Preview

Радиопромышленность

Расширенный поиск

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ В ГОРНЫХ ПОРОДАХ С МАЛОЙ СТЕПЕНЬЮ ФЛЮИДОНАСЫЩЕНИЯ

https://doi.org/10.21778/2413-9599-2018-1-18-26

Полный текст:

Аннотация

В работе описана экспериментальная установка и методика обработки данных для исследования акустоэлектрических преобразований в образцах горной породы c различной степенью увлажнения. Приведены результаты исследований для сухого и увлажненного керосином керна песчаника Berea Grey при акустическом воздействии линейно-модулированным по частоте сигналом в диапазоне частот 0,7–10 кГц. Выявлена сильная нелинейность эффекта, проявляющаяся в появлении второй и третьей гармоники, и увеличение амплитуды отклика электрического сигнала. В нижнем диапазоне частот амплитуда второй гармоники колебаний напряженности электрического поля сравнима с амплитудой первой и даже может ее превышать. При капельном добавлении керосина мощность электрического сигнала меняется в разы с сильным изменением формы спектра сигнала. При этом форма спектра акустического сигнала практически неизменна. Сильная чувствительность коэффициента акустоэлектрических преобразований горных пород к увлажнению, существенно меняющая амплитуду и фазу отклика, интересна с точки зрения разработки дистанционных методов определения типа флюидонасыщения горной породы и методов прогноза геофизических катастроф.

Об авторах

И. Я. Чеботарева
Институт проблем нефти и газа РАН
Россия

Чеботарева Ирина Яковлевна - доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник.

119333, Москва, ул. Губкина, д.3, тел.: 8 (917) 585-81-13


А. Н. Камшилин
Институт физики Земли РАН
Россия

Камшилин Анатолий Николаевич - кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник.

123242, Москва, Б. Грузинская ул., д.10, стр. 1, тел.: 8 (963) 615-28-81



Список литературы

1. Иванов А.Г. Эффект электризации пластов земли при прохождении через них упругих волн // Доклады АН СССР. 1939. № 1. С. 41–43.

2. Светов Б.С. Основы геоэлектрики. М.: Изд-во ЛКИ, 2008. 656 с.

3. Светов Б.С., Губатенко В.П. Электромагнитное поле механоэлектрического происхождения в пористых влагонасыщенных горных породах. Постановка задачи // Физика Земли. 1999. № 10. С. 67–73.

4. Френкель Я.И. К теории сейсмических и сейсмоэлектрических явлений во влажной почве // Известия АН СССР. География и геофизика. 1944. Т. 8. № 4. С. 134–149.

5. Biot M.A. Theory of propagation of elastic waves in a fluid-saturated porous solids. J. Acoustic. Soc. Amer, 1956, vol. 28, pp. 168–186.

6. Черняк Г.Я. Электромагнитные методы в гидрогеологии и инженерной геологии. М.: Недра, 1987. 214 с.

7. Черняк Г.Я. О прямом и обратном сейсмоэлектрических эффектах в осадочных породах при синусоидальном возбуждении // Известия АН СССР. Физика Земли. 1975. № 7. С. 117–121.

8. Черняк Г.Я. О физической природе сейсмоэлектрического эффекта горных пород // Известия АН СССР. Физика Земли. 1976. № 2. С. 108–112.

9. Зейгарник В.А., Ключкин В.Н. Физическое моделирование электросейсмического эффекта в горных породах. Триггерные эффекты в геосистемах // Материалы III Всероссийского семинара-совещания, Москва, 16–19 июня 2015 г. M.: GEOS, С. 252–258.

10. Иванов А.Г. Физика в разведке недр. М.: Недра, 1971. 199 с.

11. Изучение механоэлектрических явлений в сейсмоактивном районе. Физика очага землетрясений / Г.А. Соболев, В. Н. Богаевский, Р.А. Лементуева, Н.И. Мигунов, А.А. Хромов / под ред. М.А. Садовского. М.: Наука, 1975. С. 184–222.

12. Обнаружение и корреляция рудных тел сейсмоэлектрическим методом из штолен. Методика и техника разведки / С.Г. Назарный, В.Г. Радченко, Н.Д. Суворов, В.И. Могильников. Л.: ОНТИ ВИТР, 1975. Вып. 95. С. 28–32.

13. Соболев Г.А., Демин В.М. Механоэлектрические явления в Земле. М.: Наука, 1980. 215 с.

14. Соболев Г.А. Изучение связи электрических и механических явлений в сейсмоактивных районах и на образцах пород в связи с проблемой прогноза землетрясений. М.: ИФЗ РАН, 1968. 120 с.

15. Гохберг М.Б., Гуфельд И.Л., Добровольский И.Л. Источники электромагнитных предвестников землетрясений // Доклады АН СССР. 1980. Т. 250. № 2. С. 323–326.

16. Гохберг М.Б., Моргунов В.А., Похотелов О.А. Сейсмоэлектромагнитные явления / отв. ред. М.А. Садовский. М.: Наука, 1988. 169 с.

17. Яковицкая Г.Е. Электромагнитное излучение и автоколебательный процесс предразрушающего состояния горных пород // Вулканология и сейсмология. 2006. № 6. С. 44–51.

18. Беспалько А.А., Яворович Л.В., Федотов П.И. Связь параметров электромагнитных сигналов с электрическими характеристиками горных пород при акустическом и квазистатическом воздействиях // Известия ТПУ. 2005. Т. 308. № 7. С. 18–23.

19. Хмелевской В.К., Костицын В.И. Основы геофизических методов. Пермь: Пермский ун-т, 2010. 400 с.

20. Воларович М.П., Пархоменко Э.И., Соболев Г.А. Исследование пьезоэлектрического эффекта горных пород в полевых условиях // Доклады АН СССР. 1959. Т. 128. № 3. С. 525–528.

21. Воларович М.П., Соболев Г.А., Пархоменко Э.И. Пьезоэлектрический эффект кварцевых и пегматитовых жил // Известия АН СССР. Серия «Геофизика». 1962. № 2. C.145–152

22. Соболев Г.А., Демин В.М., Лось В.Ф., Майбук Ю.-З.Я. Возникновение заряда полиметаллических руд в естественных условиях под действием упругой волны // Доклады АН СССР. 1982. Т. 267. № 6. С. 1340–1343.

23. Сочельников В.В., Небрат А.Г. Теоретические оценки сейсмоэлектрического эффекта и его влияние на переходные характеристики становления поля // Известия АН СССР. Геофизика. 1997. № 2. С. 28–38.

24. Чеботарева И.Я. Методы пассивного исследования геологической среды с использованием сейсмического шума // Акустический журнал. 2011. Т. 57. № 6. С. 844–853.

25. Чеботарева И.Я. Трассировка лучей в методе сейсмической эмиссионной томографии // Радиопромышленность. 2017. № 1. С. 19–25.

26. Чеботарева И.Я., Володин И.А. Образы процесса гидроразрыва пласта в сейсмическом шуме // Доклады РАН. 2012. Т. 444. № 2. С. 202–207.

27. Чеботарева И.Я. Мониторинг слабых эндогенных источников сейсмической эмиссии в присутствии интенсивных техногенных помех [Электронный ресурс] // Ученые записки физического факультета Московского университета 2014. № 6. С. 146310-1 – 146310-8. URL: http://uzmu.2phys.sunmarket.com

28. Чеботарева И.Я., Володин И.А., Дрягин В.В. Акустические эффекты при деформировании структурно неоднородных сред // Акустический журнал. 2017. Т. 63. № 1. С. 84–93.

29. Kamshilin A.N., Volkova E.N., Kuzichkin O.R., Sokolnikov M.A. Self-oscillations in rocks, results of laboratory experiments. Annals of geophysics, 2004, vol. 47, no. 1, pp. 93–100.

30. Камшилин А.Н., Казначеев П.А. Флюиды как управляющий параметр механоэлектрических колебаний. Триггерные эффекты в геосистемах // Материалы III Всероссийского семинара-совещания. Москва, 16–19 июня 2015 г. М.: ГЕОС, 2015. С. 273–278.

31. Пилипенко Ю.Н., Дякун Р.А. Геофизический контроль трещинообразования при разрушении флюидонасыщенного угля и горных пород. Геотехническая механика: межведомственный сборник научных трудов. Днепропетровск: ИГТМ НАНУ. 2012. Вып. 104. С. 69–81.

32. Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. М.: Мир, 1978. 847 с.

33. Marple S. Digital Spectral Analysis with Applications. Englewood Cliffs, N.J. Prentice-Hall, 1987, 492 p.

34. Welch P.D. The use of Fast Fourier Transformation for the estimation of power spectra: based on time averaging over short modified periodograms. IEEE Trans. Audio and Electroacoustics, 1967, AU-15, pp. 70–79.

35. Агеева О.А. Использование сейсмоэлектрических преобразований в породах для прогнозирования характера насыщения порового пространства // Геофизика. 2008. № 1. С. 16–21.


Для цитирования:


Чеботарева И.Я., Камшилин А.Н. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ В ГОРНЫХ ПОРОДАХ С МАЛОЙ СТЕПЕНЬЮ ФЛЮИДОНАСЫЩЕНИЯ. Радиопромышленность. 2018;28(1):18-26. https://doi.org/10.21778/2413-9599-2018-1-18-26

For citation:


Chebotareva I.Y., Kamshilin A.N. RESEARCH OF MECHANOELECTRIC TRANSFORMATIONS IN ROCK WITH A SMALL DEGREE OF FLUID SATURATION. Radio industry (Russia). 2018;28(1):18-26. (In Russ.) https://doi.org/10.21778/2413-9599-2018-1-18-26

Просмотров: 194


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2413-9599 (Print)
ISSN 2541-870X (Online)