Akustycznie stymulowane promieniowanie elektromagnetyczne obserwowane w ośrodkach porowatych nasyconych wodą lub ropą

• Autorzy: Sobotka J.

Warianty tytułu

EN

Acoustically stimulated electromagnetic radiation of water or hydrocarbon saturated porous media

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań zjawiska generacji wtórnego pola elektromagnetycznego w nasyconych skałach zbiornikowych znajdujących się pod wpływem drgań sprężystych. Ośrodek geologiczny, np. porowate, nasycone skały osadowe, składa się z szeregu energetycznie aktywnych elementów. Oznacza to możliwość wyprowadzenia ich ze stanu równowagi energetycznej przez doprowadzenie dodatkowej energii zewnętrznej (np. akustycznej), co w konsekwencji powoduje reakcję systemu w postaci, między innymi, wtórnego promieniowania elektromagnetycznego. Charakter promieniowania (amplituda, widmo częstotliwościowe, charakterystyki czasu) w dużej mierze uzależnione są od własności fizykochemicznych fazy stałej oraz nasycającego medium. W skałach nasyconych ropą generowane impulsy charakteryzują się podwyższonymi częstotliwościami i małymi amplitudami w porównaniu ze skałami nasyconymi wodą. Na podstawie badań teoretyczno-eksperymentalnych został udowodniony rezonansowy charakter tego zjawiska. Otrzymane wyniki wskazują na możliwość opracowania nowej diagnostycznej metody geofizyki poszukiwawczej.

EN

Physical properties of saturated porous media are unstable, which can be related to changes in their internal energy due to e.g. changes of acoustic pressure. Such processes usually are accompanied by electromagnetic radiation, parameters of which must be in strong relation to physical properties of rocks and the type of pore liquid. Results of experimental studies of electromagnetic radiation parameters of saturated sedimentary rock samples and borehole models in a powerful ultrasonic field are presented. It is shown that the amplitude of electromagnetic radiation induced in rock samples, saturated with electrolyte (NaCl solution) and subjected to a field of ultrasonic energy, increases dramatically compared to the amplitude of electromagnetic radiation induced in the same samples saturated with petroleum. The described results suggest that the field of ultrasonic energy alters the electromagnetic radiation of rock in various ways, depending on the type of pore liquid and on the relation between the liquid and the solid phases. A theoretical model explaining the obtained experimental results is proposed. Such behaviour of a multiphase system under the influence of an ultrasonic field enhances the informative possibilities of the methods of borehole logging and suggests possibilities of inventing new methods in geophysical prospecting.

Słowa kluczowe

PL

pole ultradźwiękowe; promieniowanie elektromagnetyczne; ciecz porowa; skała osadowa; geofizyka poszukiwawcza

EN

ultrasonic field; electromagnetic radiation; pore liquid; sedimentary rock; geophysical prospecting

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Geologia / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
• Rocznik: 2006
• Tom: T. 32, z. 4
• Strony: 479--497
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Sobotka J.

• Uniwersytet Wrocławski, Wydział Nauk Przyrodniczych, Instytut Nauk Geologicznych, ul. Cybulskiego 32, 50-203 Wrocław,

Bibliografia

• Bejgel M.Z., Zelikman M.Z. & Ivanov V.V., 1979. O peredaczach nizkoczastotnogo zvukovogo davlenija pri razlicznych czislach Rejnoldsa. Akusticzeskij Żurnal, 6, 44-49.
• Bergman A., 1957. Ultrazvuk. Izdatelstvo Inostrannaja Literatura, 756.
• Chatiaszvili N.G. & Perelman M.E., 1988. Elektromagnitnoje izluczenije pri formirovanii dvojnogo elektriczeskogo sloja. Soobszczenija ANGSSR, 129, 1, 81-84.
• Czelidze T.L., Derevianenko A.I. & Kurelenko O.D., 1977. Elektriczeskaja spektroskopija heterogennych sistem. Naukova Dumka, Kijev, 231.
• Gochberg M.B., Morgunov V.A. & Pochotielov E.A., 1988: Sejsmoelekrtomagnitnyje javlenija. Nauka, Moskva, 169.
• Gonczarskij V.N., Kalasznikov N.I. & Kuzovkin S.K., 1969. Techniczeskije osnovy elektrorazviedki. Naukova Dumka, Kijev, 117-131.
• Gress G., Brady B. & Rowell G., 1987. Sourses of Electromagnetic Radiation from Fracture of Rock Samples in Laboratory. Geophys. Res. Lett., 14, 4, 331-334,
• Karnauchov A.P., 1958. Kapilarno-kondensacyonnyj gisterezis v sistemie izpravilno upakovannych szarov. Izdatelstvo AN SSSR, Moskva, 71-84.
• Krauford F., 1974. Volny. Nauka, Moskva, 528.
• Lemb G., 1960. Dinamiczeskaja teorijazvuka. Fizmatgiz, Moskva, 253.
• Lonz Z.J. & Rivers W.K., 1975. Field Measurement of the Electroseismic Response. Geophysics, 40, 2, 212-217.
• Migunov I.I., Nikitin A.N. & Seleznev L.D., 1976. O vozmożnosti magnitnych izmierenij pjezoelektriczeskogo effekta gornych porod. W: Regionalnaja razvedka i promyslovaja geofizika, Moskva, ONTIVIEMS, 16, 32-38.
• Migunov I.I., 1984. O rasprostranienii uprugich voln v gruntach s elektrokineticzeskimi svojstvami. Fizika Ziemli, 3, 47-55.
• Perelman M.E. & Chatiaszvili N.G., 1983. Generacyja elektromagnitnogo izluczenija pri kolebanii dvojnych elektriczeskich slojov i jego projavlenie pri zemletriasenijach. Doklady ANSSSR, 271, 1, 80-83.
• Perelman M.E. & Chatiaszvili N.G., 1981. O radioizluczenii pri chrupkom razruszenii dielektrikov. Doklady ANSSSR, 256, 4, 824-826.
• Petkievicz G.I., Sobotka Yu.G. & Lizun S.A., 1989. Akusticzeski stimulirovannoe vtoricznoje elektromagnitnoje izluczenije v dvuchfaznych sredach s razlicznym tipom fluida. Doklady AN USSR, seria B, 6, 21-23.
• Prałat A. & Wójtowicz S., 2003. Promieniowanie elektromagnetyczne skał - czy to nowe możliwości oceny zagrożeń w górnictwie? Warsztaty Górnicze 2003, Mat. Symp., PAN, Kraków, 529-541.
• Sobolev G.A., Bożevskij V.N., Lementujeva V.A. & Migunov N.I., 1975. Izuczenije mechanoelektriczeskich javlenij v sejsmoaktivnom reżymie. W: Fizika oczaga ziemletriasienij, Nauka, Moskva, 25-34.
• Sobotka Yu.G., 1994. Osobennosti amplitudno-czastotnych charakteristik akustostimulirovannych EMI v sviazi s tipom fluidonasyszczennosti osadocznych porod. Tezisy dokladov mieżdunarodnoj konferencii „Anizotropija, Fraktaly. Problemy ich ispolzowanija”, Kiev, listopad 1994, 1-124.
• Sobotka Yu.G., Lizun S.A. & Pietkievicz G.I., 1991. Modelnyje issledovanija elektrofiziczeskich processov v nasyszczennych poristych sredach. Geologija i geochimija gorjuczich iskopajemych, 76, 82-87.
• Sobotka Yu.G., 1992. Metody akusticzeskoj stimulacii elektrofiziczeskich processov pri issledovanii fluidonasyszczennych gornych porod. Avtoreferat dissertacyi na soiskanije uczonoj stepeni kandidata geologo-min. nauk, Ivano Frankovsk, 20.
• Voinova M.V., Jonson M. & Kasemo B., 1977. Dynamic of Viscous Amphiphilic Films Supported by Elastic Solid Substrates. Archiv: cond-math/9706058vl, 6 June 1977, 1-19.