Особенности взаимодействия многофазных микроструктурированных сред с акустическими и электрическими полями

• Автор: Подбережный, Максим Юрьевич
• Шифр специальности: 25.00.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 177 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ИЗУЧЕННОСТЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ И ДИНАМИЧЕСКИХ УПРУГИХ ДЕФОРМАЦИЙ ГЕТЕРОГЕННЫХ СРЕД

1.1. Методики измерений и результаты экспериментальных исследований взаимодействий физических полей в телах горных пород

1.2. Математические модели явлений взаимодействий физических полей

1.3. Выводы

Глава 2. ИЗМЕНЕНИЕ УПРУГИХ ХАРАКТЕРИСТИК

ФЛЮИДОНАСЫЩЕННЫХ СРЕД В УСЛОВИЯХ ПРОТЕКАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

2.1 Основные результаты исследований

2.2 Петрофизические параметры компонентов, составляющих физические модели
2.3. Измерительно-обрабатывающий комплекс
2.3. Натурные скважинные измерения (Р и Б волны)
2.4. Лабораторные эксперименты с использованием двумерных моделей сред (Р и Б волны)
2.5. Лабораторные эксперименты с использованием одномерных моделей сред (Р и Б волны)

2.6. Физические механизмы влияния электрического тока на изменения упругих характеристик гетерогенных сред
2.7. Выводы
Глава 3. МЕХАНИЗМ ГЕНЕРАЦИИ ПРЯМОГО
АКУСТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА
3.1. Основные результаты исследований
3.2. Измерение акустоэлектрического эффекта на лабораторных одномерных моделях (Р и 8 волны)
3.3. Математическое обоснование механизма генерации прямого акустоэлектрического эффекта
3.4. Лабораторные измерения акустоэлектрических сигналов во внешних электрических полях (Р и Б волны)
3.5. Теоретические оценки влияния внешнего постоянного электрического поля на амплитуду акустоэлектрических сигналов
3.6. Выводы
3.7. Предложения по практическому применению исследованных эффектов взаимодействия физических полей в телах горных пород
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Введение
Объект исследования - многофазные микроструктурированные среды на предмет изучения эффектов взаимодействия акустического и
электрического полей.
Актуальность исследования
Традиционный подход к решению задач поиска месторождений углеводородов и дифференциации геологического разреза на основе
комплексирования данных сейсмо- и электроразведки не удовлетворяет в полной мере нуждам нефтепромысловой отрасли. Это связано с тем, что в большинстве случаев при формировании математических моделей
физических явлений, экспериментально наблюдаемых в горных породах, используется классический подход к описанию сплошной среды. Данный подход исключает из рассмотрения такие свойства сред, как микроструктурированность, многофазность, пренебрегает фактом разномасштабности комплексируемых данных и не учитывает взаимное влияние друг на друга полей, используемых в различных геофизических методах. Применение этого подхода снижает возможность получения полной и более достоверной информации о петрофизических свойствах пород in situ, в частности пород, слагающих верхнюю часть разреза. Однако
экспериментально показано [55], [129], что в рамках сейсмических и электроразведочных методов повысить полноту геофизических данных возможно путем комплексного возмущения исходного состояния микронеоднородной породы упругими и электрическими полями. Это приводит к формированию вторичных откликов, которые могут

материала. Он обнаружил, что скорость должна изменяться как корень шестой степени от глубины. Хотя полученные указанными авторами выражения не вполне корректны, их расчеты послужили отправной точкой для многих исследователей, которые в дальнейшем использовали теорию Герца для определения сейсмических волн в различных сферических упаковках. С целью подтверждения полученных значений был проведен ряд дополнительных измерений на сферических упаковках и сыпучих песках. В теории Герца рассматриваются только те силы, которые действуют по нормалям к сферическим поверхностям в точках контакта. Даффи и Миндлин
[95] установили, что силы в точках контакта имеют, как правило, и касательные составляющие, которые должны сильно влиять на эффективные упругие модули сферической упаковки. Относительное смещение двух сфер под воздействием касательной силы было рассчитано Каттанео [91], Миндлиным [113], а Даффи и Миндлин [95] объединили эти результаты с теорией Герца для вычисления скорости упругих волн в гранецентрированной кубической решетке сфер с учетом нормальных и боковых смещении. Хорошее согласие между вычисленными и измеренными скоростями указывает на го, что этот вариант теории адекватно описывает распространение волн в регулярной решетке (упаковке) сфер. В обзоре по механизму упругих сред Дересевич [93] указывает, что необходимы дополнительные теоретические исследования на моделях со случайной хаотической упаковкой одинаковых сфер, рассматривая это как шаг к исследованию сред со случайной упаковкой частиц произвольных размеров и форм.
На основе рассмотрения законов Герца Е.Б. Сибиряков [31] построил теорию контрастных микронеоднородных сред, учитывающую параметры микростуктуры (среднее число контактов, пористость). Исследуемая изотропная среда представлена в виде хаотически ориентированных (анизотропных) мезоструктур, физические параметры, которых при помощи процедур осреднения трансформируются на макроуровень породы в целом.