пропорциональности (ПСП), утверждающего, что при увеличении мощности источника происходит пропорциональное увеличение амплитуды колебаний в различных точках регистрации, так же показала его несоблюдение В действительности же, проявление нелинейных эффектов должно зависеть от амплитуды волны, возбуждаемой вибратором Следовательно, изменение сигнала в приемнике непропорционально увеличению сигнала в источнике В результате экспериментов, проведенных ИФЗ РАН под руководством Николаева А В , было заключено, что с ростом мощности излучения происходит процесс насыщения амплитуды регистрируемого сигнала, увеличение мощности приводит к опережающему росту кратных гармоник

Для количественной характеристики физической нелинейности твердых тел вводят величину, называемую параметром нелинейности Он может быть выражен

следующей формулой' К = /л>(—), где р - плотность, Ду - изменение скорости, АР -

АР

изменение давления

В этом выражении отражен тот факт, что степень зависимости местной скорости продольной волны от прилагаемого к середе напряжения является фактором, однозначно определяющим величину параметра нелинейности Это понятно, т к, чем сильнее эта зависимость, тем больше отличаются друг от друга скорости волны в зонах сжатия и разрежения, и, следовательно, тем сильнее ее нелинейные искажения В линейной среде этой зависимости не существует

Все оценки параметра нелинейности геологических сред, приведенные в различных исследованиях, сходятся вокруг значений К» 103-104

Процессам нелинейного искажения сейсмических сигналов всегда противостоит диссипация энергии и дисперсия Диссипация энергии стремится снизить нелинейные искажения Количественную оценку соотношения этих факторов проводили в своих работах И А Береснев, А В Николаев и Соловьев В С Из полученной ими оценки следует, что нелинейные эффекты в сейсмической волне могут успешно конкурировать с диссипативными факторами и нарастать до ощутимых величин

Итак, количественный анализ известных экспериментальных фактов и общих представлений о состоянии и структуре геологической среды на разных глубинах приводит нас к выводу о том, что нелинейные явления должны оказывать значительную роль в формировании сейсмических волновых полей

Существует множество моделей, объясняющих регистрацию нелинейных эффектов Среди них самые известные модели - это

1 Модели, учитывающие фазовые переходы газ - жидкость - газ в насыщающих горную породу флюидах при распространении в них слабых возмущений

2 Модели, учитывающие нелинейный характер деформации трещинных сред

3 Концентрация напряжений на границах зерен и возникновение внутренних осцилляций в неоднородных средах

4 Модели, учитывающие, рассогласованное движение скелета и флюида в поле сейсмических волн и возникающие при этом дополнительные силы

Все из перечисленных выше моделей и ряд других имеют право на существование Однако ни одна из них не может сама по себе объяснить весь комплекс наблюдаемых нелинейных явлений Важно отметить то обстоятельство, что

все эти модели так или иначе базируются на микронеоднородности, многофазности, проницаемости изучаемой среды, что и делает перспективным использование нелинейных эффектов в сейсморазведке при поиске месторождений УВ Выводы:

В результате обзора теоретических и экспериментальных исследований было установлено, что реальная геологическая среда может проявлять нелинейные свойства Определены основные проявления нелинейности реальной геологической среды генерация гармоник, генерация волн комбинационных частот, непропорциональное изменение сигнала в приемнике при увеличении сигнала в источнике

Уровень зарегистрированных нелинейных эффектов достаточно высок Параметр нелинейности, определенный в различных экспериментах, имеет значения 103-104 На величину нелинейных эффектов влияет присутствие пор, разуплотненных зон, трещин, флюидонасыщенности

Вместе с тем выявлена общая практически для всех работ направленность на доказательство «теоремы существования», те на решение вопросов о линейности/нелинейности среды в целом

Отсутствовали специальные исследования нелинейности в присутствии резервуаров нефти и газа, хотя и было неоднократно указано как в теоретических, так и в экспериментальных работах, что уровень нелинейных эффектов особенно высок в пористых, проницаемых, флюидонасыщенных средах

Подобные направленные исследования позволили бы получать дополнительную информацию о породах-коллекторах, повысить достоверность и эффективность прогноза залежей УВ сырья

Поэтому целью этой работы явилось восполнение отсутствующих исследований, а именно, исследование нелинейных эффектов на различных месторождениях УВ, на основе постановки и проведения комплекса полевых работ

Для подобных полевых экспериментов необходим источник колебаний, позволяющий генерировать различные по форме, амплитуде, длительности и спектральному составу сейсмические сигналы Сигналы должны быть строго устойчивыми и контролируемыми Всем перечисленным требованиям удовлетворяет

виброисточник, поэтому в качестве базовой методики полевых исследований была выбрана вибрационная сейсморазведка

Глава 2. Экспериментальное исследование амплитуд волн кратных и комбинационных частот при возбуждении двух различных монохроматических сигналов двумя группами вибраторов

Вторая глава посвящена описанию экспериментального исследования амплитуд волн кратных и комбинационных частот при возбуждении двух различных монохроматических сигналов двумя группами вибраторов приведена методика эксперимента, обработка, результаты Так же во второй главе содержится краткая геолого-геофизическая справка о районах работ

Методика работ заключалась в одновременном возбуждении двух моночастотных сигналов ^ и двумя вибраторами (группами вибраторов), находящихся на различных расстояниях друг от друга и в разных точках профилей На разных участках изменялись число, марка и порядок расстановки и перемещения вибраторов на профиле

Обработка проводилась в программе «МАТЪАВ»

Задачи экспериментов 1) проверка возможности регистрации нелинейных эффектов стандартными техническими средствами вибрационной сейсморазведки, 2)

определение выраженности нелинейных компонент вибросейсмических волновых полей, 3) отделение нелинейных искажений поля, возникающих в дальней зоне от тех, что связаны с нелинейностью вибраторов или с нелинейностью ближней зоны, как зоны больших значений волнового давления и смещения частиц, 4) оценка связи нелинейных эффектов с углеводородсодержащими объектами

В соответствии с поставленными задачами для решения вопроса о существовании нелинейных компонент волнового поля анализировались амплитудно-частотные спектры отклика среды на генерацию двух моночастотных колебаний

Рис,1. Характерный спектр волнового поля при возбуждении двух монохроматических сигналов - 33 и 45

Качественная оценка подобных колебаний показывает, что в спектре кроме основных частот присутствуют и комбинационные частоты, вторые и даже третьи гармоники (рис. 1) Проведенная количественная оценка показала, что амплитуды нелинейных компонент поля могут в 1 5 - 4 раза превышать фон и быть только в 5 - 6 раз слабее основных, возбуждаемых частот

Выраженность нелинейных компонент поля для разных экспериментов различна Так, например, по второму участку нелинейные компоненты поля превосходят по амплитуде свои аналоги для первого участка Возможно, это связано с тем, что на втором участке каждую моночастоту возбуждал не один, а два вибратора

Для ответа на вопрос - что является причиной нелинейности система вибратор-грунт и ближняя зона или глубинные слои земной коры были проанализированы изменения амплитуд вдоль профиля при различном расположении

источников

Сначала исследовалось изменение амплитуд при расположении источников рядом друг с другом В целом для всех четырех частот (Гь 2^, {2, f2) наблюдалось нормальное затухание амплитуд сигналов по мере удаления от источников Однако на фоне нормального затухания на разностной и суммарной частоте выделялась зона повышенных значений, соответствующая зоне относительного понижения амплитуд основных и кратных частот

Объяснить это можно перераспределением энергии основных частот в комбинационные на рис 2 сопоставлены суммы амплитуд волн комбинационных частот с суммами амплитуд возбужденных колебаний Отчетливо отмечаются две противоположные тенденции - для части пунктов приема (Ш1) ослаблению основных частот линейно соответствует ослабление суммарных и разностных, для другой части ПП наоборот - при ослаблении возбужденных частот, комбинационные усиливаются Для окончательного решения вопроса происхождения комбинационных волн, достаточно разнести виброгруппы, возбуждающие разные моночастоты на большое

73\ >]* *

+ Т

^ ж + *

жг*?

.ж '

-

¿3 ¿4 К 1оагА(22+Л Гц}

Рис. 2. Зависимость амплитуд волн комбинационных частот от амплитуд возбуждаемых сигналов для одноименных ПП.

расстояние друг от друга, например, на разные концы профиля, тогда говорить о взаимодействии волн в сильном поле ближней зоны уже будет нельзя

В результате сопоставления значений амплитуд волн, зарегистрированных при совмещенном и разнесенном положении вибраторов, получили, что изменение logjA(N)—■ 1 ^гд 1 ^ амплитуд волн разностных и суммарных

частот практически не зависит от расположения виброгрупп аномальные То ¡о im S ш 1бо Nm повышенные значения проявляются на

одних и тех же пикетах Так, на рис 3 представлены графики изменения амплитуд нелинейных компонент поля

при различном положении виброгрупп

Рис. 3. Изменение амплитуд нелинейных

компонент поля при различном (черная линия - обе виброгруппы положении виброгрупп. расположены у правого конца профиля,

серая линия - виброгруппа 22 Гц - у правого конца профиля, 30 Гц - у левого (расстояние между виброгруппами 5400 м)

Все, приведенные выше данные, свидетельствует о том, что «источники» этих колебаний расположены преимущественно не возле вибраторов, а в нижнем полупространстве Кратные компоненты поля ведут себя различно, и если одна из них одинаково затухает при удалении от источника основной частоты, независимо от того, где расположена вторая виброгруппа, то другая кратная компонента ведет себя аномально - она по мере удаления от вибратора сначала затухает, а затем начинает усиливаться, достигая в конце профиля, в среднем, почти тех же значений амплитуд, что и в случае, когда вторая виброгруппа работала у этого конца профиля

Основной вывод - кратные нелинейные компоненты вибросейсмического поля также возникают в самой геологической среде, хотя вклад нелинейности вибраторов и их ближней зоны для них значительней, чем для комбинационных суммарных и разностных частот

Объединим теперь анализ набора нелинейных компонент вибросейсмического поля двух монохроматических источников с анализом их изменения вдоль профилей Для этого представим данные в виде спектрограмм полевых сейсмических записей,

каждая из которых представляет собой набор амплитудно-частотных спектров трасс виброграмм, зарегистрированных на каждом пункте приема профиля (рис. 3).

На фоне помех на спектрограммах выделяются горизонтально вытянутые линии, соответствующие моночастотам, генерируемых вибраторами, и нелинейным составляющим поля - кратным, комбинационным и более сложными производным от этих компонент. Важно то обстоятельство, что интенсивность нелинейных компонент не всегда повторяет интенсивность основной пары моночастот. Так, на рис. 4 кратная 40 Гц, усиливающаяся в центре профиля, «не похожа» на исходную 20 Гц, а кратная 60 Гц более соответствует первичной частоте 30 Гц и имеет максимум у левого края профиля. 10, 70, 80 и 90 Гц имеют максимумы на ПК 310 - 330, а 50 - в правой половине профиля.

Все обсужденные экспериментальные данные свидетельствуют о взаимодействии волн, т. е. о несоблюдении принципа суперпозиции, обязательном в линейном приближении.

*пк, В ходе экспериментов было

замечено, что наиболее интенсивная генерация нелинейных компонент происходит в области У В содержащих структур. Физической гипотезой, объясняющей подобное увеличение амплитуд, может быть следующая: участки разреза, ответственные за

Рис. 4. Пример спектрограммы наблюдаемые аномалии, представляют

волнового поля двух источников собой зоны разуплотнения горных пород.

монохроматических сигналов: 20 и

рц Разуплотнение может возникать в

процессе тектонических деформаций и сопровождаться развитием трещиноватости, уменьшением горного давления -увеличения межзерновой пористости и т.п. Именно такие зоны по данным многочисленных теоретических и экспериментальных исследований проявляют ««линейные сейсмические свойства.

Но не любая «нелинейная» волна несет однозначную информацию о разрезе. Для практического применения информативными считались те компоненты, у

которых средняя амплитуда волны хотя бы вдвое превышала фоновые значения своей спектральной окрестности, отсутствовала корреляция между изменением амплитуды вдоль профиля нелинейной компоненты и основной частоты Использовались данные по не менее чем трем физнаблюдениям, Предпочтение отдавалось волнам комбинационных частот, т к возникновение кратных может более определяться свойствами ближней зоны источников, чем характеристиками среды Выводы:

Проведены специальные полевые эксперименты на трех различных месторождениях УВ по регистрации отклика среды при возбуждении двух монохроматических сигналов и обработаны их результаты

Изучены амплитудные характеристики основных частот, кратных гармоник и волн комбинационных частот

В результате исследования установлено, что в реальной геологической среде возникают комбинационные частоты и волны гармоники Ответственными за их возникновение являются глубинные слои земной коры Сопоставления кривых амплитуд нелинейных компонент поля со структурой поверхности потенциально-нефтеносных блоков горных пород показывает, что между ними существует тесная корреляционная связь Как было сказано выше, это является следствием наличия разуплотненных зон под сводами антиклинальных структур - потенциальных коллекторов УВ

Методика экспериментов с возбуждением двух монохроматических сигналов может стать основой для прогнозирования в нижнем полупространстве структур, которые, в принципе, могут содержать УВ Учитывая малый объем необходимых для этого физических наблюдений (3-5 на профиле), подобная методика особенно перспективна на поисковой стадии развития

Глава 3 Экспериментальное исследование зависимости амплитудного отклика среды от амплитуды в источнике

В третьей главе представлена методика, обработка и результаты экспериментального исследования зависимости амплитудного отклика среды от амплитуды в источнике

Методика полевых работ заключалась в возбуждении одним вибратором линейно-частотно-модулированный (ЛЧМ) свип-сигнала П-Гг Гц в различных точках

профиля при разной нагрузке на плиту вибратора, или при синхронной работе разного количества вибраторов. Этим достигалось разнос по амплитуде зондирующее воздействие.

Предварительная обработка состояла в коррелировании всех полученных виброграмм с одним и тем же синтетическим свипом, специальной полосовой фильтрации. Все параметры обработки, включая регулировку усиления, оставались строго постоянными для виброграмм всех режимов возбуждения.

Эксперимент базировался на утверждении, что, если при одном и том же увеличении амплитуды колебаний в источнике, амплитуды, зарегистрированные в двух фиксированных точках или областях среды, меняются в разной пропорции, по крайней мере, одна из областей сейсмически нелинейна, поэтому предметом исследования являлись зависимости амплитуды отклика в среде от амплитуды в источнике.

На рис, 5 приведен

пример сейсмограмм

отраженных волн,

полученных указанным

выше способом для двух

Рис, 5. Пример сейсмограмм отраженных воли, режимов вибровоздействия полученных для двух режимов вибровоздействня - _ ^ 90%

при 50% (а) и 90% (0) нагрузки на плиту вибратора

соответственно, соответственно. На

сейсмограммах выделяются годографы отраженных волн, соответствующие основным опорным горизонтам для данной площади. Годограф отраженных от пермского горизонта (Р) волн начинается на времени = 350 мс и заканчивается на

Для

времени ~ 1075 мс. тульского горизонта (С^!) соответственно; 570 - 1280 мс. На сейсмограммах отчетливо видны соответствующие оси синфазности. Анализ

Рис. 6. Изменение отношения амплитуд

отраженных волн при изменении амплитуды в сейсмограмм показывает, что

кинематика волнового поля не

источнике.

зависит от амплитуды в источнике, а амплитуды для разных участков профиля при изменении сигнала в источнике меняются в разной пропорции. На рис. 6 приведены изменения значения отношений интенсивности амплитуд по тульскому горизонту к интенсивностям амплитуд по пермскому горизонту вдоль профиля для всех 5-ти режимов работы вибраторов. Если бы здесь выполнялись законы линейной акустики, то эти отношения для разных режимов везде совпадали бы. Они и совпадают в пределах точности эксперимента - но только на отдельных участках профиля. На других участках отношения увеличиваются с увеличением интенсивности исходного вибросигнала. Примечательно, что зона несовпадения - ПК 310-365 - соответствует куполу нефтеносной структуры, а одна из локальных зон "линейности" - в районе ПК 375 -385 соответствует проекции на профиль непродуктивной скважины.

Подобная ситуация наблюдается и на других участках. Рассмотрим, например, рис. 7. Здесь представлены изменения отношения амплитуд волн, претерпевших отражения в отложениях нижнего карбона (А(С^1)) и верхнего девона (А(03кп)) к амплитуде отражения от верейского горизонта среднего карбона (А(Сг^)) при разной

амплитуде в источнике. Так на рис. 7а изображены два графика: представляющие собой отношения

А(С,й)/А(С2Уг) при

максимальной амплитуде

сигнала, т.е. при генерации сигнала четырьмя

вибраторами, и при минимальной амплитуде сигнала - генерации сигнала одним вибратором. На рис. 76 - представлены графики отношений Л(П3кп)/А(СгУг) при максимальной и минимальной амплитуде сигнала.

В случае линейной среды эти пары графиков как на верхнем, так и на нижнем рисунке совпадали бы. Расхождение значений свидетельствует о нелинейности среды.

На рис. 7а выделяются две зоны расхождения значений: первая центральная зона (1500-3800 м) и вторая зона, в правой части профиля (4250-5250 м). По данным стандартной сейсморазведки и бурения границы залежи - 2000-3500 м и 4200-5300 м,

17

Ш I

—■—

ь.

А

1

'* * • ; : ! ~ 1 ' - -'__I—

Рис. 7. Изменение отношения амплитуд волн, претерпевших отражения в отложениях СИ] (а) н ОЗкп(б) к амплитуде отражения от горизонта С1уг при разной амплитуде в источнике.

Таким образом, аномальное расхождение значений в конце профиля практически точно совпадает с границами залежи нефти, а в центральной части немного шире разведанного контура залежи слева на 500 м и справа на 300 м

На рис 76 также выделяются зоны расхождения значений 100-730 м, 18002860 м и 4700-5250 м Данные бурения по девонским отложениям отсутствуют, поэтому все полученные аномалии носят прогнозный характер Две из них -центральная и крайняя правая лежат в пределах потенциально нефтеносных структур Крайняя левая аномалия слабо выражена, те имеет небольшую амплитуду, и ее природа остается неясной Вывод:

Проведены специальные полевые эксперименты по регистрации отклика среды при изменении амплитуды воздействия на двух различных месторождениях УВ и обработаны их результаты

Изучены зависимости амплитуды отклика среды от амплитуды в источнике В результате исследования установлено, что сейсмические волновые поля в реальных геологических средах нелинейны по признаку нелинейности между амплитудами возбужденного и зарегистрированного сигнала Сопоставление с данными бурения показывают, что этот вид нелинейности более всего контролируется нефтенасыщенностью коллекторов и может служить индикатором нефтенасыщенности

Глава 4. Экспериментальные исследования волн кратных и комбинационных частот при профильных работах

Четвертая глава содержит описание методики, обработки и результатов исследования волн кратных и комбинационных частот при профильных работах при возбуждении свип-сигнала и моночастоты

4 1 Исследование волн комбинационных частот при возбуждении ЛЧМ свип-сигнала и моночастотного сигнала двумя различными группами вибраторов

Методика полевых работ заключалась в одновременном возбуждении ЛЧМ свип-сигнала ^-£2 одним вибратором или группой вибраторов и моночастоты ^ при ^^т другим вибратором на каждом пункте взрыва (ПВ) профиля На разных участках изменялись значения частот {2 , £п, длительности записи и свип-сигнала Расстановка приемников в течение работ не перемещалась

Предпосылкой данного исследования являлся тот факт, что теоретически, флюидонасыщенные, с лож но построенные среды, обладающие большей сейсмической нелинейностью, должны выделяться, в сравнении с основным полем, на разностных И суммарных частотах. Поэтому цель эксперимента состояла в выделении в сейсмической записи волн комбинационных частот. Способом их выделения была корреляции виброграмм с различными свип-сигналами: основным frf2, суммарным (f| + U - (fj+fm) И разностным (f, - fm) - (f2 - fm).

Обработка виброграмм осуществлялась в программе Pro Max 2D/3D и «MATLAB».

В соответствии с поставленной целью выделения в сейсмической записи воля комбинационных частот обработка данных заключалась в построении трех временных разрезов обшей глубинной точки (ОГТ):

- основного - для корреляции виброграмм использовался основной свип,

- суммарного - для корреляции виброграмм использовался суммарный свип,

- разностного - для корреляции виброграмм использовался разностный свип.

Все параметры предобработки оставались одинаковыми для всех трех типов

разрезов. Главным принципом при построении сумм ОГТ было не получение изображений,

оптимальных для дальнейших структурных построений, а максимально возможное

сохранение динамических

характеристик волнового поля для его последующего анализа.

Из анализа всего

экспериментально материала видно, что на разрезах нелинейных частот наблюдается существенная

вариация амплитуд. Причем зоны усиления приурочены к областям с повышенными значениями

Рис. 8. Временные разрезы ОГТ, полученные при корреляции с основный 30-100 Гц (а) и разностным 8-78 Ги (б) синтетическими скипами.

пористости и проницаемости,

Рассмотрим временные разрезы ОГТ, полученные при корреляции полевых виброграмм со свипом основных частот 30-100 Гц (рис. gal и со свином разностных частот 8-78 Гц (рис. 86), Отражение на времени 420 мс (рис. 8а) соответствует верейскому горизонту Civr среднего карбона. В данном районе это непродуктивный горизонт, сложенный платными породами. Интересно отметить тот факт, что на разрезе разностных частот (рис. 86) это отражение отсутствует, в то время как отражения, отвечающие тульскому нефте насыщенному горизонту С ¡ti, выделяются яркими пятнами. Также присутствуют несколько зон повышенных значений амплитуд для отражения, соответствующего кыновскому горизонту D3kn, в пределах отрезков 0,9-1.5 км, 2.2-2.6 км и 2.8-3.5 км. Возможно, эти зоны соответствуют разуплотненным нефтенасыщепным торным породам, Скважинные данные для этого интервала разреза отсутствуют.

Важно отметить, что сам факг получения адекватных суммированных разрезов при корреляции со свипами разностных частот говорит о том, что разностная частота генерируется не в поле поверхностных волн, а в нижнем полупространстве.

Разработано несколько способов представления результатов обработки, с использованием комбинационных частот. Например, можно пересчитывать обычные и «нелинейные» разрезы в разрезы «индикатора кол лекторских свойств» (рис. 9). Идея этой трансформации состоит в следующем: сначала оба разреза выравниваются по модулю амплитуды (в целом или вдоль какого-либо горизонта или участка), затем

находится их разность, результат

i

I осредняется по модулю

— амплитуд в скользящем

£

- временном окне. Такое [ представление подчеркивает

S

г разницу в динамике нелинейных

Рис. 9. Радостный индикатор коллекторе*™ я линейных компонент ПОЛЯ.

свойств, полученный с использованием

пяте™ пятнпгтн!,!* частот. Итак, характерным отличием поля

волн разностных частот от обычного заключается в том, что горизонты, не содержащие проницаемых пород, на нем проявляются значительно слабее, чем пористые и проницаемые.

4 2 Исследование волн кратных частот при возбуждении ЛЧМ свип-сигнала

Для проведения исследований по волнам - гармоникам не требуется постановки специальных полевых работ Вся необходимая информация извлекается в процессе корреляции полевых виброграмм с удвоенным по частоте управляющим сигналом Методика полевых работ повторяла традиционную и заключалась в одновременном возбуждении ЛЧМ свип-сигнала ^^ двумя вибраторами на каждом ПВ профиля На разных участках изменялись значения частот Гг, длительности записи и свип-сигнала Расстановка приемников в течение работ не перемещалась

Из теории известно, что система вибратор - плита вибратора - грунт под плитой сама по себе является нелинейной, т е всегда вместе с колебаниями основной частоты ш, она генерирует волны-гармоники 2со, Зсо и тд Их амплитуда убывает с увеличением кратности В стандартной вибросейсморазведке колебания кратных частот считаются помехой Конструкции вибраторов и методики их применения направлены на максимально возможное снижение амплитуд волн второй и следующих гармоник по сравнению с интенсивностью первой

Во второй главе было показано, что источники волн - гармоник преимущественно располагаются в нижнем полупространстве и приурочены к разуплотненным, терщиноватым, флюидонасыщенным породам Поэтому, в данном случае задача эксперимента состояла именно в выделении в сейсмической записи волн - гармоник с помощью корреляции данных со свип-сигналом, кратным основному

Необходимо отметить, что результат регистрации и выделения волн - гармоник не столь стабилен, как, например, для волн комбинационных частот Это может быть объяснено более сильным затуханием высоких частот в среде

Сопоставление разрезов построенных на нелинейных компонентах поля (как комбинационных, так и кратных) с априорной геолого-геофизической информацией показывает, что эти разрезы в первую очередь несут информацию о величине коллекторских свойств - пористости и проницаемости Выводы.

Проведены специальные профильные работы по регистрации отклика среды при одновременном возбуждении свипа и моночастоты на двух различных месторождениях УВ и обработаны их результаты

При подобном возбуждении сигнала в сейсмической записи выявлены и изучены волны комбинационных и кратных частот

В результате исследования установлено, что пористые, разуплотненные, трещиноватые, флюидонасыщенные горные породы порождают в среде волны комбинационных - суммарных, разностных и кратных частот, что подтверждается возможностью корреляции полевых виброграмм с соответствующими свипами и дальнейшим построением суммированных временных разрезов Более того, проявление вышеуказанных горных пород на этих разрезах выражается в повышенных значениях амплитуд волн нелинейных частот, в то время как аномалии в амплитудах волн основных частот не наблюдаются, либо они в несколько раз ниже

На базе приведенных в данной главе экспериментальных данных возможно построение технологии прогнозирования пористости и проницаемости горных пород

Заключение

В заключении сделаны основные выводы и предложена методика прогнозирования залежей УВ сырья, базирующаяся на результатах экспериментов

1 Вибросейсмические поля проявляют нелинейные свойства, при этом нелинейные эффекты связаны, прежде всего, с многокомпонентными, пористыми, проницаемыми, флюидонасыщенными горными породами

2 Существуют корреляционные связи между положением залежей в нижнем полупространстве и их коллекторскими свойствами с одной стороны и такими фундаментальными проявлениями нелинейности, как возникновение волн комбинационных частот (суммарных и разностных), кратных гармоник, отсутствием линейной связи между амплитудой волн в источнике и откликом среды с другой стороны,

3 Использование перечисленных закономерностей и опытных работ позволило создать технологию прогнозирования фильтрационно-емкостных свойств разреза на основе анализа нелинейных компонент вибрационных волновых полей Методически, технология включает в себя три этапа

1 Прогнозирование положения потенциально - углеводородсодержащей структуры на основе анализа волн комбинационных разностных и суммарных частот, при возбуждении двух монохроматических сигналов

2 Прогнозирование нефтеносности на основе анализа нелинейности амплитуд волн, отраженных от нефтесодержащих объектов, по отношению к амплитуде воздействия

3 Прогнозирование коллекторских свойств на основе анализа разрезов волн комбинационных частот, возникающих при одновременном возбуждении свип-сигнапа и моночастоты Амплитуда волны комбинационных частот коррелируется с величиной коллекторских свойств

Итоговая интерпретация проводится по принципу совпадения результатов трех методов наличие структуры, нефтеносность, хорошие коллекгорские свойства Подобный методический комплекс может быть использован на различных стадиях работы с месторождением - прогнозной, разведочной и доразведочной и при контроле за разработкой

Результаты такой комплексной интерпретации могут быть представлены в виде карт и/или временных разрезов с нанесенными прогнозными областями повышенных коллекторских свойств

В заключение необходимо отметить, что полученные в ходе проведения данных опытно-исследовательских работ результаты обосновывают необходимость продолжения расширенных по объему полевых экспериментов На данном этапе необходимо дальнейшее проведение наблюдений по системам профилей, пересекающих области накопления УВ в разных направлениях Особую ценность приобрели бы наземные наблюдения, дополненные исследованиями методом вертикального сейсмического профилирования хотя бы на одной скважине

По теме диссертации оп> бликованы следующие работы

1 Жуков А П, Харисов Р Г, Хуснимарданов Н М, Шнеерсон М Б , Екименко В А, Логинов К И, Шулакова В Е Исследование возможности применения нелинейных свойств геологической среды при определении фильтрационно-емкостных свойств разреза Тезисы докладов, ч 1, VI Международная Научно-практическая конференция «Геомодель», Геленджик, 2004 г, с 54-56,

2 Жуков А П, Харисов Р Г, Шнеерсон М Б , Екименко В А , Логинов К И, Шулакова В Е Технология прогнозирования фильтрационно-емкостных свойств разреза на основе использования нелинейных компонент вибрационных волновых

полей Тезисы докладов, VII Международная Научно-практическая Конференция «Геомодель», Геленджик, 2005 г, с 114-115,

3 Жуков А П, Шнеерсон M Б, Логинов К И, Шулакова В Е, Харисов Р Г, Екименко В А, Хуснимарданов H M Опыт пространственной локализации углеводородсодержащих объектов по сейсмической эмиссии Тезисы докладов, VIII Международная Научно-практическая конференция «Геомодель», Геленджик, 2006 г, с 47-48,

4 Жуков А П , Логинов К И , Шнеерсон M Б , Шулакова В Е Гармонические и нелинейные компоненты сейсмических вибрационных волновых полей в пористых, трещиноватых, проницаемых, флюидонасыщеных средах Приборы и системы разведочной геофизики, ч 2,2004 г, с 11-13,

5 VE Shulakova, АР Zhukov, Kl Loginov, MB. Shneerson, VA Ekimenko Investigation of Non-Linear Seismic Effects for Hydrocarbons Indication EAGE 68th Conference & Exhibition - Vienna, Austria, 2006, CD-Rom, P053,

6 AP Zhukov, MB Shneerson, КI Loginov, VE Shulakova, VA Ekimenko Application of Non-Linear Seismic Effects for Hydrocarbons Indication SEG/EAGE/EAGO Conference & Exhibition - Saint Peterburg, Russia, 2006, CD-Rom, P022,

7 AP Zhukov, MB Shneerson, КI Loginov, VE Shulakova Technology of hydrocarbon indication and delineation using non-linear seismic effects SEG conference, New Orlean, USA, 2006,

8 Логинов К.И, Шнеерсон M Б Жуков А П, Шулакова В Е Методика локализации залежей углеводородов по данным регистрации сейсмической эмиссии Тезисы ежегодн научн конф IX Геофизические Чтения им В В Федынского, Москва, Россия, 2007 г, с 68-69,

9 Логинов К И, Шнеерсон M Б , Жуков А П, Шулакова В Е, Субгармонические составляющие акустических и сейсмических волновых полей в гидродинамически неравновесных насыщенных проницаемых средах Тезисы ежегодн научн конф IX Геофизические Чтения им В В Федынского, Москва, Россия, 2007 г, с 69,

10 VE Shulakova, А Р Zhukov, К I Loginov, M В Shneerson, V A Ekimenko, R G Kharisov, N M Khusnimardanov, Spatial Reservoir Localization Using Seismic Emission Data, EAGE 69th Conference & Exhibition - London, UK, 2007, CD-Rom, A035,

11 Шулакова В Е Исследование нелинейных явлений, возникающих в геологической среде при вибровоздействии Ломоносов-2007, Тезисы докладов, М 2007,

12 Жуков АП, Шнеерсон МБ, Логинов КИ, Шулакова ВЕ, Харисов РГ, Екименко В А , Хуснимарданов Н М Прогнозирование фильтрационно-емкостных свойств коллекторов на основе использования нелинейных компонент вибрационных волновых полей Технологии сейсморазведки, ч 1, Москва, Издательство ГЕРС, 2005 с 78-86,

13 Шулакова В Е Опыт применения нелинейных свойств углеводородосодержащих геологических сред при сейсмическом профилировании Вест МГУ, сер №4, Геология (в печати)

Отпечатано в отделе оперативной печати Геологического ф-та МГУ Тираж [00 экз Заказ № //

Содержание диссертации, кандидата физико-математических наук, Шулакова, Валерия Евгеньевна

Список иллюстраций.

Введение.

Общая характеристика работы.

Глава 1.

Состояние проблемы, предпосылки исследования нелинейных эффектов в геологической среде в присутствии залежей У В.

1.1 Обзор теоретических исследований.

1.1.1 Теория Френкеля - Био - Николаевского и ее расширения.

1.1.2 Виды и причины нелинейности, способы ее описания.

1.1.3 Уравнения теории упругости.

1.1.3.1 Распространение упругих волн в линейной среде.

1.1.3.2 Распространение упругих волн в нелинейной среде.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Нелинейные свойства вибросейсмических волновых полей и их использование для прогнозирования коллекторских свойств резервуаров"

Актуальность темы

Рост потребностей человечества в углеводородном сырье приводит к необходимости постоянного усовершенствования методов поиска месторождений нефти и газа. Разработка новых технологий и методик сейсморазведки, позволяющих повысить достоверность прогнозируемого положения залежей углеводородов (УВ), остается наиболее актуальной проблемой для исследователей.

Развитие сейсморазведки, происходящее за счет увеличения объема регистрируемой информации, усовершенствования технических и программных средств, становится все менее эффективно, так как увеличение затрат опережает прирост информативности.

Дополнительную информацию можно также получить за счет усложнения и уточнения принятой с момента возникновения сейсморазведки линейно-упругой модели геологической среды, а именно за счет учета различных типов волн, анизотропии, поглощения, рассеяния на неоднородностях. Следуя этому пути развития, сейсмические методы сталкиваются с рядом явлений, необъяснимых с точки зрения линейно-упругой теории.

В результате большого числа исследований было установлено, что пористые, проницаемые, флюидонасыщенные, трещиноватые горные породы проявляют нелинейные свойства. Заметим, что все перечисленные характеристики, присущи потенциальным коллекторам нефти и газа. Относительная чувствительность нелинейных компонент сигнала, прошедшего через среду, обладающую вышеперечисленными свойствами, намного превышает чувствительность линейных компонент. Таким образом, следуя линейно-упругой теории, мы вынуждены игнорировать дополнительную информацию, характерную именно для залежей УВ.

Следовательно, одним из перспективных путей развития сейсморазведки может быть переход к новой модели геологической среды, учитывающей сейсмическую нелинейность залежей нефти и газа. Такой подход позволит получать дополнительную информацию о резервуаре.

Экспериментальному обоснованию использования нелинейного подхода в сейсморазведке и посвящена настоящая диссертационная работа. Этим определяется ее актуальность и значимость для теории и практики сейсморазведки.

В настоящее время выполнен уже достаточно большой объем работ по исследованию нелинейности реальной геологической среды. Существует ряд как теоретических, так и лабораторных работ. Но, как правило, все они направлены на решение проблемы о линейности-нелинейности среды вообще, а не в приложении к конкретным геологическим объектам.

Целью работы явилось направленное исследование уровня нелинейных эффектов при наличии в нижнем полупространстве залежей УВ, определение связи между полученным сейсмическим откликом и свойствами резервуара, а также исследование возможности применения зарегистрированных нелинейных эффектов при прогнозировании и разведке месторождений.

Объектом исследования настоящей работы являются нелинейные сейсмические эффекты, возникающие в реальной геологической среде при исследовании ее вибросейсмическим способом.

Основные задачи:

В соответствии с целевым назначением, задачи работы сформулированы следующим образом:

1. Научное обобщение предыдущих исследований нелинейности геологической среды;

2. Обработка данных специальных полевых экспериментов по возбуждению и регистрации нелинейных компонент вибросейсмических полей на нефтеносных участках;

3. Изучение нелинейных эффектов, возникающих в реальной геологической среде, в присутствии в нижнем полупространстве залежей УВ: при одновременном возбуждении пар монохроматических сигналов, при изменении амплитуды в источнике, при сейсмическом профилировании на волнах кратных и комбинационных частот;

4. Оценка возможности применения нелинейных эффектов в задачах прогнозирования залежей УВ и, на этой основе, составление прикладных методик.

Основные защищаемые положения:

1. Вибросейсмические поля проявляют нелинейные свойства, преимущественно связанные с многокомпонентными, пористыми, проницаемыми, флюидо-насыщенными горными породами - коллекторами УВ. Уровень нелинейных эффектов достаточен для регистрации с помощью стандартных вибросейсмических полевых технических комплексов.

2. Существует корреляционные связи между положением залежей в нижнем полупространстве и их коллекторскими свойствами с одной стороны и такими фундаментальными проявлениями нелинейности, как: возникновение волн комбинационных частот (суммарных и разностных), кратных гармоник, отсутствием линейной связи между амплитудой волн в источнике и откликом среды с другой стороны,

3. Использование перечисленных нелинейных свойств позволяет построить технологию определения свойств резервуаров на различных стадиях изучения месторождения.

Научная новизна

В результате выполненных исследований получены следующие новые результаты:

Проведено аналитическое обобщение нелинейных явлений, возникающих в процессе возбуждения волн вибрационными источниками колебаний;

Установлено наличие связи между возникновением нелинейных компонент волновых полей и присутствием в разрезе скоплений УВ;

Впервые экспериментально показана возможность применения нелинейных явлений для целей разведки месторождений УВ.

Практическая значимость

Результаты теоретических и экспериментальных исследований могут служить основой для развития сейсморазведки и повышения ее геолого-экономической эффективности.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались на следующих геофизических конференциях: VI, VII и VIII Международных научно-практических конференциях «Геомодель», Геленджик, Россия, 2004, 2005 и 2006 гг.; на 68-ой конференции и выставке EAGE, Вена, Австрия, 2006 г; на 76-ом ежегодном собрании членов SEG, Новый Орлеан, Америка, 2006 г; на международной конференции и выставке «Saint-Petersburg - 2006» SEG/EAGE/EArO, Санкт-Петербург, 2006 г; на IX Геофизических Чтениях им.

В.В. Федынского, Москва, Россия, 2007 г; на Всероссийской конференции «Фундаментальный базис новых технологий нефтяной и газовой промышленности», Институт Проблем Нефти и Газа РАН, Москва, 2007г.; на XIV международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов - 2007», Москва, 2007; на 69-ой конференции и выставке EAGE, Лондон, Великобритания, 2007 г.

По теме диссертационной работы опубликовано 2 статьи и одна статья находится в печати.

Структура диссертации

В первой главе приведен обзор теоретических и экспериментальных исследований нелинейных эффектов, возникающих в реальной геологической среде. Дано описание различных видов нелинейности, рассмотрены причины ее возникновения и физико-математические модели среды, объясняющие ее нелинейность. Изложены основные уравнения линейной и нелинейной теории упругости, дан анализ истории развития нелинейного подхода, его современного состояния и обоснованы цели и задачи диссертационной работы.

Вторая глава посвящена описанию экспериментального исследования амплитуд волн кратных и комбинационных частот при возбуждении двух различных монохроматических сигналов двумя группами вибраторов: приведена методика эксперимента, обработка, результаты.

В третьей главе представлена методика, обработка и результаты экспериментального исследования зависимости амплитудного отклика среды от амплитуды в источнике.

Четвертая глава содержит описание методики, обработки и результатов исследования волн кратных и комбинационных частот при профильных работах при возбуждении свип-сигнала и моночастоты.

В заключении сделаны основные выводы и предложена методика прогнозирования залежей УВ сырья, базирующаяся на результатах экспериментов.

Благодарности

Автор выражает глубокую признательность своему научному руководителю доктору технических наук Жукову Александру Петровичу за постановку задачи и предоставленную возможность проведения экспериментальных работ.

Автор благодарен своему научному со-руководителю кандидату физико-математических наук Логинову Константину Ивановичу за постоянную под держку, внимание и неоценимую помощь при выполнении работы.

Автор искренне признателен доктору технических наук Шнеерсону Михаилу Борисовичу за ценные советы и консультации при написании работы.

Особую благодарность автор выражает своим родителям, без моральной поддержки которых данная работа не была бы написана.

Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Шулакова, Валерия Евгеньевна

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Вообще говоря, несмотря на все возрастающий интерес к изучению нелинейных эффектов в геологической среде, исследования, осуществленные как в России, так и за рубежом, пока еще находятся на начальном этапе своего развития. Однако, результаты проведенных и описанных выше полевых экспериментов, направленных на исследование нелинейных компонент (гармонических и комбинационных) вибрационных волновых полей в присутствии залежей УВ представляют собой уникальный материал, открывающий перед современной наукой новые перспективы исследования и прогнозирования фильтрационно-емкостных свойств разреза.

Необходимо еще раз выделить основные следствия этих экспериментов: 1. Вибросейсмические поля проявляют нелинейные свойства, при этом нелинейные эффекты связаны, прежде всего, с многокомпонентными, пористыми, проницаемыми, флюидонасыщенными горными породами.

2 Нелинейность сейсмических характеристик пород - коллекторов проявляется прежде всего в таких фундаментальных свойствах, как: возникновение кратных гармоник, волн комбинационных частот (суммарных и разностных), отсутствие линейной связи между амплитудой волн, прошедших через среду и амплитудой сигнала, возбуждаемого источником. 3. Использование перечисленных закономерностей и опытных работ позволил создать элементы технологии прогнозирования фильтрационно-емкостных свойств разреза на основе анализа нелинейных компонент вибрационных волновых полей. Методически, технология включает в себя три этапа:

1. Прогнозирование положения потенциально - углеводородсодержащей структуры на основе анализа волн комбинационных: разностных и суммарных частот, при возбуждении двух монохроматических сигналов.

2. Прогнозирование нефтеносности на основе анализа нелинейности амплитуд волн, отраженных от нефтесодержащих объектов, по отношению к амплитуде воздействия.

3. Прогнозирование коллекторских свойств на основе анализа разрезов волн кратных и комбинационных частот, возникающих при одновременном возбуждении свип-сигнала и моночастоты. Их амплитуда коррелируется с величиной коллекторских свойств - прежде всего пористостью и проницаемостью горных пород.

Итоговая интерпретация проводится по принципу совпадения результатов трех методов: наличие структуры, нефтеносность, хорошие коллекторские свойства. Подобный методический комплекс может быть использован на различных стадиях работы с месторождением - прогнозной, разведочной и доразведочной и при контроле за разработкой.

Результаты такой комплексной интерпретации могут быть представлены в виде карт и/или временных разрезов с нанесенными прогнозными областями повышенных коллекторских свойств (рис. 5.1).

В заключение необходимо отметить, что полученные в ходе проведения данных опытно-исследовательских работ результаты обосновывают необходимость продолжения расширенных по объему полевых экспериментов. На данном этапе необходимо дальнейшее проведение наблюдений по системам профилей, пересекающих области накопления УВ в разных направлениях. Особую ценность приобрели бы наземные наблюдения, дополненные исследованиями методом ВСП хотя бы на одной скважине.

1W)

2?(! й)0 Э0'1 140 J 80 \ую vwi

410 Dosj lines

Illllli

Условные обозначения

Положение залежей, подтвержденное бурением

Прогнозное положение залежей

Прогноз на пределе погрешности метода

Скважины

О Эксплуатационные Разведочные ф Давшие промышленный приток нефти

Рис. 5.1. Пример представления результатов итоговой комплексной интерпретации данных трех методов для карбонового и девонского нефтеносных этажей

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата физико-математических наук, Шулакова, Валерия Евгеньевна, Москва

1. Алешин А.С., Гущин В.В., Креков М.М., Николаев А.В., Соколов А.В., Шалашов Г.М., Экспериментальные исследования нелинейных взаимодействий сейсмических поверхностных волн. -ДАН СССР, 1981, т.260, №3, с. 574-575,

2. Алешин А.С., Кузнецов В.В. Исследование Физико-механических свойств рыхлого грунта под плитой вибратора, В сб. Проблемы нелинейной сейсмики. М., Наука, 1987,с. 267-272,

3. Барабанов В.А. Гриневский А.А., Киссин И.Г., Николаев А.В. О некоторых эффектах вибрационного воздействия на водонасыщенную среду. ДАН СССР, т. 294, №1,1987 г, с. 52-56,

4. Беликович, Береснев И.А. и др. Физические основы нелинейной диагностики геологической среды, в сб. Актуальные проблемы геофизики, М., 1985,

5. Береснев И.А. Нелинейные явления в сейсмике периодических вибросигналов. Дисс. На соиск. уч. ст. канд. физ.-мат. Наук, М., 1986,

6. Береснев И. А., Николаев А.В. Качественная картина формирования нелинейных эффектов при распространении сейсмических волн Проблемы нелинейной сейсмики. М., «Наука», 1987, с. 86-93,

7. Береснев И.А., Николаев А.В., Соловьев B.C. Экспериментальные исследования нелинейных сейсмических явлений. Современные геофизические исследования: Мат.З-й Всес. конф. молодых уч. в Суздале, 1987 г, с. 22-29,

8. Береснев И. А., Шалашов Г.М., Гуревич Б.Я. Комбинационное взаимодействие сейсмических волн в нелинейнойпятиконстантной среде. Проблемы нелинейной сейсмики. М., «Наука», 1987, с. 120-127,

9. Береснев И. А., Шалашов Г.М., Гуревич Б.Я. Взаимодействие сейсмических волн в нелинейно упргом полупространстве, в сб. Актуальные проблемы геофизики, М., 1985, с. 200-209,

10. Бианджи и др. Нелинейное взаимодействие продольных и сдвиговых волн малой интенсивности с нежесткой границей раздела двух твердых сред, в сб. Актуальные проблемы геофизики, М., 1985,

11. Вербицкий Т. 3. Особенности распространения упругих волн в нелинейно-упругих пористых телах. Проблемы нелинейной сейсмики. М„ «Наука», 1987, с. 94-102,

12. Вербицкий Т.З., Бойко Б.Д. Исследование генерации продольной волны поперечной, распространяющейся в пористой горной породе. ДАН УССР, сер. «А», 1977, №3, с. 225-228,

13. Графов Б.М., Арутюнов СЛ., Казаринов В.Е., Кузнецов O.JL, Сиротинский Ю.В., Сунцов А.Е., Анализ геоакустического излучения нефтегазовой залежи при использовании технологии АНЧАР, Геофизика №5, М., 1998, с. 24-28,

14. Гринфельд М.А. К теории лучевого метода исследования волновых фронтов в нелинейных задачах, ДАН СССР, 1979, т.247, №2, с. 337-340,

15. Гущин В.В., Шалашов Г.М. О возможности использования нелинейных сейсмических эффектов в задачах вибрационного просвечивания Земли. В кн.: Исследование Земли невзрывными сейсмическими источниками. М: Наука, 1981, с. 144-155,

16. Жуков А.П., Шнеерсон М.Б. Адаптивные и нелинейные методы вибрационной сейсморазведки, М., "Недра", 1998,

17. Жуков А.П., Шнеерсон М.Б., Платонов В.Н. и др Способ вибрационной сейсморазведки источник сейсмических колебаний для его осуществления. // РФ, Патент на изобретение № 2181492,

18. Зарембо Л.К., Красильников В.А. Введение в нелинейную акустику, М.: Наука, 1966, с.520,

19. Корчагин С.А., Механизм низкочастотных резонансов в пористой породе, Геофизика №6, М., 2000, с. 30-36,

20. Красильников В.А. Введение в акустику, Издательство Московского Университета, 1992,

21. Красильников В.А., Крылов В.В. Введение в физическую акустику, М.: Наука, 1984, стр. 67-68,

22. Кузнецов О. JL, Графов Б. М., Сунцов А. Е., Арутюнов С. JL, Технология Анчар. О теории метода. Геофизика, Технологии Сейсморазведки. Спец. Вып. 2, М., 2003 г, с. 103-107,

23. Кутеев Ю.М., Макаров В.К., Пелешенко А.С. Эффективность применения метода АНЧАР при поисках нефтяных залежей, Геология и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений Оренбургской области, с. 124-129,

24. Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. Теория упругости, М.: Наука, 1965,

25. Литвин А.Л. Экспериментальные исследования нелинейного затухания сейсмических волн (по данным скважинных наблюдений), в сб. Актуальные проблемы геофизики, М., 1989,

26. Литвин А. Л. , Цванкин П. Д. Отражение и преломление волн на нелинейно-упругих объектах, в сб. Актуальные проблемы геофизики, М., 1985, с. 179-182,

27. Литвин А. Л. , Цванкин П. Д. Взаимодействие плоских волн с границей нелинейно-упругой среды. Проблемы нелинейной сейсмики. М., «Наука», 1987, с. 128-138,

28. Логинов К.И., Козлов Е.А. Верещагина Т.Н. Нелинейная сейсмика и акустика шаг в будущее нефте- и газопромысловой геофизики. Тезисы Международной Геофизической Конференции SEG - ЕАГО, М,

29. Логинов К. И., Логинов И. В., Верещагина Т. Н. Опыт применения нелинейной сейсмоакустики при изучении проницаемых сред. В сб. Нетрадиционные методы геофизическихисследований в земной коре. Всесоюзный семинар, Звенигород, 1989, с. 92-93,

30. Логинов К. И., Логинов И. В., Трифонова Т. П. Нелинейные сейсмоакустические свойства гидродинамически неравновесных горных пород. В Сб. тезисов ИФЗ АН, Звенигород 1989 г,

31. Логинов К. И., Логинов И. В., Николаев А.В., Козлов Е. А. Нелинейная сейсмоакустика гидродинамически неравновесных проницаемых сред, Сб.: Фунд. науки- нар. хозяйству 1990 г,

32. Логинов К. И., Логинов И. В., Козлов Е. А. Нелинейные сейсмические методы изучения проницаемых сред. МТС, Варна 1990 г

33. Логинов К. И., Козлов Е. А., Верещагина Т.Н. Нелинейная сейсмоакустика шаг в будущее нефте- и газопромысловой геофизики. В сб. тезисов SEG-БАГО, Москва, 1993,

34. Логинов К.И., Верещагина Т.Н., Логинов И.В. Нелинейные акустические свойства пористых проницаемых флюидонасыщенных сред. В сб. "Физические основы сейсмического метода", М.,"Наука", 1991 г, с. 134-143,

35. Логинов К. И., Собисевич А.Л. Анализ результатов экспериментальных наблюдений резонансных геоакустических взаимодействий в пористой флюидонасыщенной геофизической среде, ОИФЗ РАН, 1996 г, с. 174-180,

36. Логинов К.И., Шнеерсон М.Б., Жуков А.П., Шулакова В.Е. Методика локализации залежей углеводородов по данным регистрации сейсмической эмиссии. Тезисы ежегодн. научн. конф. IX Геофизические Чтения им. В.В. Федынского, Москва, Россия, 2007 г, с.68-69,

37. Ляховицкий Ф. М. , Юдасин JI. А. Влияние порозаполнителя и пластовых условий на скорости и поглощение упругих волн в песчаниках. Изв. АН СССР, Физ. земли. 1981 , N4, с. 43-57,

38. Ляховицкий Ф. М. , Рапопорт Л. И. Применение теории Френкеля-Био для расчета скорости и поглощения упругих волн в насыщенных пористых средах, В кн. Прикладная геофизика, М., Недра, 1972,

39. Назаров В.Е., Радостин А.В., Л.А. Островский, И.А. Соустова Упругие волны в средах с гистерезисной нелинейностью. Препринт №556, Нижний Новгород, 2001, с. 3-5,

40. Наугольных К.А., Островский Л.А. Нелинейные волновые процессы в акустике. М.: Наука, 1990, с. 28-170,

41. Николаев А. В. Проблемы нелинейной сейсмики. Проблемы нелинейной сейсмики. М., «Наука», 1987, с. 5-19,

42. Николаев А.В., Урдуханов Р.И., Шулейкин В.Н. О спектральном перераспределении фона сейсмических шумов над нефтяной залежью и рудным телом, в сб. Актуальные проблемы геофизики, М., 1989,

43. Николаевский В.Н. Механика пористых и трещиноватых сред. М.: Недра, 1984 г,

44. Робсман В.А. Накопление и хаотическое развитие нелинейных акустических процессов при динамическом нагружении геологических структур. Акустический жунал,Том 39, Вып.2, 1993, с. 333-349,

45. Садовский М.А. Естественная кусковатость горной породы. ДАН СССР, вып. 1979, т. 274, № 4, с. 829-831,

46. Садовский М.А., Николаев А.В. Новые методы сейсмической разведки. Перспективы развития. На основных напрвлениях науки, с. 57-64,

47. Сергеев Л.А., Кудрина Т.С., Цлав Л.З. и др. Взаимодействие акустических волн в газо-, нефте- и водонасыщенных коллекторах. В. сб. "Проблемы нелинейной сейсмики". М., "Наука", 1987, с. 159-163,

48. Сибиряков Б.П. Нелинейные отражающие свойства микронеоднородных сред. В сб. "Физические основы сейсмического метода", М., "Наука", 1991, с. 37-39,

49. Сибиряков Б.П. Слабые волны в контрастных микронеоднородных средах. Суздальский международный симпозиум. Нелинейная сейсмология. Тезисы докладов, Москва, 1986,

50. Собисевич A.JI. О некоторых аномальных явлениях, возникающих при активном воздействии на реальную геофизическую среду. Развитие методов и средств экспериментальной геофизики. Сборник научных трудов. М.: ОИФЗ РАН, 1996. Вып. 2, с. 164-173.

51. Соловьев B.C. Дисс. На соиск. уч. ст. канд. физ.-мат. Наук, М., 1987,

52. Соловьев B.C. Экспериментальное изучение нелинейных сейсмических явлений. Проблемы нелинейной сейсмики. М., «Наука», 1987, с. 164-179,

53. Френкель Я. И. К теории сейсмических и сейсмоэлектрических явлений во влажной почве.Изв. АН СССР. сер.География и геофизика, т.ХШ, №4, 1944, с.133-149,

54. Хаврошкин О.В. Нелинейная сейсмология начальный этап исследований и перспективы. Проблемы нелинейной сейсмики. М., «Наука», 1987, с. 75-86,

55. Хаврошкин О.Б., Цыплаков В.В. Исследование нелинейных эффектов частотным анализом виброграмм. Исследование Земли невзрывными сейсмическими источниками. М.: Наука, 1981, с.272-279,

56. Шулакова В.Е. Исследование нелинейных явлений, возникающих в геологической среде при вибровоздействии. Ломоносов-2007, Тезисы докладов, М. 2007,

57. Шулакова В.Е. Опыт применения нелинейных свойств углеводородосодержащих геологических сред при сейсмическом профилировании. Вест. МГУ, сер. №4, Геология (в печати),

58. Энгельбрехт Ю.К., Фельдман М.В. Изменение спектрального состава сейсмических импульсов при распространении в нелинейной среде. Проблемы нелинейной сейсмики. М., «Наука», 1987, с. 103-107,

59. Энгельбрехт Ю.К., Хамидулин Я.Н. Возможности усиления нелинейных сейсмических волн. В сб. "Нелинейная сейсмология". Межд. симпозиум, Суздаль,

60. Belyaeva I.Yu., Ostrovsky L.A., Zaitsev V.Yu. Microstructure induced nonlinearity of unconsolidated rocks as related to seismic diagnostics problems, Nonlinear Processes in Geophysics, 1997, p. 1-10,

61. Biot M. A. Generalized theory of acoustic propagation in porous dissipative media.J.Acoust.Soc.Amer.vol.N9, 1962,

62. Boudjema M., Santos I.B., McCall K.R., Guyer R.A., Boitnott G.N. Linear and nonlinear modulus surfaces in stress space, from stress strain measurements on Berea sandstone, Nonlinear Processes in Geophysics, 2003, p. 589-597,

63. Carmeliet Jan, Van Den Abeele Koen, Mesoscopic approach for modeling the nonlinear hysteretic response of damaged porous media in quasi-static and dynamic loading: Effects of pressure and moisture saturation,

64. Cheng N. Shot note nonlinear wave propagation in sandstone: a numerical study, Geophysics, vol. 61, No. 6,1996, p. 1935-1938,

65. Gist G.A. Fluid effects on velocity and attenuation in sandstones, J. Acoust. Soc. Amer, 96(2), 1994, p. 1158-1173,

66. Goloshubin G., VanSchuyver C., Korneev V., Silin D., Vingalov V., Reservoir imaging using low frequencies of seismic reflections, The Leading Edge, 2006, p. 527-531,

67. Guyer R.A., Johnson P. A., Nonlinear mesoscopic elasticity: evidence for a new class of materials, Physics Today, 1999, p. 30-36,

68. Hokstad Ketil, Nonlinear and dispersive acoustic wave propagation, Geophysics, vol. 69, No. 3, 2004, p. 840-848,

69. Johnson P.A., Rasolofosaon P.N.J. Manifestation of nonlinear elasticity in rock: convincing evidence over large frequency and strain intervals from laboratory -studies, Nonlinear Processes in Geophysics, 1997, p. 77-88,

70. Johnson P.A., Shankland T. Nonlinear generation of elastic waves in granite and sandstone: Continuous wave and travel tine observations: J. Geophys. Res., 94,17 729-17 733,1989,

71. Johnson P.A., TenCate J.N., Shankland Т., Smith D.E., Claytor Т., Summa D., Darling Т., Migliori A. A non-linear Elastic Class of Materials, Earth and Environmetal Sciences, Progress Report, 1998-2000, p.42-47,

72. Khan Tawassul, Khan McGuire Sofia, Elastic nonlinearity of reservoir rocks -a paradigm shift, CSEG Recorder, 2005, p. 44-52,

73. Korneev V.A., Goloshubin G.M., Daley T.M., Silin D.B. Seismic low-frequency effects in monitoring fluid-saturated reservoir, Geophysics, vol.69, No.2,2004, p. 522-532,

74. Korneev V., Nihei K.T., Myer L.R. Nonlinear Interaction of plane elastic waves, Earth Science Division, 1998, p. 5-7,

75. Kouznetsov O.L., Chirkin I.A., Dryagin V.V., Aroutyunov S.L., Meltchouk B.Y. Induced seismoacoustic emission basis for a new technologies of fluid identification, Thesis for EAGE 67th Conference&Exhibition - Madrid, Spain, 2005, CD-Rom,

76. McCall K.R., Guyer R.A. A new theoretical paradigm to describe hysteresis, discrete memory and nonlinear elastic wave propagation in rock, Nonlinear Processes in Geophysics, 1996, p. 89-101,

77. Meegan G.D. et al. Observation of nonlinear elastic wave behavior in sandstone, J. Acoust. Soc. Of Am. 94(6), 1993, p. 3387-3391,

78. Toksoz M.N., Cheng C.H., Ayteki T. Velocities of seismic waves in porous rocks, Geophysics, vol. 41, No. 4,1976, p. 621-645,

79. Tutuncu A.N., Podio A.L., Gregory A.R., Sharma M.M. Nonlinear viscoelastic behavior of sedimentary rocks. Part I: Effect of frequency and strain amplitude, Geophysics, vol. 63, No. 1,1998, p. 184-194,

80. Tutuncu A.N., Podio A.L., Gregory A.R., Sharma M.M. Nonlinear viscoelastic behavior of sedimentary rocks. Part II: Hysteresis effects and influence of type of fluid on elastic moduli, Geophysics, vol. 63, No. 1,1998, p. 195-203,

81. Van Den Abeele Koen E-A., Carmeliet J., Johnson P.A., Zinszner B. The Influence of water saturation of the non-linear elastic mesoscopic response in Earth materials, and the implications to the mechanism of nonlinearity,

82. Van Den Abeele Koen E-A., Johnson P.A., Sutin A. Nonlinear Elastic Wave Spectroscopy (NEWS) techniques to discern material damage, Res. Nondestr. Eval, 12/1,2000, p. 17-30,

83. Van Den Abeele Koen E-A., Sutin A., Carmeliet J., Johnson P.A. Micro-damage diagnostics using nonlinear elastic wave spectroscopy (NEWS), NDT&E International, 2000,

84. Westerwelt P.J. Parametric acoustic array. J. Acoust. Soc. Amer., vol. 35, 1963, p.535-537,

85. A.P. Zhukov, K.I. Loginov, M.B. Shneerson, V.E. Shulakova, V.A. Ekimenko. Investigation of Non-Linear Seismic Effects for Hydrocarbons Indication. EAGE 68th Conference & Exhibition Vienna, Austria, 2006, CD-Rom, P053,

86. A.P. Zhukov, M.B. Shneerson, K.I. Loginov, V.E. Shulakova, V.A. Ekimenko. Application of Non-Linear Seismic Effects for Hydrocarbons Indication. SEG/EAGE/EAGO Conference & Exhibition Saint Peterburg, Russia, 2006, CD-Rom, P022,

87. A.P. Zhukov, M.B. Shneerson, K.I. Loginov, V.E. Shulakova. Technology of hydrocarbon indication and delineation using non-linear seismic effects. SEG conference, New Orlean, USA, 2006,

88. A.P. Zhukov, K.I. Loginov, V.E. Shulakova, M.B. Shneerson, V.A. Ekimenko, R.G. Kharisov, N.M. Khusnimardanov, Spatial Reservoir Localization Using Seismic Emission Data, EAGE 69th Conference & Exhibition London, UK, 2007, CD-Rom, A035.