АННОТАЦИЯ - Моделювання внутрішньої будови земної кори на основі розв'язання прямої динамічної задачі сейсміки методом скінченних елементів

Б. Е. Купльовский "Моделирование внутреннего строения земной коры на основании решения прямой динамической задачи сейсмики методом конечных элементов". - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата физико-математических наук по специальности 04.00.22 - геофизика. - Институт геофизики им. С. И. Субботина НАН Украины, Киев, 2008 г.

Диссертационная работа посвящена изучению и применению моделирования волнового поля методом конечных элементов для вертикально - и горизонтально-неоднородного полупространства, что дает возможность путем графического и цифрового ввода и корректировки параметров модели с использованием дисплея ПЕОМ, исследовать влияние изменения динамических параметров волнового поля на динамические процессы в границах практических значений геометрических координат и частотного диапазона задач инженерной сейсмики, сейсморазведки и сейсмологии. А также проведение спектрально-часового анализа полученных модельных трасс колебаний с целью оценки сейсмической опасности, характерных геометрических размеров пластов, влияния особенностей вертикально - и горизонтально-неоднородних структур сейсмогеологических разрезов, связанных с решением задач сейсмики.

Разработана методика (алгоритм) моделирования распределения напряжений, деформаций и перемещений в сейсмогеологическом разрезе с целью прогноза упруго-деформированого состояния в разрезе со скважиной, пробуренной для добычи нефти и газа, предусматривающая изучение упруго-деформированого состояния при изменении направления ствола скважины в неоднородной геологической среде.

Обеспечено коррекцию, оценку сходимости и точности расчетного алгоритма моделирования упруго-деформированого состояния и динамики волнового поля на основе конечноэлементного метода путем ввода параметра - коэффициента времени вступления отражений от характерных структурных особенностей моделей с целью согласования времени прихода отраженных волн согласно принципу причинности в итерационных расчетных схемах динамики МКЭ. Проведены расчеты МКЭ для контрольных моделей на характерных частотах и геометрических размерах, отвечающих инженерной сейсмике, сейсморазведке и сейсмологии.

Смоделированы с целью оценки упруго-деформированого состояния сейсмического разреза, подготовленного к процессу бурения, карты изолиний напряжений, деформаций и перемещений для примера сейсмологического разреза со скважиной; промоделировано изменение напряжений-деформаций в зависимости от увеличения длины ствола скважины.

Изучено медленное (низкочастотное) и быстрое (высокочастотное) поле для инженерных объектов: исторического заповедника "София Киевская" и Чернобыльской атомной электростанции с целью учета сейсмической опасности от колебаний почвы под застройкой в широком диапазоне частот.

Исследовано сейсмическое волновое поле для нефтегазовых объектов Карпатского региона, ДДВ и шельфа Черного моря с целью изучения волновых показателей отраженно-преломленных волн на неоднородных в вертикальном и горизонтальном направлениях сейсмогеологических структурах. Уточнены геометрия нефтегазовых ловушек и глубины их залегания за характерными признаками волнового поля.

Построены уточненные карты изолиний сейсмической активности Карпатского региона. Смоделированные синтетические сейсмограммы использованы для уточнения сейсмической активности в районе пересечения профилей І, ІІ, ІІІ территории украинских Карпат, при интерпретации объединены исторические и геолого-геофизические экспериментальные данные о Карпатском регионе.

Ключевые слова: моделирование, внутреннее строение земной коры, прямая динамическая задача сейсмики, метод конечных элементов, напряженно-деформированное состояние земной коры, волновое поле.

ABSTRACT

B. Е. Kuplyovsky "Modeling the internal structure of the Earth's crust on the basis of the solution of direct dynamic seismology problem by finite element method". - Manuscript.

Dissertation on the receipt of candidate physics-mathematics scientific degree in speciality 04.00.22 - geophysics. S. I.Subbotin Institute of Geophysics NAS of Ukraine, Kyiv, 2008.

Dissertation is devoted to development and application of finite element method in wave field modeling for vertically - and horizontally-heterogeneous half-space. Predicted is possibility of graphic and digital assignment and correction of model parameters with the use of computer display. It is investigational influencing of dynamic parameters change of the wave field within the limits of practical values of geometrical co-ordinates and frequency range of problems in seismic engineering, seismic prospecting and seismology. The spectral-time analysis of the obtained models is carried out. The method (algorithm) of modeling stress, deformations and displacement distribution is developed in a seismic cut with the purpose: prognosis of the stress-strain state in a cross-section with a mining hole.

Stress-strain state of seismic cut geared-up to the process of the drilling, isoline maps of tensions, deformations and displacements on the example of seismological cross-section are modeled. The change of stress deformations is taken into account depending on the increase of trunk length of mining hole. The slow (low-frequency) and rapid (high-frequency) field for engineering objects: historical preserve "Sofia Kyivska" and the Chornobyl nuclear electric station in the study of seismic danger from ground oscillation under buildings in the wide range of frequencies are investigated. The seismic wave field for oil-gas objects for Carpathians region, Dnipro-Donetsk Depression and shelf of the Black sea in the study of waves characteristics of reflected-transmitted waves on geological structures heterogeneous in vertical and horizontal directions and clarification of geometry of oil-gas traps and depth of their bedding on the characteristic signs of the wave field is considered. The specified maps of isolines of seismic activity of the Carpathians region are built.

Keywords: modeling, internal structure of the Earth's crust, direct dynamic problem of seismology, method of finite elements, stress-strain state of the Earth's crust, wave field.

Похожие статьи




АННОТАЦИЯ - Моделювання внутрішньої будови земної кори на основі розв'язання прямої динамічної задачі сейсміки методом скінченних елементів

Предыдущая | Следующая