Как физические характеристики системы уголь-жидкость отражаются в ультразвуке?

Новое исследование, посвященное акустическим характеристикам газожидкостно-твердого взаимодействия в коллекторах метана угольных пластов (CBM), выявило реакцию P- и S-волн на насыщение жидкостью в условиях различной степени метаморфизма угля. Работа выполнена научной группой профессора Даменга Лю из Китайского университета геологических наук (Пекин) и опубликована в журнале Frontiers of Earth Science.

Исследование важно для геофизической разведки месторождений CBM. Анализ акустических характеристик газожидкостно-твердых взаимодействий формирует основу для понимания распределения газа и воды в коллекторах. Сочетание полученных моделей с предыдущими акустическими работами позволяет точнее оценивать запасы и планировать разработку, а также углубленно анализировать геофизические методы в условиях сложного флюидонасыщения реальных пластов.

В ходе работы были отобраны типичные образцы угля от низкой до высокой степени метаморфизма из угольных бассейнов. Эксперименты показали, что для сухих образцов скорость упругих волн линейно связана с отражательной способностью витринита и плотностью. При насыщении газом и водой скорости Vp и Vs росли с увеличением водонасыщения (Sw) и отражательной способности витринита, однако диапазон их увеличения сужался для более метаморфизованных углей. Также выяснилось, что акустическая анизотропия сильнее выражена в тектонических углях с развитой пористостью и трещиноватостью и в значительной степени зависит от водонасыщения Sw.