Ziel des Projektes war, die Bewertung der Spannungsabhängigkeit der Geschwindigkeiten in Sedimentgesteinen unter Berücksichtigung der Lithologie (z.B. Tongehalt) und der Spannungsbedingungen sowie des Sättigungszustandes zu verbessern. Eine mögliche Ableitung der Spannungsbedingungen aus der gemessenen Geschwindigkeitsanisotropie wurde ebenfalls berücksichtigt. Das Projekt beinhaltete theoretische und phänomenologische Analysen der intrinsischen und der spannungsinduzierten seismischen Anisotropie. Um die Spannungsabhängigkeit der seismischen Geschwindigkeit in verschiedenen anisotropen Sedimentgesteinen abzuschätzen und zu verstehen, wurde der anisotrope Piezosensitivitäts-Ansatz (auch Porositäts-Deformations-Ansatz genannt) angewendet und weiterentwickelt. Die Gültigkeit der Theorie wurde durch Vergleich mit Messergebnissen geprüft.
Die Forschungsergebnisse sollen zu einem besseren theoretischen Verständnis von 4D reflexionsseismischen Daten in Bezug auf Anisotropie und in-situ Spannungsbedingungen beitragen und zu besseren Geschwindigkeitsmodellen für das seismische Imaging führen.
Programm/ Zuschussgeber | DGMK |
Akronym | Spannungsabhängigkeit |
Titel/ Thema | Spannungsabhängigkeit der seismischen Geschwindigkeit in anisotropen sedimentären Gesteinen (Phase 1 & 2) |
Identifikation/ Zuwendungsnummer | 741 |
Durchführungszeitraum | 01.01.2012 – 31.07.2015 (Phase 1), 01.08.2015 – 31.07.2017 (Phase 2) |
Geschätzte Kosten/ Zuwendungsbetrag | - |
Sonstiges | - |
Ausgehend von Literaturstudien und Labormessungen wurde die Theorie für die Vorhersage von seismischen Geschwindigkeiten bei anisotropem Spannungsfeld unter Berücksichtigung von Textur und Klüftigkeit der Gesteine weiterentwickelt. Insbesondere sollte ein Forschungsdefizit bei Tonsteinen bzw. Gesteinen mit Tonanteilen unter wechselnden Spannungsbedingungen ausgeglichen werden.
Publicationen in peer‐reviewed journals
Sviridov V, Mayr S, and Shapiro S.A, 2019, Rock elasticity as a function of the uniaxial stress: laboratory measurements and theoretical modelling of vertical transversely isotropic and orthorhombic shales. Geophysical Prospecting, https://doi.org/10.1111/1365-2478.12805
Sviridov V, Mayr S, and Shapiro S.A, 2017, Elastic properties of two VTI shale samples as a function of uniaxial stress: experimental results and application of porosity‐deformation approach. Geophysics 82:6, C201‐C210, https://doi.org/10.1190/geo2016-0459.1
Mayr S.I, Niemann R, and Shapiro S.A, 2016, Understanding of elastic anisotropy of shale under triaxial loading: Porosity‐deformation approach. Geophysics, 81(5): C163–C175, https://doi.org/10.1190/geo2015-0423.1
Extended Abstracts, Reports (peer‐reviewed)
S.I. Mayr, V.A. Sviridov, S.A. Shapiro, 2019, Spannungsabhängigkeit der seismischen Geschwindigkeit in anisotropen sedimentären Gesteinen (Stress dependency of seismic velocity in anisotropic sedimentary rocks). Erdöl Erdgas Kohle
Mayr S, Sviridov V, Niemann R, and Shapiro S.A, 2018, Stress dependency of seismic velocity in anisotropic sedimentary rocks (Spannungsabhängigkeit der seismischen Geschwindigkeit in anisotropen sedimentären Gesteinen) DGMK‐Research Report 741‐2. Hamburg, ISSN 0937‐9762; ISBN 978‐3‐941721‐92‐0
Mayr S.I. Sviridov V. A. and Shapiro S. A, 2017,. Some Constrains for Velocity Prediction by Means of the Porosity Deformation Approach. 79th EAGE Conference and Exhibition 2017, https://dx.doi.org/10.3997/2214-4609.201701195
Sviridov V, Mayr S.I, and Shapiro S.A, 2016, Elastic properties of VTI and HTI shale samples as a function of stress: Laboratory measurements versus theoretical modeling. SEG Conference in Dallas. In SEG Technical Program Expanded Abstracts 2016, pages 3184–3189. https://dx.doi.org/10.1190/segam2016-13857145.1
Sviridov V, Mayr S, S. Shapiro, 2016, The Influence of Uniaxial Stress Conditions on the Elastic Properties of Vertical Transversely Isotropic Shale Fifth EAGE Shale Workshop in Catania, Italy. 2‐4 May 2016
Mayr S, Sviridov V, Niemann R, and Shapiro S.A, 2015, Stress dependency of seismic velocity in anisotropic siliclastic rocks (Spannungsabhängigkeit der seismischen Geschwindigkeit in anisotropen siliklastischen Gesteinen) DGMK‐Research Report 741‐1. Hamburg, ISSN 0937‐9762; ISBN 978-3-941721-61-6.
Niemann R, Mayr S, S. Shapiro, 2015, Application of the extended porosity deformation approach to an HTI shale sample under triaxial stress conditions. 77th EAGE Conference and Exhibition, 1‐4 June 2015, Madrid, Spain, pp. 1–2
Sviridov V, Mayr S, S. Shapiro, 2015, The influence of uniaxial stress conditions on the elastic properties of vertical transversely isotropic shale. 77th EAGE Conference and Exhibition, 1‐4 June 2015, Madrid, Spain, pp. 1–
Mayr S. Sviridov V, Shapiro S, 2014, Comparison of p‐ and s‐wave velocities in a transversal isotropic sandstone and a shale under uniaxial loading conditions. 76th EAGE Conference & Exhibition 2014, Amsterdam RAI. The Netherlands, 16‐19 June 2014, pp. 1–4
Sonstige Tagungsbeiträge
Mayr S.I, Sviridov V, and Shapiro S.A, 2017, Spannungsabhängigkeit der seismischen Geschwindigkeit in anisotropen sedimentären Gesteinen: Anwendung des porosity deformation approach. In DGMK/ÖGEW‐Frühjahrstagung, " Perspektiven für Erdöl und Erdgas ‐ Sicher und innovativ aus Deutschland", Celle, 5./6. April 2017, DGMK‐Tagungsbericht 2017‐1, ISBN 978‐3‐941721‐73‐9, pages 1– 10
Sviridov V, Mayr S.I, and Shapiro S.A, 2017, Stress dependency of elastic parameters in shales with different symmetries. VTI versus orthorhombic elastic medium. In DGMK/ÖGEW‐Frühjahrstagung, " Perspektiven für Erdöl und Erdgas ‐ Sicher und innovativ aus Deutschland", Celle, 5./6. April 2017, DGMK‐Tagungsbericht 2017‐1, ISBN 978‐3‐941721‐73‐9, pp 1–7
Mayr S.I, Sviridov V, and Shapiro S.A, 2017, Geschwindigkeitsvoraussage mittels des Porositätsdeformationsansatzes: einige unterstützende Bedingungen für die Parameter (A‐313) 77. Jahrestagung der Deutschen Geophysikalischen Gesellschaft Potsdam, March 23 ‐ 27
Mayr S.I, Sviridov V, and Shapiro S.A, 2016, Druckabhängige seismischen Eigenschaften von Ton‐ und Sandsteinen: Beschreibung mittels des Porositätsdeformationsansatzes. In DGMK/ÖGEW Frühjahrstagung, "Digitalisierung der Öl‐und Gasindustrie", Celle, 21./22. April 2016, DGMK Tagungsbericht 2016‐1, ISBN 978‐3‐941721‐64‐7, pages 1–9
Sviridov V, Mayr S.I, and Shapiro S.A, 2016, Stress dependency of elastic parameters in shales with different symmetries. VTI versus orthorhombic elastic medium. In DGMK/ÖGEW‐Frühjahrstagung, "Digitalisierung der Öl‐und Gasindustrie", Celle, 21./22. April 2016, DGMK‐Tagungsbericht 2016‐1, ISBN 978‐3‐941721‐64‐7, pages 1–7
V. Sviridov, S. Mayr S, Shapiro, 2015, Comparison of Experimentally Determined and Theoretically Predicted Elastic Properties of VTI Shale under Uniaxial Loading In DGMK/ÖGEW‐Frühjahrstagung 2015, Fachbereich Aufsuchung und Gewinnung Celle, 22./23. April 2015, DGMK‐Tagungsbericht 2015‐1, pages 1–6
Niemann R, Mayr S, S. Shapiro, 2015, Anwendung des Porositäts ‐ Deformations ‐ Ansatzes auf eine vertikal geschichtete Schieferprobe unter triaxialen Spannungsbedingungen, 75. Jahrestagung der DGG in Hannover, 23. ‐ 26. März 2015
Sviridov V, Mayr S, S. Shapiro, 2015, Comparison of experimentally determined and theoretically predicted elastic properties of VTI shale under uniaxial loading, 75. Jahrestagung der DGG in Hannover, 23. ‐ 26. März 2015
Mayr S, Sviridov V, S. Shapiro, 2015, Wie verändert anisotrope Spannung die elastischen Eigenschaften transversal isotroper Gesteine? (Influence of anisotropic stress on elastic properties of transversal isotropic rocks), 75. Jahrestagung der DGG in Hannover, 23. ‐ 26. März 2015
S. Mayr V. Sviridov, S. Shapiro, 2014, Comparison of p‐ and s‐wave velocities in a transversal isotropic sandstone and a shale under uniaxial loading conditions. DGMK/ÖGEW‐Frühjahrstagung 2014, Fachbereich Aufsuchung und Gewinnung Celle, 24./25. April 2014, DGMK‐Tagungsbericht 2014‐1, ISBN 978‐3‐941721‐42‐5, pages 1‐10
Dissertationen
Robert Stettnisch. Fluid saturation dependence of elastic properties under uniaxial loading conditions: Analysis of an HTI sandstone, a VTI sandstone and a VTI limestone. Master theses, Freie Universität Berlin, 2016.
Baranenko Ganna. Elastische Eigenschaften und Anisotropieparameter eines Opalinustons in Abhängigkeit der uniaxialen Spannung. Bachelorarbeit, Freie Universität Berlin, 2015.
Ramona Niemann. Elastic Anisotropy of a Norwegian Shale Sample under Uniaxial and Hydrostatic Stress. Master theses, Freie Universität Berlin, 2015.
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