Preview

Геофизические технологии

Расширенный поиск

АМПЛИТУДНО-ЗАВИСИМЫЕ СПЕКТРЫ ЗАТУХАНИЯ ПРОДОЛЬНОЙ ВОЛНЫ В СУХОМ И ВОДОНАСЫЩЕННОМ ПЕСЧАНИКЕ ПРИ ГИДРОСТАТИЧЕСКОМ ДАВЛЕНИИ

https://doi.org/10.18303/2619-1563-2018-1-3

Полный текст:

Аннотация

Представлены данные экспериментального исследования амплитудной зависимости затухания продольной волны  в сухом и водонасыщенном песчанике, находящемся при гидростатическом давлении 10 МПа. При измерениях  использовался метод отраженных волн на доминантной частоте излучаемого импульса 1 МГц в амплитудном  диапазоне  ~ (0,3 – 2,0)  10-6. Спектры затухания Р-волны 1( , ) P Q f  в частотном диапазоне 0,52 – 1,42  МГц в сухом и влажном состоянии образца имеют вид релаксационного пика, который зависит от величины  амплитуды деформации. В насыщенном песчанике по сравнению с сухим песчаником величина затухания выше и  пик затухания сдвинут к высоким частотам. С увеличением амплитуды затухание уменьшается в сухом песчанике  на 4,5 %, а в насыщенном – на 9 %. Скорость Р- волны практически не зависит от амплитуды. Обсуждается  возможный механизм дискретной (прерывистой) неупругости, который определяет вклад в искажение формы  импульса и оказывает влияние на спектры затухания. Полученные результаты имеют фундаментальное и  прикладное значение в сейсмике, акустике и других науках о Земле.

Об авторе

Э. И. Машинский
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН
Россия

630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3, Россия

доктор геол.-мин. наук, ведущий научный сотрудник лаборатории физических проблем геофизики Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН



Список литературы

1. Баранникова С.А., Надежкин М.В., Зуев Л.Б. О локализации пластической деформации при сжатии кристаллов LiF // Физика твердого тела. – 2010. – Т. 52, вып. 7. – С. 1291–1294.

2. Воробьев Е.В., Анпилогова Т.В. Моделирование процесса низкотемпературной деформации металлов // Проблемы прочности. – 2011. – № 1. – С. 109–121.

3. Головин Ю.И., Дуб С.Н., Иволгин В.И., Коренков В.В., Тюрин А.И. Кинетические особенности деформации твердых тел в нано-микрообъемах // Физика твердого тела. – 2005. – Т. 47, вып. 6. – С. 961–973.

4. Машинский Э.И., Кокшаров В.З., Нефедкин Ю.А. Амплитуднозависимые эффекты в диапазоне малых сейсмических деформаций // Геология и геофизика. – 1999. – Т. 40, № 4. – С. 611–618.

5. Машинский Э.И. Амплитудно-зависимые эффекты при распространении продольной сейсмической волны в межскважинном пространстве // Физика Земли. – 2007. – Т. 43, № 8. – С. 683–690.

6. Машинский Э.И. Амплитудно-зависимое затухание продольных и поперечных волн в сухом и насыщенном песчанике под давлением // Геология и геофизика. – 2009. – Т. 50. – С. 950–956.

7. Машинский Э.И., Голиков Н.А. Затухание продольных и поперечных УЗ-волн в частично и полнонасыщенных песчаниках-коллекторах под давлением // Технологии сейсморазведки. – 2012. – № 4. – С. 22–28.

8. Машинский Э.И. Спектры затухания продольных и поперечных волн в песчанике и монокристаллах природного кварца // Технологии сейсморазведки. – 2016. – № 2. – С. 69–75.

9. Песчанская Н.Н., Смирнов Б.И., Шпейзман В.В. Скачкообразная микродеформация наноструктурных металлов // Физика твердого тела. – 2008. – Т. 50, № 5. – С. 815–819.

10. Экономов А.Н. Влияние изменения микроструктуры поликристаллических металлов на их акустические свойства: дисс. … канд. физ.-мат. наук. – М., 2002. – 143 с.

11. Baud P., Vajdova V., Wong T. Shear-enhanced compaction and strain localization: Inelastic deformation and constitutive modeling of four porous sandstones // J. Geophys. Res. – 2006. – Vol. 111 – P. B12401.

12. Derlet P.M., Maaf R. Micro-plasticity and intermittent dislocation activity in a simplified micro-structural model // Modelling and simulation in materials Science and engineering. – 2013. – Vol. 21, No. 3. – P. 035007.

13. Diallo M.S., Prasad M., Appel E. Comparison between experimental results and theoretical predictions for P-wave velocity and attenuation at ultrasonic frequency // Wave Motion. – 2003. – Vol. 37. – P. 1–16.

14. Dvorkin J., Nur A. Dynamic poroelasticity: A unified model with the squirt and the Biot mechanisms // Geophysics. – 1993. – Vol. 58. – P. 524–533.

15. Dvorkin J., Prasad M., Sakai A., Lavoie D. Elasticity of marine sediments // GRL. – 1999. – Vol. 26. – P. 1781–1784.

16. Dvorkin J., Walls J., Taner T., Derzhi N., Mavko G. Attenuation at Patchy Saturation – A Model // EAGE 65th Conference & Exhibition. – 2003.

17. Gurmani S.F., Jahn S., Brasse H., Schilling F.R. Atomic scale view on partially molten rocks: Molecular dynamics simulations of melt-wetted olivine grain boundaries // J. Geophys. Res. – 2011. – Vol. 116, No. 12. – P. B12209.

18. Jones S.M. Velocity and quality factors of sedimentary rocks at low and high effective pressures // Geophys. J. Int. – 1995. – Vol. 123. – P. 774–780.

19. Liu Chu-ming, Liu Zi-juan, Zhu Xiu-rong, Hu Bi-wen, Wang Rong, Wang Meng-jun. Influence of isochronal heat treatment on damping behavior of AZ61 alloy // J. Cent. South Univ. Technol. – 2007. – Vol. 14, No. 3. – P. 315–

20. Luo S.-N., Swadener J.G., Ma C., Tschauner O. Examining crystallographic orientation dependence of hardness of silica stishovite // Physica. – 2007. – Vol. 399, No. 2. – P. 138–142.

21. Mashinskii E.I. Nonlinear amplitude-frequency characteristics of attenuation in rock under pressure // J. Geophys. Eng. – 2006. – No. 3. – P. 291–306.

22. Mashinskii E.I. Amplitude-frequency dependencies of wave attenuation in single-crystal quartz: experimental study // J. Geophys. Res. – 2008. – Vol. 113. – P. B11304.

23. Mashinskii E.I. Microplasticity effect in low-velocity zone induced by seismic wave // Journal of Applied Geophysics. – 2012 – Vol. 83. – P. 90–95.

24. Mashinskii E.I. Elastic-microplastic nature of wave propagation in the weakly consolidated rock // Journal of Applied Geophysics. – 2014. – Vol. 101. – P. 11–19.

25. Mashinskii E.I. Dynamic microplasticity manifestation in consolidated sandstone in the acoustical frequency range // Geophysical Prospecting. – 2016. – Vol. 64. – P. 1588–1601.

26. Mavko G.M., Mukerji T., Dvorkin J. Rock Physics Handbook. – Cambridge University press, 1998. – 329 р.

27. Mavko G., Dvorkin J. P-wave attenuation in reservoir and non-reservoir rock // EAGE 67th Conference & Exhibition – Madrid, 2005.

28. Olsson A.K., Austrell P-E. A fitting procedure for viscoelastic-elastoplastic material models // Proceedings of the Second European Conference on Constitutive Models for Rubber, Germany. – 2001.

29. Winkler K.W., Plona T.J. Technique for measuring ultrasonic velocity and attenuation spectra in rocks under pressure // J. Geophys. Res. – 1982. – Vol. 87, B 13. – P. 10776–10780.

30. Winkler K.W. Frequency dependent ultrasonic properties of high-porosity sandstones // J. Geophys. Res. – 1983. – Vol. 88, B 11 – P. 9493–9499.

31. Yin H., G. Zhang, Nanoindentation behavior of muscovite subjected to repeated loading // Journal of Nanomechanics and Micromechanics. – 2011. – Vol. 1 (2). – P. 72–83.

32. Zaitsev V.Yu., Nazarov V.E., Talanov V.I. Experimental Study of the self-action of seismoacoustic waves // Acoustic Physics. – 1999. – Vol. 45 (6). – P. 720–726.

33. Zhou C., Biner S.B., LeSar R. Discrete dislocation dynamics simulations of plasticity at small scales // Acta Materialia. – 2010. – Vol. 58. – P. 1565–1577.


Для цитирования:


Машинский Э.И. АМПЛИТУДНО-ЗАВИСИМЫЕ СПЕКТРЫ ЗАТУХАНИЯ ПРОДОЛЬНОЙ ВОЛНЫ В СУХОМ И ВОДОНАСЫЩЕННОМ ПЕСЧАНИКЕ ПРИ ГИДРОСТАТИЧЕСКОМ ДАВЛЕНИИ. Геофизические технологии. 2018;(1):25-38. https://doi.org/10.18303/2619-1563-2018-1-3

For citation:


Mashinskii E.I. AMPLITUDE-DEPENDENT SPECTRA OF THE DAMPING OF A LONGITUDINAL WAVE IN DRY AND WATER-SATURATED SANDSTONE AT HYDROSTATIC PRESSURE. Russian Journal of geophysical technologies. 2018;(1):25-38. (In Russ.) https://doi.org/10.18303/2619-1563-2018-1-3

Просмотров: 55


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


ISSN 2619-1563 (Online)