О роли учета микроструктуры при построении моделей эффективных упругих свойств известняков

Работа посвящена построению параметрических математических моделей эффективных упругих свойств карбонатных пород сложного строения, которые представлены мелкозернистыми органогенно-детритовыми известняками московского яруса со следами растворения. Такие модели позволяют связать параметры, характеризующие состав и микроструктуру пород, с их макроскопическими упругими свойствами. Имея измерения скоростей упругих волн на представительных образцах пород, можно оценить параметры их микроструктуры. Однако решение такой обратной задачи, как правило, неоднозначно, что приводит к необходимости поиска способов уменьшения области возможных решений. В данной работе с целью решения этой проблемы используются измерения скоростей упругих волн (продольных и поперечных), полученные на представительном образце изучаемых пород в трех состояниях флюидонасыщения: сухом, водонасыщенном и насыщенном глицерином. По результатам измерения массы образца между последовательными разными флюидонасыщениями и в конце цикла измерений был сделан следующий вывод: в результате неоднократного высушивания образца и насыщения следующей жидкостью его пористость не изменилась. Это позволило предположить, что в каждом состоянии флюидонасыщения изучалась одна и та же структурно неизмененная порода. Показано, что решение обратной задачи по скоростям, полученным на образце, насыщенном только одним флюидом, приводит к обширной области неоднозначности решения по определению параметров микроструктуры модели, несмотря на тот факт, что число неизвестных параметров модели равно числу независимых измерений скоростей. Привлечение для решения обратной задачи данных о скоростях образца в других состояниях флюидонасыщения значительно снижает неопределенность решения. Показаны примеры применения построенной математической модели упругих свойств породы для решения задачи о флюидозамещении и влиянии трещин на скорости упругих волн пород.

микроструктура, эффективные упругие свойства, моделирование, теория эффективных сред, пористость, трещиноватость, флюидонасыщение