Стилолиты влияют на распространение звуковых волн в образцах осадочных пород, осложняя мониторинг в лабораторных условиях

Исследователи из Университета науки и технологий имени короля Абдаллы (KAUST) обнаружили, что стилолиты — неправильные швы в известняке — влияют на распространение акустических волн через образцы породы. Лабораторные исследования позволили лучше понять, как эти структуры воздействуют на методы акустической визуализации, используемые для анализа микросейсмических событий при гидроразрыве пласта.

Исследование важно для повышения точности геофизических методов разведки и мониторинга. Карбонатные осадочные породы, такие как известняк, часто содержат запасы нефти и газа. Для изучения строения недр, идентификации типов пород и особенностей, влияющих на фильтрацию флюидов, широко используются звуковые волны. Однако наличие неоднородностей, таких как стилолиты, может искажать получаемые данные.

"Мы использовали известняковые блоки для другого эксперимента, когда заметили в образцах стилолиты. Это вдохновило нас детальнее изучить их физические свойства и выяснить, как они влияют на распространение акустических волн в лабораторном масштабе", — говорит ведущий автор исследования Томас Финкбайнер. Команда использовала рентгеновскую томографию для 3D-визуализации морфологии стилолитов и измерила скорость и амплитуду акустических волн, проходящих через образцы.

Результаты, опубликованные в журнале Tectonophysics, показали, что стилолиты являются слабыми неоднородностями, минимально влияющими на первые вступления волн. Однако они существенно воздействуют на кодовые волны — вторичные волны, формирующиеся из-за рассеяния на мелкомасштабных неоднородностях. Это влияет на общую передачу энергии звуковой волны через породу. "С увеличением толщины стилолита акустические волны рассеиваются сильнее, внося больше шума в волновое поле", — поясняет Финкбайнер. Эти выводы помогут оптимизировать методы локации акустических эмиссий в лабораторных образцах пород, содержащих стилолиты.