Laboratoryjne badania prędkości propagacji fal ultradźwiękowych na próbkach skał o różnej porowatości przy zmiennym współczynniku nasycenia

• Autorzy: Dohnalik, M. , Gąsior, I. , Zalewska, J. , Cebulski, D.

Warianty tytułu

EN

Laboratory studies of propagation of ultrasonic wave velocities on different porosity rock samples with various saturation coefficients

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki laboratoryjnych pomiarów prędkości rozchodzenia się fal podłużnych Vp i poprzecznych Vs w próbkach skał, przy różnym współczynniku nasycenia Sw. Próbki piaskowców pogrupowano w 5 klas o podobnej porowatości, zmieniającej się w przedziale 0-25%. Współczynnik Sw monitorowany był co 5%, w zakresie 0-100%. Badania przeprowadzono metodą desaturacji próbek w 100% nasyconych solanką. Wyznaczono związki korelacyjne pomiędzy prędkością propagacji fal a innymi właściwościami zbiornikowymi, uzyskując najlepsze zależności dla Vp i Vs ze współczynnikiem porowatości i zawartością minerałów ilastych. Określono parametry sprężyste skał i stwierdzono zróżnicowanie modułów sprężystości dla próbek suchych i nasyconych oraz w poszczególnych przedziałach porowatości. W wyniku prac eksperymentalnych wyznaczono współczynniki niezbędne do rozwiązania równania Gassmanna.

EN

This paper shows laboratory researches results for P- and S-wave velocities propagation in rock samples versus water saturation coefficient. Sandstone samples were grouped in 5 classes of similar porosity, varying in interval 0-25%. Sw coefficient was monitored at every 5% in 0-100% interval. Researches were made by samples desaturation method starting at 100% brine saturation. Correlations between wave velocities propagation and other reservoir properties obtaining the best dependences for Vp and Vs with porosity factor and clay minerals content were determined. Rock elastic parameters were defined and the differences of modulus of elasticity for dry and saturated samples as well as for different porosity intervals were identified. As a result from experiments, the necessary coefficients to solve Gassmann’s equation were determined.

Słowa kluczowe

PL

skała; fale podłużne Vp; fale poprzeczne Vs; współczynnik nasycenia Sw; propagacja fal; porowatość; współczynnik porowatości; równanie Gassmanna

EN

rock; P-wave velocity; S-wave velocity; Sw coefficient; propagation of waves; porosity; porosity factor; Gassmann's equation

• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2008
• Tom: R. 64, nr 3
• Strony: 184-194
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Dohnalik, M.

autor

Gąsior, I.

autor

Zalewska, J.

autor

Cebulski, D.

• Instytut Nafty i Gazu, Kraków

Bibliografia

• [1] Bała M., Jarzyna J.: Badania parametrów sprężystych skal w warunkach ich naturalnego zalegania i laboratoryjnie. Materiały Konferencji Naukowo-Technicznej, 1991.
• [2] Bała M.: Porównanie prędkości fal sprężystych obliczonych przy użyciu różnych modeli teoretycznych w zależności od parametrów petrofizycznych skał. Technika Poszukiwań Geologicznych Geosynoptyka i Geotermia Nr 23, s. 71-80, 1998.
• [3] Castagna J.P., Batzle M.L., Eastwood R.L.: Relationships between compressional - wave and shear-wave velocities in elastic silicate rocks. Geophysics 50, s. 571-581, 1985.
• [4] Domenico S.: Rocks lithology and porosity determination from shear and compressional waves velocity. Geophysics, Vol. 49, 1984.
• [5] Eberhart-Phillips D., Han D-H., Zobak M.D.: Empirical relationships among seismic velocity, effective pressure, porosity, and clay content in sandstone. Geophysics, 54, s. 82-89, 1989.
• [6] Ellis D.W.: Well Logging for Earth Scientists. Elsevier, s. 351, 1987.
• [7] Endres A.L., Knight R.: The effects of porę scalę fluid distribution on the physical properties of partially saturated tight sandstones. J. Appl. Physics, 69, s. 1091-1098, 1991.
• [8] Gardner G.H.F., Gardner L.W., Gregory A.R.: Formation velocity and density - The diagnostic basics for stratigraphic traps. Geophysics, 39, s. 770-780, 1974.
• [9] Gassmann F.: Elastic waves through a pacing of spheres. Geophysics, 16, s. 673-685, 1951.
• [10] Han De-Hua, Nur A., Morgan D.: Effects of porosity and clay content on wave velocities in sandstones. Geophysics, 51, s. 2093-2107, 1986.
• [11] Knight R., Nolen-Hoeksema R.: A laboratory study of the dependence of elastic wave velocities on pore scale fluid distribution. Geophys. Res. Lett., 17, s. 1529-1532, 1990.
• [12] Lindseth R.O.: Synthetic sonic logs - a process for stratigraphic interpretation. Geophysics, 44, s. 3-26, 1979.
• [13] Lucet N.: Vitesse et attenuation des ondes elastiques soniques et ultrasoniques dans les roches sous pression de confinement. These. Universite Paris 6, 1989.
• [14] Mavko G., Nolen-Hoeksema R.: Estimating seismic yelocities at ultrasonic frequencies in partially saturated rocks. Geophysics, Vol. 59, No 2, s. 252-258, 1994.
• [ 15] Murphy W.F.: Effects of microstructure and pore fluids on the acoustic properties of granular sedimentary materials. Ph.D. dissertation, Stanford University, 1982.
• [16] Spencer J.W., Cates M.E., Thompson D.D.: Frame moduli of unconsolidated sands and sandstones. Geophysics, 59, s. 1352-1361, 1994.
• [17] Wang Z., Wang H., Cates M.E.: Effective elastic properties of clay. Geophysics, 66, s. 428-440, 2001.