В статье последовательно, начиная с законов Гука и Дарси через уравнения равновесия и баланса масс, излагается вывод системы волновых уравнений, на основе которой строится асимптотическое решение для волнового распространения в проницаемой среде, формулируются условия построения моделей Био-Гассмана и Био-Баренблатта, выводятся коэффициенты отражения и прохождения быстрых и медленных продольных волн на проницаемой границе, приводятся примеры вычисления сейсмической реакции среды с учетом проницаемости и получения сейсмического атрибута, пропор-ционального флюидной проводимости.Система Scienes, 10, B. Gruzinskaya str., Moscow, 123995, Russia, e-mail: ibayuk@yandex.ru In this paper a step-by-step derivation of a system of wave equations is presented. The derivation starts from the Hooke and Darcy laws and uses the equations of equilibrium and mass balance. Based on the system of wave equations an asymptotic solution for wave propagation in a permeable medium is derived. Conditions for construction of the Biot-Gassmann and Biot-Barenblatt models are formulated. The reflection and transmission coefficients for the fast and slow compressional waves for a permeable boundary are derived. Examples of calculated seismic response of a medium incorporating the effect of permeability and seismic attribute of fluid conductivity are presented.
System of wave equations, Biot-Gassmann and Biot-Barenblatt models, asymptotic solution, reflection and trasmisstion coefficients, permeable medium, fast and slow waves
ВВЕДЕНИЕОдной из самых популярных моделей для иссле-дований пористых проницаемых сред на сегодняшний день является модель Био [Biot, 1956a, b], которая была разработана с учетом пионерной работы Я.И. Френкеля [1944]. Это объясняется тем, что ее использование от-крывает возможность прогноза проницаемости горных пород по сейсмическим (акустическим) данным. Од-нако теоретически глубоко изученная [Николаевский, 1984; Berryman, 1982; Dutta, Ode, 1983; и др.], она ред-ко используется на практике. Основные причины это-го кроются в слабом сейсмическом эффекте флюидной проводимости в случае толстослоистых, слоисто-одно-родных представлений о пористой среде. Сейсмиче-ский эффект становится заметным при включении в рассмотрение проницаемых неоднородностей [Carcione et al., 2003], например, тонкослоистых пропластков ме-нее метра. Однако реализация модели Био в производ-ственном масштабе с использованием мелких неодно-родностей осложнена. В данной работе на основе ранее проведенных теоретических исследований [Silin, Goloshubin, 2010] делается попытка упростить решение Био на основе асимптотического представления. При таком подходе модель Гассмана [Gassmann, 1951] рассмат-ривается как нулевое приближение в рамках пористой про ницаемой изотропной среды, а первое приближе-ние содержит аддитивную компоненту, которая напря-мую зависит от флюидной проводимости. Учитывая, что эффективность модели Гассмана, доказанная при исследованиях высокопористых песчаников, падает с уменьшением пористости, предлагается дополнитель-