ИСТИНА

Выполнены численное моделирование и анализ сейсмоэлектрических (СЭ) полей, возникающих в пористой флюидонасыщенной геологической среде при механическом воздействии. Рассмотрены модели СЭ полей, отвечающих различным видам деформирования, включая приливы в твердой земле, воздействие импульсного сейсмического источника, распространение относительно сильных поверхностных волн Рэлея от далеких землетрясений. С использованием подготовленных моделей и программного обеспечения COMSOL Multiphysics, предложена общая схема моделирования сейсмоэлектрических процессов, предполагающая решение трех связанных друг с другом задач математической физики: уравнения движения изотропной упругой среды, уравнения Френкеля для пороупругой среды Био, а также уравнений Максвелла в квазистационарном приближении. Связь указанных задач между собой осуществлялась путем подстановки в правую часть уравнения Френкеля объемной деформации, получаемой из первой задачи, и последующего включения стороннего тока, рассчитываемого в рамках уравнения Гельмгольца-Смолуховского по поровому давлению в правую часть первого уравнения Максвелла. Также получено аналитическое решение для СЭ поля, сопровождающего распространение сейсмической волны Рэлея. Показано, что решение может быть записано в виде суммы двух волн, первая из которых преобладает в самом приповерхностном слое и быстро затухает с глубиной, и обладает сильной зависимостью от коэффициента проницаемости, а вторая охватывает существенно больший интервал глубин и связана с распространением продольной составляющей волны Рэлея. На основе анализа полученных численных и аналитических решений в относительно простых моделях среды выявлены закономерности поведения СЭ поля и сделана попытка оценить возможности использования того или иного вида СЭ сигнала для определения петрофизических свойств среды (прежде всего, проницаемости), в том числе путем решения количественной обратной задачи.