INFLUENCE OF GRAIN SIZE ON SEISMIC SIGNALS: A PHYSICAL MODELING STUDY

Abstract

ABSTRACT. The most common method used worldwide for reservoir characterization is seismic reflection, which is sensible to variations in lithology and fluidcontent. However, the seismic signals are also affected by pressure, pore geometry and bedding shape. Grain size, especially in unconsolidated sediments, can alsoinfluence the propagation of these seismic signals, once it can determine the pore size distribution and porosity. This paper presents a physical modeling study of thevariation in seismic responses due to differences in grain size. The experiments were conducted using ultrasonic signals to perform seismic surveys on a Plexiglas blockwith a wedge-type cavity to simulate a reservoir. Those surveys were conducted with the reservoir filled with four different contents, one containing only the fluid phaseand the other three representing an unconsolidated medium characterized by three different grain sizes saturated with the same fluid phase. The results showed how theseismic images, amplitudes, velocities, reflectivities and attenuation can be affected by the grain size.

Keywords: P-wave velocity, unconsolidated media, seismic wave attenuation.

RESUMO. O método mais comumente usado no mundo para caracterização de reservatórios é a sísmica de reflexão, que é sensível a variações na litologia e conteúdo líquido. No entanto, os sinais sísmicos também são afetados pela pressão, geometria dos poros e por outros fatores. O tamanho de grãos, especialmente nos sedimentosinconsolidados, pode também influenciar a propagação destes sinais sísmicos, uma vez que é possível determinar a distribuição do tamanho dos poros e porosidade. Este trabalho apresenta um estudo de modelagem física na variação das respostas sísmicas devido à variação do tamanho de grão. Os experimentos foram conduzidos utilizando sinais de ultrassom para realizar levantamentos sísmicos em um bloco de acrílico com uma cavidade tipo cunha para simular um reservatório. Esses estudos foram realizados com o reservatório preenchido com quatro conteúdos diferentes, um contendo apenas a fase de fluido e os outros três representam um meio não consolidado caracterizado por três granulometrias diferentes saturado com a mesma fase de fluido. Os resultados mostraram como as imagens sísmicas, amplitudes, velocidades, refletividades e atenuação podem ser afetadas pelo tamanho de grão.

Palavras-chave: velocidade de ondas-P, meio inconsolidado, atenuação da onda sísmica.