ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Изучение динамических процессов в задачах сейсморазведки пластов мезотрещиноватости методами математического и физического моделирования

Муратов М.В., Стогний П.В., Петров И.Б., Анисимов А.А., Караев Н.А.
Московский физико-технический институт, кафедра вычислительной физики, https://mipt.ru/
г. Долгопрудный 141700, Московская область, Российская Федерация
E-mail: max.muratov@gmail.com, stognii@phystech.edu, petrov@mipt.ru, nazim_karaev@mail.ru

Поступила 19.12.2020, рецензирована 24.12.2020, принята 29.12.2020

Аннотация. Статья посвящена исследованию распространения упругих волн в трещиноватой сейсмической среде методами математического моделирования. Полученные в ходе него результаты сравниваются с результатами физического моделирования на аналогичных моделях. Для математического моделирования используется сеточно-характеристический метод с гибридными схемами 1-3 порядка точности с аппроксимацией на структурных прямоугольных сетках. Реализована возможность задавать неоднородности (трещины) различной сложной формы и пространственной ориентации. Приведено описание разработанных механико-математических моделей трещин, которые могут быть использованы для численного решения задач сейсморазведки. В основе разработанных моделей лежит концепция бесконечно тонкой трещины, величина раскрытия которой не влияет на волновые процессы в области трещины. В данной модели трещины представлены границами и контактными границами с различными условиями на их поверхностях. Такой подход существенно снижает потребность в вычислительных ресурсах за счет отсутствия необходимости задания сетки внутри трещины. С другой стороны, он позволяет детально задавать форму трещин в области интегрирования, поэтому с помощью рассмотренного подхода можно наблюдать качественно новые эффекты, такие как формирование дифрагированных волн и многофазный волновой фронт из-за множественных отражений между поверхностями соседних трещин, которые недоступны для наблюдения при использования эффективных моделей трещин, активно используемых в вычислительной сейсмике. Полученные результаты математического моделирования были верифицированы методами физического моделирования, было получено хорошее соответствие.

Ключевые слова: математическое моделирование, сеточно-характеристический метод, физическое моделирование, упругие волны, сейсморазведка, трещинованые среды, мезотрещины

УДК 004.94

РЭНСИТ, 2021, 13(1):71-78 DOI: 10.17725/rensit.2021.13.071.

Полнотекстовая электронная версия статьи – на вебсайтах http://elibrary.ru и http://rensit.ru/vypuski/article/372/13(1)71-78.pdf