Geomechanic modeling of seismic emission due to fracture growth - connection to microseismic source mechanisms
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Resumen
Presentamos un enfoque para estudiar los mecanismos de falla de la roca debido al crecimiento o activación de fracturas. Nuestro enfoque incluye una serie de simulaciones numéricas geomecánicas de una falla incremental de la roca (crecimiento de la fractura) que tiene en cuenta la generación y propagación del campo de ondas elásticas. Luego registramos estos campos de ondas y realizamos su inversión momento-tensor sísmico. A continuación intentamos establecer conexiones entre las soluciones del tensor de momento sísmico y diferentes escenarios geomecánicos del crecimiento de la fractura, con posibles aplicaciones en el monitoreo de la fracturación hidráulica, el desarrollo del yacimiento y el análisis de esfuerzos tectónicos locales. Nuestros resultados muestran que en la mayoría de los casos las amplitudes de las ondas P y S generadas pueden aproximarse razonablemente bien por una fuente puntual del tensor de momento. Cuando la fractura alcanza una grieta preexistente, observamos una mayor emisión sísmica comparada con el caso del crecimiento de la fractura en un medio continuo. Por lo tanto, nuestro modelado geomecánico confirma el concepto de que la microsismicidad más notable puede provenir de la activación de las fracturas naturales existentes en lugar del crecimiento de la fractura principal. También observamos que el patrón de radiación de la onda S puede ser asimétrico (no correspondiente a ningún tensor de momento ideal) irradiando más energía hacia adelante cuando la fractura alcanza grietas mayores preexistentes. Finalmente, nuestros ejemplos muestran que los tensores de momento pueden dar una idea incorrecta sobre la dirección del crecimiento (avance) de la fractura. Este resultado debe tenerse en cuenta al interpretar datos microsísmicos en las aplicaciones de monitoreo de hidrofracturamiento.
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