Радиопромышленность. 2019; 29: 45-53
Экспериментальное изучение механоэлектрических преобразований при слабом насыщении горных пород
https://doi.org/10.21778/2413-9599-2019-29-2-45-53Аннотация
Список литературы
1. Чеботарева И. Я., Камшилин А. Н. Исследование механоэлектрических преобразований в горных породах с малой степенью флюидонасыщения // Радиопромышленность. 2018. № 1. С. 18–26. DOI 10.21778/2413-9599-2018-1-18-26.
2. Иванов А. Г. Эффект электризации пластов земли при прохождении через них упругих волн // Доклады АН СССР. 1939. Т. 24, № 1. С. 41–43.
3. Френкель Я. И. К теории сейсмических и сейсмоэлектрических явлений во влажной почве // Известия АН СССР. Сер. географическая и геофизическая. 1944. Т. 8, № 4. С. 134–149.
4. Biot M. A. Theory of propagation of elastic waves in a fluid-saturated porous solids. Journal of the Acoustical Society of America, 1956, vol. 28, pp. 168–186.
5. Pride S. R. Governing equations for the coupled electromagnetics and acoustics of porous media. Physical Review, 1994, vol. 50, pp. 15678–15696.
6. Pride S. R., Haartsen M. W. Electroseismic wave properties. Journal of the Acoustical Society of America, 1996, vol. 100, pp. 1301–1315.
7. Jouniaux L., Zyserman F. A review on electrokinetically induced seismo-electrics, electro-seismics, and seismo-magnetics for Earth sciences. Solid Earth, 2016, no. 7, pp. 249–284.
8. Черняк Г. Я. Электромагнитные методы в гидрогеологии и инженерной геологии. М: Недра, 1987. 214 с.
9. Светов Б. С. Основы геоэлектрики. М.: Издательство ЛКИ, 2008. 656 с.
10. Светов Б. С., Губатенко В. П. Электромагнитное поле механо-электрического происхождения в пористых влагонасыщенных горных породах. I. Постановка задачи // Физика Земли. 1999. № 10. С. 67–73.
11. Сейсмоэлектрический эффект второго рода в горных породах / Агеева О.А., Светов Б.С., Шерман Г.Х., Шипулин С.В. // Геология и геофизика. 1999. Т. 4, № 8. С. 1251–1257.
12. Агеева О. А. Использование сейсмоэлектрических преобразований в породах для прогнозирования характера насыщения порового пространства // Геофизика. 2008. № 1. С. 16–21.
13. Chen B., Mu Y. Experimental studies of seismoelectric effects in fluid- saturated porous media. Journal of Geophysics and Engineering, 2005, vol. 2, no. 3, pp. 222–230.
14. Анциферов М. С. Лабораторное воспроизведение сейсмо-электрического эффекта второго рода // Доклады АН СССР. 1958. Т. 121, № 5. С. 827–829.
15. Пархоменко Э. И., Гаскаров И. В. Скважинные и лабораторные исследования сейсмоэлектрического эффекта второго рода в горных породах // Физика Земли. 1971. № 9. С. 88–92.
16. Зейгарник В. А., Ключкин В. Н. Физическое моделирование электросейсмического эффекта в горных породах. Триггерные эффекты в геосистемах // Материалы третьего Всероссийского семинара-совещания, Москва, 16–19 июня 2015 г. M.: GEOS, 2015. С. 252–258.
17. Доровский С. В., Доровский В. Н., Блохин А. М. О возможностях электроразведки при исследовании устойчивости водонефтяных слоистых систем // Геология и геофизика. 2006. № 11. С. 1185–1191.
18. Математическое моделирование сейсмоэлектрического эффекта второго рода, порождаемого плоскими упругими волнами в пористых влагонасыщенных средах / И.Г. Московский, О.М. Балабан, О.С. Федорова, А.В. Кочетков // Интернет-журнал «Науковедение». 2015. Т. 7, № 1 [Электронный ресурс]. URL: http://naukovedenie.ru/PDF/04TVN115.pdf (дата обращения: 27.03.2019).
Radio industry (Russia). 2019; 29: 45-53
Experimental study of mechanoelectric transformations in low saturated rocks
https://doi.org/10.21778/2413-9599-2019-29-2-45-53Abstract
The results of study of the electrical response of dry and slightly saturated with salted water (NaCl) or kerosene cores of Berea sandstone to acoustic effect in the frequency range of 0.5–10 kHz are presented herein. A strong lateral inhomogeneity by saturation was created during the experiments. The electrical response is sensitive to the addition of all types of fluid in the rock samples. At the same time, the reaction to the addition of highly concentrated salt solution in the samples is weak, while the reaction to the addition of weak concentrated salt solution and kerosene is strong. A high correlation is observed between the shape of the electrical response spectra of dry and damped cores, up to 0.9. For kerosene, the shape of the spectrum varies greatly, the rank correlation coefficient of the shape of the spectra is 0.3. The fact of a significant increase in electrical response on addition of non-polar fluid (kerosene) to the core is beyond the theoretical framework and may be associated with the creation of strong lateral petrophysical heterogeneity by saturation. The strong sensitivity of the amplitude of the electroseismic response of rocks to very weak but non-homogeneous saturation is interesting for the development of remote methods for determination of the type of fluid saturation of rocks, when searching for minerals and for the development of the methods for prediction of geophysical catastrophes.
References
1. Chebotareva I. Ya., Kamshilin A. N. Issledovanie mekhanoelektricheskikh preobrazovanii v gornykh porodakh s maloi stepen'yu flyuidonasyshcheniya // Radiopromyshlennost'. 2018. № 1. S. 18–26. DOI 10.21778/2413-9599-2018-1-18-26.
2. Ivanov A. G. Effekt elektrizatsii plastov zemli pri prokhozhdenii cherez nikh uprugikh voln // Doklady AN SSSR. 1939. T. 24, № 1. S. 41–43.
3. Frenkel' Ya. I. K teorii seismicheskikh i seismoelektricheskikh yavlenii vo vlazhnoi pochve // Izvestiya AN SSSR. Ser. geograficheskaya i geofizicheskaya. 1944. T. 8, № 4. S. 134–149.
4. Biot M. A. Theory of propagation of elastic waves in a fluid-saturated porous solids. Journal of the Acoustical Society of America, 1956, vol. 28, pp. 168–186.
5. Pride S. R. Governing equations for the coupled electromagnetics and acoustics of porous media. Physical Review, 1994, vol. 50, pp. 15678–15696.
6. Pride S. R., Haartsen M. W. Electroseismic wave properties. Journal of the Acoustical Society of America, 1996, vol. 100, pp. 1301–1315.
7. Jouniaux L., Zyserman F. A review on electrokinetically induced seismo-electrics, electro-seismics, and seismo-magnetics for Earth sciences. Solid Earth, 2016, no. 7, pp. 249–284.
8. Chernyak G. Ya. Elektromagnitnye metody v gidrogeologii i inzhenernoi geologii. M: Nedra, 1987. 214 s.
9. Svetov B. S. Osnovy geoelektriki. M.: Izdatel'stvo LKI, 2008. 656 s.
10. Svetov B. S., Gubatenko V. P. Elektromagnitnoe pole mekhano-elektricheskogo proiskhozhdeniya v poristykh vlagonasyshchennykh gornykh porodakh. I. Postanovka zadachi // Fizika Zemli. 1999. № 10. S. 67–73.
11. Seismoelektricheskii effekt vtorogo roda v gornykh porodakh / Ageeva O.A., Svetov B.S., Sherman G.Kh., Shipulin S.V. // Geologiya i geofizika. 1999. T. 4, № 8. S. 1251–1257.
12. Ageeva O. A. Ispol'zovanie seismoelektricheskikh preobrazovanii v porodakh dlya prognozirovaniya kharaktera nasyshcheniya porovogo prostranstva // Geofizika. 2008. № 1. S. 16–21.
13. Chen B., Mu Y. Experimental studies of seismoelectric effects in fluid- saturated porous media. Journal of Geophysics and Engineering, 2005, vol. 2, no. 3, pp. 222–230.
14. Antsiferov M. S. Laboratornoe vosproizvedenie seismo-elektricheskogo effekta vtorogo roda // Doklady AN SSSR. 1958. T. 121, № 5. S. 827–829.
15. Parkhomenko E. I., Gaskarov I. V. Skvazhinnye i laboratornye issledovaniya seismoelektricheskogo effekta vtorogo roda v gornykh porodakh // Fizika Zemli. 1971. № 9. S. 88–92.
16. Zeigarnik V. A., Klyuchkin V. N. Fizicheskoe modelirovanie elektroseismicheskogo effekta v gornykh porodakh. Triggernye effekty v geosistemakh // Materialy tret'ego Vserossiiskogo seminara-soveshchaniya, Moskva, 16–19 iyunya 2015 g. M.: GEOS, 2015. S. 252–258.
17. Dorovskii S. V., Dorovskii V. N., Blokhin A. M. O vozmozhnostyakh elektrorazvedki pri issledovanii ustoichivosti vodoneftyanykh sloistykh sistem // Geologiya i geofizika. 2006. № 11. S. 1185–1191.
18. Matematicheskoe modelirovanie seismoelektricheskogo effekta vtorogo roda, porozhdaemogo ploskimi uprugimi volnami v poristykh vlagonasyshchennykh sredakh / I.G. Moskovskii, O.M. Balaban, O.S. Fedorova, A.V. Kochetkov // Internet-zhurnal «Naukovedenie». 2015. T. 7, № 1 [Elektronnyi resurs]. URL: http://naukovedenie.ru/PDF/04TVN115.pdf (data obrashcheniya: 27.03.2019).
