Określanie prędkości fal poprzecznych (VS) na podstawie danych geofizyki otworowej

• Autorzy: Bała M.

Warianty tytułu

EN

Shear wave velocity (VS) determinations on the basis of well log data

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

EN

The knowledge of elastic parameters, especially of P-wave and S-wave velocities as a function of depth, is important for interpretation of seismic waves and well log data. Information on velocities of P and S waves is obtained from quantitative interpretation of acoustic full waveforms recorded in a borehole in addition to standard PA measurements. When acoustic full-waveform data are not acquired in boreholes, one of methods for calculating P-wave and S-wave velocities is their estimation with the use of theoretical models of porous media. This requires introduction of several lithological and reservoir parameters of rocks that are obtained from interpretation of well log data. Other methods of S-wave velocity calculation is based on statistical relationships between velocities of both types of waves obtained on the basis of laboratory studies. In this paper, the theoretical Biot-Gassmann's and the Kuster-Toksöz's models are briefly described and results of calculations of P-wave and S-wave velocities are given. The empirical relationships between VP and VS, which are applied in many computer programs used by major geophysical companies, were also analysed.

Słowa kluczowe

PL

prędkość kompresyjnej fali; określanie prędkości fal; akustyczne ciągi falowe; otwory; porowatość; gęstość

EN

velocity of compressional waves; velocity of shear waves; acoustic wavetrains; elastic module; porosity; bulk density

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Przegląd Geologiczny
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 57, nr 12
• Strony: 1057--1057
• Opis fizyczny: –1066, bibliogr. 45 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Bała M.

• Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, Akademia Górniczo-Hutnicza, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,

Bibliografia

• BAŁA M. 1989 - Analiza obrazu falowego zarejestrowanego przy profilowaniu akustycznym w odwiercie pod kątem oceny parametrów sprężystych i zbiornikowych skał. Zesz. Nauk. AGH, 1247, Geof. Stosowana, 3: 1-166.
• BAŁA M. 1992 - The evaluation of the influence of various parameters on the velocity of elastic wave propagation in a rock medium. Transp. Porous Media, 9, 1-2: 123-134.
• BAŁA M. 1994-Effect of water and gas saturation in layers on elastic parameters of rocks and reflection cśfficients of waves. Acta Geoph. Pol., 42: 149-158.
• BAŁA M. 1997 - Changes of elastic parameters in gaseous formation on the basis of theoretical model of porous rocks. [In:] Extended abstracts book: 59th EAGE Conference and Technical Exhibition, Geneva, Switzerland, 26-330 May 1997. Rock Physics. EAGE, Zeist, P063.
• BAŁA M. 2004 - Model predkościowy P i S z głębokością. [W:] Pietsch K., Gruszczyk E., Bała M., Jarzyna J., Leśniak A., Danek T., Kobylarski M., Marzec P., Stadtmüller M., Tatarata A., Franczyk A. & Witek K., 2003-2004 Opracowanie kryteriów sejsmicznej lokalizacji złóż. weglowodorów dla warunków zapadliska przedkarpackiego w oparciu o nowe techniki trójskładowych pomiarów sejsmicznych (3c) i modelowań całkowitego pola falowego. Projekt celowy nr 6T12 2001 C/06006, 2003-2004. Arch. Katedry Gologii WGGiOŚ AGH, Kraków: rozdz. 3.2.
• BAŁA M. 2007 - Wpływ obecności iłów, porowatości oraz nasycenia porów wodą i gazem na parametry spreżęsyste skał zbiornikowych określanych na podstawie teoretycznych modeli ośrodków porowatych i danych geofizyki wiertniczej. Prz. Geol., 55, 1: 49-51.
• BAŁA M. & CICHY A. 2001 - Estymacja predkości fal podłużnych i poprzecznych przy wykorzystaniu modeli teoretycznych oraz danych geofizyki wiertniczej. Prz. Geol., 51, 12: 1058-1061.
• BAŁA M. & CICHY A. 2007 - Comparison of P- and S-waves velocities estimated from Biot-Gassmann and Kuster-Toksöz models with results obtained from acoustic wavetrains interpretation. Acta Geoph., 55, 2: 222-210
• BAŁA M., CICHY A., PIETSCH K., WOŹNICKA U., ZORSKI T., OSSOWSKI A., DRABINAA., KOBYLARSKI M., WITEK K., RZEMIENIARZ A., DANEK T., KRAWIEC J., CICHA M. & GOLEBIOWSKA M. 2008 - Modelowanie wpływu zmiennego nasycenia gazem przestrzeni porowej skał na wyniki pomiarów akustycznych i innych profilowań w otworach oraz sejsmicznych pól falowych: projekt badawczy nr 4 T12B 05629, 10.2005-04.04.2008. Kraków, ARBOR.
• BIOT M.A. 1956 - Theory of propagation of elastic waves in a fluid saturated porous solid. I. Low frequency range. II. Higher frequency range. J. Acoust. Soc. Am., 28, 2: 168-191.
• BIOT M.A. 1961 - Generalized theory of acoustic propagation in porous dissipative media. J. Acoust. Soc. Am., 33,4, 9: 1254-1264.
• BIOT M.A. 1962 - Mechanics of deformation and acoustic propagation In porous media. J. Applied Phys., 33,4: 1482-1498.
• BIOT M.A. & WILLIS D.G. 1957 - The elastic cśfficients of the theory of consolidation. J. Appl. Mech., 24: 594-601.
• CASTAGNA J.P., BATZLE M.I. & KAN T.K. 199ł - Rock physics- the link between rock properties and AVO response. Invest. Geoph.,8: 3-36.
• CHENG C.H. & TOKSﾖZ M.N. 1979- Inversion on seismic velocities for the pore aspect ratio spectrum of a rock. J. Geoph. Res., 81. 7533-7543ł.
• DVORKIN J.P. 2008-Yet another Vs equation. Geophysics, 73, 2: 35-39..
• EASTWOOD R.L. & CASTAGNA J.P. 1983 - Basic for interpretation of Vp/Vs ratios in complex lithologies. [In:] 24th SPWLA Annual Logging Symposium, June 27-30, Calgary, Alberta, Canada. Paper G.
• EBERHART-PHILLIPS D.M., HAN D.H. & ZOBACK M.D. 1989 - Empirical relationships among seismic velocity, effective pressure, porosity and clay content in sandstone. Geophysics, 54: 82-89.
• EBERLI G.P., BAECHLE G.T., ANSELMETTI F.S. & INCZE M.L.2003 - Factors controlling elastic properties in carbonate sediments and rocks. The Leading Edge, July.
• GASSMANN F. 1951 - Elastic waves through a pacing of spheres.Geophysics, 16, 4: 673-685.
• GREENBERG M.L. & CASTAGNA J.P. 1992 - Shear-wave velocity estimation in porous rock: Theoretical formulation, preliminary verification and applications. Geoph. Prosp., 40: 195-209.
• HAN D.H. & BATZLE M.L. 2004 - Gassmann’s equation and fluid-saturation effects on seismic velocities. Geophysics, 69, 2: 398-405.
• HAN D.H., NUR A. & MORGAN.D. 1986 - Effects of porosity and clay content on wave velocities in sandstones. Geophysics, 51: 2093-2107.
• HASHIN Z. & SHTRICKMAN S. 196ł - A variational approach to the theory of the elastic behaviour of multiphase materials. J. Mech. Phys. Solids., 11: 127-140.
• JARZYNA J., BALA M., CICHY A., GYDEK W., KARCZEWSKI J., MARZENCKI K., STADTMüLLER M., TWARÓG W. & ZORSKI T. 2007 - Przetwarzanie i interpretacja profilowan geofizyki wiertniczej - System GeoWin. Cz. II. Arbor, Kraków.
• KATAHARA K.W. 1996 - Clay mineral elastic properties. [In:] 66th SEG Annual International Meeting. SEG Technical Program Expanded Abstracts, 15, paper RP1.4: 1691-1694.
• KRIEF M., GARAT J. STELLINGWERFF J & VENTRE J. 1990 – A petrophysical interpretation using the velocities of P and S waves (Full-waveform Sonic). [In:] 12th International Formation Evaluation
• Symposium. Paris.
• KUSTER G.T. & TOKSÜZ M.N. 1974 - Velocity and attenuation of seismic waves in two-phase media. Part I, Theoretical formulations. Geophysics, 39, 5: 587-606.
• LEE M.W. 2002 – Biot-Gassmann theory for velocities of gas hydrate- bearing sediments. Geophysics, 67, 6: 1711-1719.
• MAVKO G., MUKERJI T.& DVORKIN J. 2003-Rock physics handbook: Tools for seismic analysis in porous media. Cambridge University Press.
• NOWAK J., INDYK A. & PASEK P. 2002 - Wstępne przetwarzanie akustycznych obrazów falowych oraz interpretacja danych otworowych pod kątem oceny składu mineralnego, zasilenia, porowatości, nasycenia oraz przepuszczalności dla wybranych otworów. Podzlecenie WGGiOŚ/b/26ł/2002. [W:] Bała M., Cichy A. & Jarzyna J. 2003- Modelowanie prędkości propagacji i tłumienia fal sprężystych podłużnych i poprzecznych w skałach porowatych w powiązaniu z otworowymi badaniami geofizycznymi. Projekt badawczy Nr: 8 T12B 046 20. . Arch. Katedry Gologii WGGiOŚ AGH, Kraków.
• NOWAK J., INDYK A. & PASEK P. 2005 - Końcowe opracowanie pt.: Opis pomiarów geofizyki wiertniczej oraz wyniki prac interpretacyjnych. [W:] Pietsch K., Bała M., Jarzyna J., Górecki W., Leśniak A., Porębski S., Trześniowski Z., Zorski T., Danek T., Marzec P., Maakowski T. & Tatarata A. 2007 - Opracowanie i wdrożenie metodyki analiz anomalii sejsmicznych w miocenie zapadliska przedkarpackiego wiążących zależność zapisu sejsmicznego z występowaniem złóż węglowodorów. CAG PIG, Warszawa, nr arch. 947836.
• NUR A., MAVKO G., DVORKIN J. & GALMUDI D. 1998 - Critical porosity: A key to relating physical properties to porosity in rocks. The Leading Edge, 17: 357-362.
• PICKETT G.R. 196ł - Acoustic character logs and their applications in formation evaluation. J. Petrol. Tech., 15: 650-667.
• PIETSCH K., GRUSZCZYK E., BALA M., JARZYNA J., LEŚNIAK A., DANEK T., KOBYLARSKI M., MARZEC P., STADTMÜLLER M., TATARATA A., FRANCZYK A. & WITEK K. 2003-2004 - Opracowanie kryteriów sejsmicznej lokalizacji zł . węglowodorów dla warunków zapadliska przedkarpackiego w oparciu o nowe techniki trójskładowych pomiarów sejsmicznych (3c) i modelowan całkowitego pola falowego. Projekt celowy nr 6T12 2003 C/06006, 2003-2004. Arch. Katedry Gologii WGGiOŚ AGH, Kraków.
• PRASAD M. 2001 - Acoustic measurements in unconsolidated sands at low effective pressure and overpressure detection. Geophysics, 67, 2: 405-412.
• RAYMER L.L., HUNT E.R. & GARDNER J.S. 1980 - An improved sonic transit time to porosity transform. [In:] 21st SPWLA, July 8-11.
• TATHAM R.H. 1982-Vp/Vs and lithology. Geophysics, 47, ł: 837-849.
• TOKSÖZ M.N., CHENG C.H. & TIMUR A. 1976 - Velocities of seismic waves in porous rocks. Geophysics, 41: 621-645.
• WOOD A.W. 1955 - A textbook of sound. MacMillan, New York.
• WYLLIE M.R.J., GREGORY A.R. & GARDNER L.W. 1956- Elastic wave velocities in heterogeneous and porous media. Geophysics, 21, 1: 41-70.
• ZALEWSKA J., GYSIOR I., CEBULSKI D., KLAJA J., PRZELASKOWSKA A., KOTWICKI A. & KIERNICKI J. 2006 - Wyznaczenie parametrów petrofizycznych na podstawie wykonanych badan laboratoryjnych i danych archiwalnych. Prace kooperacyjne (zadanie 1). [W:] Pietsch K., Bała M., Jarzyna J., Górecki W., Leśniak A., Porebski S., Trześniowski Z., Zorski T., Danek T., Marzec P.,
• Maakowski T. & Tatarata A. 2007- Opracowanie i wdrożenie metodyki analiz anomalii sejsmicznych w miocenie zapadliska przedkarpackiego wiążących zależność zapisu sejsmicznego z występowaniem złóż weglowodorów. CAG PIG, Warszawa, nr arch. 947836.
• ZHU F., GIBSON R.L. & ESTIL R. 2001 - A critical clay content model of sand-shale mixtures from log data in the Gulf of Thailand. [In:] 2001 annual meeting technical program expanded abstracts. Society of Exploration Geophysicists, CD-ROM