Особенности волновых процессов в слоистой гидратосодержащей пористой среде

Преобладающая доля углеводородов в недрах Земли сосредоточена в виде газовых гидратов. Основными методами разведки и изучения газогидратных залежей являются сейсмические исследования и акустический каротаж, для корректного применения которых необходимо изучение механических и акустических свойств как самих газовых гидратов, так и содержащих гидрат пористых сред. Фундаментальной основой создания волновых технологий является волновая динамика таких сред. Актуальным для цифровой трансформации нефтяной и газовой промышленности является математическое и компьютерное моделирование, которое требуется развивать и внедрять не только в промышленность, но и в высшее образование, в частности, в высших учебных заведениях Тюменской области, где готовят специалистов для работы на нефте- и газодобывающих предприятиях. К настоящему времени динамика волн в указанных средах изучена недостаточно. Природные гидратосодержащие пласты могут различаться по многим параметрам: пористости, проницаемости, структуре порового пространства, содержанию гидрата и составу поровых флюидов, особенностям залегания и т.п. Так, например, наблюдения показывают различные механизмы образования и нахождения газовых гидратов в пористом образце: частицы гидрата могут образовываться и находиться в поровой жидкости или на поверхности гранулы скелета породы. Как это влияет на поведение волн, не изучено. Подобные исследования требуют построения адекватных математических моделей и компьютерного моделирования с учетом данных лабораторных и натурных экспериментов. В рамках данного проекта предполагается построить математическую модель гидратосодержащей пористой среды, качественно и количественно описывающей современные экспериментальные данные, в частности, по измерению скоростей звука в пористых образцах с различным содержанием газового гидрата. Выполнить компьютерное моделирование с целью исследования закономерностей распространения упругих волн в гидратосодержащей пористой среде. Провести параметрический анализ для выяснения влияния на динамику волн свойств основной породы, насыщающих флюидов, структуры и степени заполнения порового пространства газовым гидратом. Произвести расчет коэффициентов отражения волн от границ гидратонасыщенных слоев. Исследовать отражение волн от газогидратного слоя, близкого по распределению гидратонасыщенности к природным гидратосодержащим пластам. В результате будут установлены особенности волновых процессов в слоистой гидратосодержащей пористой среде и выполнена оценка возможности применения волновых технологий для определения наличия и гидратонасыщенности пластов.