Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wielowariantowa predykcja prędkości fali S w ocenie parametrów sprężystych formacji łupkowych

Kaczmarczyk Weronika, Słota-Valim Małgorzata

Nafta-Gaz

|

2020

|

R. 76, nr 7

441--448

PL

Rozpoznanie i udostępnianie złóż niekonwencjonalnych stanowi ogromne wyzwanie. Złoża te ze względu na swoją nietypowość, objawiającą się ograniczonymi właściwościami filtracyjnymi, wymagają indywidualnego podejścia i wykorzystania specyficznych rozwiązań. Obejmują one między innymi wyznaczanie stref o wyższym potencjale węglowodorowym, tzw. sweet spotów, dowiercanie się do złoża przy wykorzystaniu technologii wiercenia poziomego czy planowanie, jak też przeprowadzanie zabiegów stymulacji skał na drodze szczelinowania hydraulicznego. Analiza odpowiedniej kombinacji parametrów w tym przypadku może okazać się kluczowa i dostarczać niezwykle istotnych informacji o złożu. Parametry sprężyste, jako jedne z istotniejszych parametrów pozwalających scharakteryzować złoże, np. pod kątem podatności skał na szczelinowanie, wymagają między innymi dostępności informacji o przebiegu fali poprzecznej Vs, która w przeciwieństwie do danych dotyczących prędkości fali podłużnej Vp, jest rzadko mierzona w standardzie krajowym. W związku z tym w niniejszym artykule omówiono wielowariantową predykcję prędkości fali poprzecznej przy wykorzystaniu znanych zźliteratury i zmodyfikowanych modeli teoretycznych, w tym modelu Castagny oraz Greenberga i Castagny. Wykorzystując otrzymane wyniki, obliczono parametry sprężyste, na których podstawie w kolejnym etapie możliwa była interdyscyplinarna charakterystyka formacji złożowej, np. w aspekcie oceny podatności formacji złożowej na szczelinowanie hydrauliczne i powstanie tym samym szczelin technologicznych stanowiących ścieżkę migracji dla płynów złożowych. Bazując na różnych rozwiązaniach, opracowano w skali otworów wiertniczych 5 wariantów prędkości fali poprzecznej, której wyniki następnie posłużyły do obliczenia modułów sprężystych: modułu Younga iźwspółczynnika Poissona. Ponieważ analizowany obszar badań charakteryzował się dostępnością danych o prędkości fali poprzecznej we wszystkich 4 analizowanych otworach, możliwa była weryfikacja wyników estymowanych parametrów. W dalszej kolejności do przestrzennej charakterystyki złoża zastosowano warianty obliczeń modułu Younga, wykorzystując w procesie integracji dane sejsmiczne. Analizę prowadzono w ordowicko-sylurskich formacjach łupkowych zdeponowanych w basenie bałtyckim, w interwałach wzbogaconych w materię organiczną.

EN

: Exploration and development of the hydrocarbons reservoir in unconventional rock formation is a huge challenge. Due to their specific nature, which is manifested by limited filtration properties, they require an appropriate approach and the use of specific solutions. They include, among others, the determination of zones with higher hydrocarbon potential – so called sweet spots, application of horizontal drilling technology, or designing as well as performing rock stimulation treatments of rocks usually with low or almost zero permeability with the use of hydraulic fracturing. The analysis of the right combination of parameters in this case can be essential and provide extremely important information about the reservoir in an unconventional rock formation. As one of the most important parameters allowing, among others, to characterize the reservoir in terms of rock susceptibility to hydraulic fracturing, elastic properties require the availability of shear wave Vs, which in contrast to compressional wave Vp in the Polish standard is measured rarely. Therefore, in this paper, a multivariate prediction of shear wave velocity was developed with the use of theoretical models known from the literature and modified, based on which we estimate the elastic parameters. Using the obtained results, the elastic parameters were calculated on the basis of which, in the next stage, interdisciplinary characterization of reservoir formation is possible, e.g. in the aspect of assessing the reservoir formation susceptibility to hydraulic fracturing and thus creating technological fractures constituting the migration path for reservoir fluids. Based on different solutions, 5 variants of shear wave velocity were developed in the borehole scale, the results of which were then used to calculate the elastic modules: the Young modulus and the Poisson ratio. Because of the availability of the measured shear wave in each analyzed wellbores, it was possible to verify the results of the estimated variants. Subsequently, for the purpose of spatial characterization of the reservoir, calculated variants of the Young modulus were integrated with the seismic data. The analysis was conducted in Ordovician – Silurian shale formations in the Baltic Basin, at intervals enriched with organic matter.

2

Evaluation of state of fine sands on the basis of shear wave velocity

Lipiński M. J., Wdowska M. K.

Archives of Civil Engineering

|

2020

|

Vol. 66, nr 2

135--146

EN

The paper presents an approach to identify the state of fine sands on the basis of shear wave velocity measurement. Large body of experimental data was used to derive formulae which relate void ratio with shear wave velocity and mean effective stress for a given material. Two fine sands which contained 8 and 14% of fines were tested. The soils were tested in triaxial tests. Sands specimens were reconstituted in triaxial cell. In order to obtain predetermined void ratio values covering possible widest range of the parameter representing a very loose and dense state as well, the moist tamping method with use of undercompaction technique was adopted. Fully saturated soil underwent staged consolidation at the end of which shear wave velocity was measured. Since volume control of a specimen was enhanced by use of proximity transducers, representative 3 elements sets (i.e. void ratio e, mean effective stress p’ and shear wave velocity VS) describing state of material were obtained. Analysis of the test results revealed that relationship between shear wave velocity and mean effective stress p' can be approximated by power function in distinguished void ratio ranges. This made possible to derive formula for calculating void ratio for a given state of stress on the basis of shear wave velocity measurement. The conclusion concerning sensitivity of this approach to the fines content was presented.

PL

W zastosowaniach inżynierskich często wykorzystuje się związki empiryczne pomiędzy parametrami mechanicznymi a wskaźnikami określającymi stan gruntów. O ile w przypadku gruntów spoistych prawidłowa procedura pobrania próbek lub miarodajne - spełniające odpowiednie standardy – sondowanie, zapewnia realistyczną ocenę stanu gruntu, to dla gruntów niespoistych, zwłaszcza niejednorodnych pod względem uziarnienia, problem oceny stanu jest znacznie bardziej złożony. Zasadnicza trudność polega w tym przypadku na niemożności pobrania gruntu o strukturze nienaruszonej. W tej sytuacji istnieje potrzeba poszukiwania alternatywnych sposobów oceny stanu gruntu, które pozwoliłyby na rozwiązanie przedstawionych powyżej problemów. Przedstawiona praca prezentuje takie podejście oparte na wykorzystaniu pomiaru prędkości fali poprzecznej VS, czyli wielkości, która w największym stopniu zależy od wskaźnika porowatości i stanu naprężenia, określających stan gruntu niespoistego. Zastosowanie takiego podejścia możliwe jest dzięki zasadniczej różnicy w charakterystykach ściśliwości gruntów niespoistych i spoistych. W gruntach spoistych normalnie skonsolidowanych istnieje tylko jedna krzywa ściśliwości (materiałowa), podczas gdy w gruntach niespoistych jest ich nieskończenie wiele. Ta właściwość gruntów niespoistych stwarza przesłankę do wydzielenia wskaźnika porowatości i uzależnienia go od stanu naprężenia i prędkości fali poprzecznej. W artykule przedstawiono wyniki realizacji doświadczalnego programu ukierunkowanego na wyprowadzenie formuły, która wiąże wartości wskaźnika porowatości, prędkości fali poprzecznej i średniego naprężenia efektywnego dla danego rodzaju gruntu. Badania przeprowadzono dla dwóch rodzajów piasku drobnego zawierającego 8 i 14% frakcji drobnej. Badania przeprowadzono w aparacie trójosiowego ściskania. Próbki gruntu były rekonstruowane w komorze aparatu trójosiowego. W celu uzyskania szerokiego zakresu wskaźnika porowatości początkowej, obejmującego stan gruntu od luźnego po bardzo zagęszczony, próbki rekonstruowano metodą ubijania wilgotnego materiału w warstwach z wykorzystaniem techniki niedogęszczania. Po całkowitym nasączeniu próbki, grunt konsolidowano etapowo. Na koniec każdego etapu wykonywano pomiary prędkości fali poprzecznej. Wykorzystanie wewnątrzkomorowego systemu do pomiaru przemieszczeń próbki umożliwiło bardzo precyzyjny pomiar zmian wskaźnika porowatości. W ten sposób otrzymano dla każdego etapu konsolidacji trójki liczb reprezentujących stan gruntu a określających wskaźnik porowatości e, prędkość fali poprzecznej VS oraz średnie naprężenie efektywne p'. Analiza uzyskanych danych wykazała, że relacja pomiędzy prędkością fali poprzecznej a średnim naprężeniem efektywnym może być aproksymowana funkcją potęgową dla wyróżnionych zakresów wskaźnika porowatości. To pozwoliło na wyprowadzenie formuły określającej wartość wskaźnika porowatości na podstawie stanu naprężenia i prędkości fali poprzecznej. W dyskusji wyników określono wrażliwość prezentowanego podejścia na zawartość frakcji drobnej w badanych piaskach.

3

Magnetoelastic shear wave propagation in pre-stressed anisotropic media under gravity

Kumari N., Chattopadhyay A., Singh A. K., Sahu S. A.

Acta Geophysica

|

2017

|

Vol. 65, no. 1

189--205

EN

The present study investigates the propagation of shear wave (horizontally polarized) in two initially stressed heterogeneous anisotropic (magnetoelastic transversely isotropic) layers in the crust overlying a transversely isotropic gravitating semi-infinite medium. Heterogeneities in both the anisotropic layers are caused due to exponential variation (case-I) and linear variation (case-II) in the elastic constants with respect to the space variable pointing positively downwards. The dispersion relations have been established in closed form using Whittaker’s asymptotic expansion and were found to be in the well-agreement to the classical Love wave equations. The substantial effects of magnetoelastic coupling parameters, heterogeneity parameters, horizontal compressive initial stresses, Biot’s gravity parameter, and wave number on the phase velocity of shear waves have been computed and depicted by means of a graph. As a special case, dispersion equations have been deduced when the two layers and half-space are isotropic and homogeneous. The comparative study for both cases of heterogeneity of the layers has been performed and also depicted by means of graphical illustrations.

4

Terenowe badania sejsmiczne w praktyce geotechnicznej

Bajda M., Markowska-Lech K., Lech M., Skutnik Z.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2016

|

nr 93

95--107

PL

W praktyce inżynierskiej rozpoznanie budowy podłoża obiektów budowlanych przeprowadzane jest głównie na podstawie sondowań geotechnicznych uzupełnionych wierceniami oraz badaniami laboratoryjnymi. Główną zaletą badań terenowych jest fakt, że są one wykonywane w rzeczywistych warunkach gruntowych (układ warstw, stan naprężenia), które nie zawsze mogą być w pełni odtworzone w laboratorium. Ponadto rozwój nowoczesnych technik i urządzeń pomiarowych coraz bardziej poszerza możliwość ich stosowania. Nowe zadania stawiane geoinżynierii wymagają nowych technik do oceny warunków gruntowych in situ oraz do monitorowania procesów zachodzących w podłożu. Znaczącą rolę w zaspokojeniu tych potrzeb odgrywają metody geofizyczne zaadoptowane do celów geotechnicznych. Badania geofizyczne stosowane na szeroką skalę w geologii poszukiwawczej oparte są na pomiarach fizycznych właściwości skał i gruntów. Największy postęp zanotowano w dziedzinie badań sejsmicznych, które w zastosowaniach geotechnicznych sprowadzają się do określania prędkości fal akustycznych a następnie skorelowania ich z parametrami mechanicznymi gruntu. Pomiary prędkości fali sejsmicznej w podłożu gruntowym pozwalają na sporządzenie przekrojów i map rozmieszczenia utworów o jednakowych parametrach (właściwościach). Badania te pozwalają również na wstępne rozpoznanie podłoża do celów budowlanych i wskazanie obszarów do szczegółowego rozpoznania np. sondowaniami geotechnicznymi. W badaniach dynamicznych gruntów pracujących w zakresie sprężystym, metody sejsmiczne oparte na propagacji fal, pozwalają z dużą wiarygodnością określić parametry dynamiczne podłoża budowlanego in situ , przez co są najodpowiedniejszymi metodami dokładnego określenia parametrów gruntu dla całego zakresu odkształceń. W artykule przedstawione zostaną metody pomiaru prędkości fal sejsmicznych w ośrodku gruntowym oraz przykładowe wyniki uzyskane na podstawie pomiarów sondą statyczną SCPT, dylatometrem SDMT i metodą wielokanałowej analizy fal sejsmicznych MASW.

EN

In geotechnical engineering practice an investigation of the subsoil conditions is carried out mainly on the basis of geotechnical tests supplemented by boreholes and laboratory tests. The main advantage of in situ tests is that they are carried out in natural soil conditions, which cannot always be fully reconstructed in the laboratory. Furthermore, the development of modern techniques and measuring devices increasingly widens their applicability. New challenges in geotechnical engineering require new techniques to assess the in situ ground conditions and to monitor the processes occurring in the subsoil. Geophysical methods adapted to geotechnical purposes play a significant role in meeting these requirements. Commonly used geophysical tests in geological surveys are based mainly on measurements of rocks and soils physical properties. The greatest progress has been made in the field of seismic surveys, which in geotechnical applications boil down to the determination of the seismic wave velocity and then to the correlation with the mechanical soil parameters. The seismic waves velocity measurements in the subsoil allows the cross-sections and distribution maps of deposits of the same parameters (properties) to be prepared. Such tests also help to initially investigate the subsoil for the construction purposes and to determine the zones for further detailed analyses (geotechnical tests). Another advantage of the geophysical seismic tests based on waves propagation is they allows for the dynamic parameters of the subsoil to be determined. That makes them most suitable methods for determination of the soil parameters over a range of deformations. The article presents the methods of measuring the seismic waves velocity in the subsoil and some of the test results obtained from the SCPT static test, SDMT dilatometer tests and the multi-channel analysis method of the MASW surface waves.

5

Reflection and transmission at the boundary surface of modified couple stress thermoelastic media

Kumar R., Kumar K.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2016

|

Vol. 21, no. 1

61--81

EN

In this paper the reflection and transmission at a plane interface in modified couple stress generalized thermoelastic solid half spaces in the context of Loard-Shulman (LS) and Green-Lindsay (GL) theories in welded contact are investigated. Amplitude ratios of various reflected and transmitted waves are obtained due to incidence of a set of coupled longitudinal waves and coupled transverse waves. It is found that the amplitude ratios of various reflected and transmitted waves are functions of the angle of incidence, frequency and are affected by the couple stress properties of the media. Some special cases are deduced from the present formulation.

6

Wyznaczanie współczynnika Poisson’a na podstawie pomiaru prędkości fal akustycznych

Markowska-Lech K., Sas W., Gabryś K., Lech M., Soból E.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2016

|

z. 63, nr 1/II

99--108

PL

Współczynnik Poisson’a określany na podstawie prędkości fali podłużnej i poprzecznej jest stosowany w geofizyce jako jeden z parametrów charakteryzujących odkształcenie materiału. W laboratoriach geotechnicznych również prowadzone są badania z wykorzystaniem prędkości fal sejsmicznych, dlatego Autorzy podjęli próbę przeniesienia zależności znanych z teorii sprężystości na ośrodki gruntowe w celu wyznaczenia współczynnika Poisson’a. Praca zawiera wartości współczynnika Poisson’a otrzymane z badań naturalnych gruntów spoistych dwiema różnymi technikami: w aparacie trójosiowym wyposażonym w piezoelementy typu bender oraz w kolumnie rezonansowej.

EN

Poisson’s ratio as one of the parameters characterizing the material deformation is widely used in geophysics and it is based on shear and compressional wave velocities. On the other hand, in the geotechnical laboratories a lot of tests using mechanical waves velocities on soils are performed, so Authors have attempted to transfer the elasticity theory on soils and determine the Poisson's ratio. The paper presents the values of Poisson's ratio obtained for natural cohesive soils with two different techniques: the triaxial tests using bender elements (BE) and resonant column (RC).

7

Ocena zastosowania metody optymalizacji globalnej SA (Simulated Annealing) do wyznaczenia prędkości propagacji fali poprzecznej w ośrodkach geologicznych o różnej geometrii

Pieniążek K.

Nafta-Gaz

|

2009

|

R. 65, nr 4

287--295

PL

Celem pracy była próba określenia kryteriów zastosowania metody optymalizacji globalnej SA dla wyznaczenia prędkości propagacji fali poprzecznej w odwrotnym zadaniu sejsmicznym. Obliczenia prowadzono na modelach o coraz bardziej skomplikowanej geometrii ośrodka. Rozpoczęto od modelu o granicach płaskorównoległych, następnym modelem był model o granicach nachylonych, natomiast ostatni model posiadał granice o dowolnej geometrii. Za podstawowe poszukiwane parametry ośrodka geologicznego przyjęto: prędkość propagacji fali podłużnej, prędkość propagacji fali poprzecznej oraz głębokość danej warstwy. Prowadzone badania pozwoliły na dalsze rozpoznanie metody symulowanego wyżarzania i jej użyteczności w konkretnym zadaniu geofizycznym.

EN

The aim of this paper was determination the criterions of application of global optimization method SA (Simulated Annealing) in estimation of shear wave velocity in inverse problem in seismic method. Calculations were made for models with more and more complex geometry of the geological medium. The first model had plane and parallel boundaries, the second model had plane and slope boundaries, the last model had arbitrary boundaries. The parameters of geological medium which were sought in the first place were as follows: longitudinal wave velocity and shear wave velocity and also depth of boundaries and their angles of dip. The performed research helped to know SA method better and to state its usefulness for a specific geophysical problem.

8

Reflection and transmission of waves from a plane interface between viscous liquid and magneto elastic solid half space with voids

Acharya D. P., Maji C.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2009

|

Vol. 14, no 1

21-54

EN

This paper investigates the propagation of plane waves as well as their reflection and transmission from the plane interface which separates a viscous liquid half space and a magneto elastic solid semi infinite medium containing a distribution of void pores. From the analysis of the propagation of plane waves in a magneto elastic solid medium with voids, it is found that the longitudinal wave in a void solid medium is subject to dispersion of the general wave form. In this case, short wave and long wave approximations have been made. A 'cut of frequency', which depends upon the void parameter, exists below which one of the longitudinal waves cannot propagate at all. Amplitude and energy ratios of various reflected and transmitted waves are presented in each of the four cases when (i) a set of coupled longitudinal waves (ii) a similar set of coupled waves (iii) a transverse wave, propagating through the solid half space (iv) a longitudinal wave propagating through the viscous liquid half space, are made incident at the interface. Numerical computations are made for a specific model and results are presented graphically to highlight the modulations of these ratios due to the variation of incident angle of the incident wave. It is found that the amplitude and energy ratios of various reflected and transmitted waves are functions of angle of incidence and frequency. The effects of viscosity of the liquid, magnetic field as well as void nature of the solid medium on the amplitude and energy ratios have been analyzed from the graphical representations.

9

Badanie wpływu anizotropii i zailenia na prędkości rozchodzenia się fal podłużnych i poprzecznych oraz innych parametrów sprężystych skał klastycznych

Bała M.

Geologia / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2009

|

T. 35, z. 2/1

559-566

EN

Rock anisotropy has a significant effect on longitudinal and shear wave velocities, that are measured in acoustic logging. This can affect both a single layer (then it is related to the microstucture) and a sequence of layers (a large scale). This paper discusses elastic components of anisotropic media with so-called transverse isotropy (TI) and Thomsen coefficients characterizing the P-wave and S-wave anisotropy and VP/Vs ratio. The effect of shale rock content on parameters measured in acoustic logging was also studied.

10

Metody lokalizacji wad konstrukcji betonowych - metoda ultradźwiękowa. Cz.1

Drobiec Ł., Jasiński R., Piekarczyk A.

Przegląd Budowlany

|

2007

|

R. 78, nr 9

29-36

11

Wykorzystanie pomiaru prędkości fali poprzecznej do określania sztywności początkowej gruntów spoistych

Tymiński W.

Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej. Budownictwo

|

2006

|

Z. 29

221-228

PL

Artykuł przedstawia wyniki badań laboratoryjnych przeprowadzonych dla potrzeb oceny początkowej sztywności gruntu na podstawie pomiaru prędkości fali poprzecznej. Ze względu na nieinwazyjność testu zakres wzbudzanych drgań jest bardzo mały (ok. 10-4 %) i dlatego obliczone miary sztywności gruntu odnoszą się do jego "prawdziwego sprężystego" zakresu. Badania przeprowadzono na gruntach spoistych pochodzących z trasy projektowanej II linii warszawskiego metra. Otrzymane wyniki badań pozwoliły na ustalenie pewnych zależności pomiędzy prędkością fali poprzecznej, normalnym naprężeniem efektywnym, wskaźnikiem porowatości i wskaźnikiem plastyczności.

EN

The paper presents some results of laboratory tests carried out for evaluation of initial stiffness of soil on basis of shear wave velocity measurement. Due of nondestructure nature of wave propagaton strain range impased by vibrations is very small ic. 10-4 % and there for calculeted stiffness refer to true elastic range. Tests were carried out on cohesive soils sampled at designed route of the II line of Warsaw underground railway. The obtained results allowed to set up some correlations amog shear wave velocity versus effective stress, void ratio and plasticity index.

12

The third harmonics generation by plane shear wave in a piezopowder

Rushchitsky J., Khotenko I., Savelyeva K.

Vibrations in Physical Systems

|

2002

|

Vol. 20

254--255