ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, 2019, том 20, № 2, с. 39-55. https://doi.org/10.21455/gr2019.2-4

УДК 550.8.056

Аннотация  Литература  Полный текст

СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ К ЧИСЛЕННОМУ МОДЕЛИРОВАНИЮ МИКРОСЕЙСМИЧЕСКИХ СОБЫТИЙ

© 2019 г. А.В. Буторин, Ф.В. Краснов, А.Н. Ситников

ООО “Газпромнефть НТЦ”, г. Санкт-Петербург, Россия

Рассматривается актуальный вопрос повышения точности картирования трещины гидроразрыва пласта (ГРП) с использованием микросейсмического мониторинга. Актуальность данного вопроса определяется, прежде всего, возрастающим объемом проведения ГРП при разработке современных залежей углеводородов. В этой связи необходима выработка методических рекомендаций к проведению полевых работ, обеспечивающих получение наиболее информативных результатов. Авторами использовалось полноволновое трехмерное моделирование сейсмической эмиссии от точечного источника, симулирующего излучение энергии в процессе развития трещины ГРП. Для регистрации возникающих упругих колебаний смоделировано несколько систем наблюдения поверхностного и скважинного типа, наиболее распространенных на данный момент. Моделирование единичного источника позволило получить характерные сейсмограммы для разных систем наблюдения. Анализ результатов при разных условиях приема дает возможность рассмотреть характерные волновые поля и проанализировать достоинства и недостатки разных систем наблюдения.

На модельных результатах показано, что максимальная информативность достигается при использовании поверхностной патч-системы, которая обеспечивает широкую апертуру наблюдения и более высокий уровень сигнала на фоне помех.

Ключевые слова: гидравлический разрыв пласта (ГРП), микросейсмический мониторинг, полноволновое моделирование, тензор сейсмического момента.

Литература

Bao H., Bielak J., Ghattas O., Kallivokas L. Large-scale simulation of elastic wave propagation in heterogeneous media on parallel computers // Computer methods in applied mechanics and engineering. 1998. V. 152, N 1-2. P.85–102.

Behura J., Forghani F., Bazargani F. Improving microseismic imaging: role of acquisition, velocity model, and imaging condition // SEG Technical Program Expanded Abstracts. 2013. P.5258. https://doi.org/10.1190/segam2013-1073.1

Belachew M., Ebinger C., Cote D. Source mechanism of dike-induced earthquakes in the Dabbahu-Manda Hararo rift segment in Afar, Ethiopia: implications of faulting above dikes // Geophysical Journal International. 2013. N 192. P.907–917.

Brix K., Canuto C., Dahmen W. Legendre-Gauss-Lobatto grids and associated nested dyadic grids // arXiv preprint arXiv:1311.0028. 2013.

Cipolla C., Wright C., Diagnostic techniques to understand hydraulic fracturing: what? why? how? // Society of Petroleum Engineers. 2002. doi: 10.2118/59735-MS 2002

George A. Nested dissection of a regular finite element mesh // SIAM Journal on Numerical Analysis. 1973. V. 10, N 2. P.345–363.

Kanamori H., Ekstrom G., Dziewonski A., Barker J.S., Sipkin S.A. Seismic Radiation by magma injection: an anomalous seismic event near Tori Shima, Japan // J. Geophys. Res. 1993. V. 98, N B4. P.6511–6522.

Lysmer J., Drake L.A., Bolt B.A. A finite element method for seismology // Methods in computational physics. 1972. N 11. P.181–216.

Marfurt K.J. Accuracy of finite-difference and finite-element modeling of the scalar and elastic wave equations // Geophysics. 1984. V. 49, N 5. P.533–549.

Maxwell S., Deere J. An introduction to this special section: Microseismic // The Leading Edge. 2010. V. 29, N 3. P.277.

Minolia A., Cesar A., Kopriva D. Discontinuous Galerkin Spectral Element Approximations on Moving Meshes // Physics. 2011. V. 230, N 5. P.1876–1902.

Orszag, Steven A., Comparison of Pseudospectral and Spectral Approximation // Studies in Applied Mathematics. 1972. V. 51, N 3. P.253–259.

Pellegrini F. Static mapping by dual recursive bipartitioning of process and architecture graphs // Proceedings of SHPCC'94, Knoxville, Tennessee, IEEE Press. 1994. P.486–493.

Patera A.T. A spectral element method for fluid dynamics: laminar flow in a channel expansion // Journal of computational Physics. 1984. V. 54, N 3. P.468–488.

Shuck T., Diller D.E., Fish B., Smith P., Wallace K. Surface microseismic in an extreme environment // The Leading Edge. 2015. V. 34, N 8. P.936. dx.doi.org/10.1190/tle34080936.1

Thakur R., Gropp W. Improving the Performance of Collective Operations in MPICH. Springer, 2003. P.257–267.

Thakur R., Gropp W., Toonen B. Optimizing the Synchronization Operations in MPI One-Sided Communication // International Journal of High Performance Computing Applications. 2005. V. 19, N 2. P.119–128.

Tinney W.F., Walker J.W. Direct solutions of sparse network equations by optimally ordered triangular factorization // Proceedings of the IEEE. 1967. V. 55, N 11. P.1801–1809.