ЗМІСТ

ВСТУП
1. Сейсмоакустичних шуми.
I.I. Низькочастотні сейсмічні шуми
1.2. Високочастотні сейсмічні шуми.
1.3. Техногенні сейсмічні шуми.
1.4. Інформативність сейсмоакустичних шумів.
2. ФІЗИЧНІ ОСНОВИ ЗАСТОСУВАННЯ ГЕОАКУСТІЧЕСКОГО каротажу
2.1. Модель акустично активної геосреди
2.2. Про деякі механізми збудження геоакустіческіх шумів
2.3. Апаратура
ВИСНОВОК
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
ДОДАТОК 1
ДОДАТОК 2

ВСТУП
Новизна досліджень, відсутність публікацій про геоакустіческіх шуми у нас в країні і за кордоном висунули як першочергових завдань розробку свердловини апаратури та методики вивчення геоакустіческіх шумів, що включає пошук інформативних параметрів реєстрованих сигналів, аналіз їх зв'язку з напружено-деформованим станом геосреди і можливість практичної реалізації результатів досліджень у вигляді нового геофізичного методу вивчення стану середовища. В даний час геофізичний метод на основі використання геоакустіческіх шумів застосовується для вирішення наступних завдань.
1. На рудних родовищах:
• вивчення зон тріщинуватості і дроблення по стовбуру свердловини;
• виявлення тектонічних зон у околоскважінном просторі за їх динамічної активності родовищ.
2. При вивченні сучасної геодинаміки земної кори:
? Дослідження характеру просторового розподілу геоакустіческіх шумів і їх тимчасових варіацій в блоках консолідованих порід та в зонах тектонічних розломів.
3. На родовищах нафти і газу:
• визначення характеру насиченості колекторів, спектрального складу геоакустіческіх шумів на стадії свердловин і вирішення завдань щодо контролю за розробкою нафтових родовищ;
• виділення газоносних колекторів і індикація наявності або відсутності газу в середовищі, що досліджується.
У даній роботі викладені уявлення про сейсмоакустичних шумах Землі, їх інформативності та стан вивченості, розглянуто теоретичні питання порушення природних геоакустіческіх шумів, а також розглянуті фізичні основи застосування геоакустіческого каротажу.
1. Сейсмоакустичних шуми.
  
Сейсмоакустичних шуми (Сашко) Землі охоплюють діапазон частот від кГц до сотих часток Гц. За частотному складу шуми можна розділити на низькочастотні сейсмічні (низькочастотні мікросейсми), високочастотні сейсмічні (мікросейсми в діапазоні до десятків Гц) і акустичні (від десятків Гц до декількох кГц). Шуми в діапазоні частот взаімноперекриваемих називають сейсмоакустичних. Суворої термінології в класифікації шумів Землі по частотному складом не дотримуються, тому багато авторів користуються як рівнозначними, наприклад, такими термінами: високочастотні сейсмічні шуми і високочастотні мікросейсми, сейсмічна і сейсмоакустичних емісія або випромінювання, сейсмоакустичних і геоакустіческіе шуми.
Незалежно від діапазону частот проблема вивчення Саш охоплює дослідження з наступних основних розділів:
1. Причина виникнення шумів;
2. Механізм їх створення;
3. Розташування галузей освіти шумів;
4. Амплітудно-частотний склад сигналів;
5. Умови розповсюдження шумів;
6. Інформативність Саш та можливість їх практичного застосування.
За своїм походженням шуми Землі можна розділити на ендогенні та екзогенні. Екзогенні пов'язані із зовнішніми джерелами: хвилюванням води, вітром, діяльністю людини. Ендогенні зумовлені внутрішніми джерелами, процесами тріщиноутворення в обсязі геосреди, зміщенням блоків гірських порід, тобто перебудовою структур за рахунок тектонічних сил та деформуючого впливу різної природи.
 I.I. Низькочастотні сейсмічні шуми

Характерною особливістю спектрального складу низькочастотних шумів Землі є наявність двох максимумів в діапазоні періодів 4-10 та 12-20 с. [1] Мікросейсми, що відносяться до першого і другого спектральним максимумів, називають відповідно мікросейсмамі першого і другого роду.
У питанні про причину мікросеісм більшість дослідників дотримуються єдиної точки зору, вважаючи, що мікросейсми першого і другого ряду виникають переважно в результаті передачі енергії морських хвиль в земну кору.
З приводу механізму створення мікросеісм існує кілька теорій. Були висловлені ідеї про освіту мікросеісм в результаті удару морських хвиль про круті береги і про порушення мікросеісм в результаті передачі енергії морських хвиль на дно океану в центрі циклону, в якій би частині океану вона не перебувала, про освіту мікросеісм стоячими хвилями на поверхні водних басейнів. Області генерації мікросеісм відповідно до механізму їх утворення приурочені до прибережних зонах. Найбільш спірним питанням в проблемі мікросеісм залишається їх хвильова структура. Вважалося, що мікросейсміческіе хвилі є виключно поверхневими хвилями, але потім було встановлено, що під внутріконтинентальних пунктах значна частина мікросеісм відноситься до об'ємним подовжнім хвилях.
Періоди морських хвиль не визначають повністю періодів мікросейсм, а є лише одним з багатьох факторів, що впливають на спектр мікросеісм. Відношення періодів морських хвиль до періодів мікросеісм фактично варіюють у дуже широких межах. Форма спектра мікросеісм визначається головним чином будовою земної кори на шляху розповсюдження і в пункті спостереження мікросейсміческіх хвиль, спектром морського хвилювання і глибиною води в зоні освіти мікросеісм.
Вивчення умов розповсюдження мікросеісм першого роду дозволило виявити їх слабке затухання при розповсюдженні в континентальній земній корі. Умови розповсюдження мікросеісм другого роду практично ще не вивчені.
Таким чином, мікросейсми першого роду, які отримали в діапазоні періодів 4-6 з назва штормових, є основним низькочастотним шумом континентальної поверхні Землі.

1.2. Високочастотні сейсмічні шуми.

В останні роки інтерес до дослідження високочастотних сейсмічних шумів (ВСШ) значно зріс. З одного боку, це викликано тим, що в цьому діапазоні частот (15-60 Гц) ведеться глибинне сейсмічне зондування, реєстрація близьких землетрусів, вивчення сейсмічних ефектів вибухів, дослідження геодинамічних процесів, сейсмічної небезпеки вічній, пухких і скельних грунтів та ін
З іншого боку, з'явилися нові можливості вивчення ВСШ у зв'язку з відкриттям явища їх модуляції низькочастотними деформаційними процесами різної природи [2].
Проблема дослідження природи ВСШ та особливостей їх просторово-часових змін пов'язана з вирішенням наступних завдань:
1. Розробка методів і засобів реєстрації ВСШ.
2. Вивчення статистичних характеристик реєстрованих сигналів.
3. Вивчення зв'язку ВСШ з деформаційними процесами.
4. Дослідження особливостей формування ВСШ.
5. Зіставлення з іншими геофізичними процесами.
Вихідним параметром при розробці методів та засобів реєстрації ВСШ була взята інтенсивність випадкового процесу у вузькій смузі частот. Реалізація методу вузькополосної фільтрації і виділення огинаючої здійснювалася на спеціальній високочутливої апаратури, основними елементами якої були: сейсмопріемнік, перетворювач, вузькосмугові фільтри та блоки виділення огинаючої на частотах 15, 27, 30, 33 і 60 Гц [3]. Вивчення статистичних характеристик ВСШ (Цыплаков В.В., 1961; Карриєв BC, I984) дозволило виявити наступні закономірності [4]:
1. Фонові ВСШ володіють відносною сталістю статистичних характеристик (середнього квадрата амплітуди огинаючої, дисперсії).
2. Виявлено відсутність значущої кореляції між огинають для різних частот реєстрації, що свідчить про незалежність джерел на цих частотах.
3. Виявлено значуща кореляція між усередненими (на хвилинному і часовому інтервалі) значеннями амплітуди огинають для різних частот реєстрації, що можна вважати наслідок впливу на емісійні джерела низькочастотних процесів.
Дослідження часових варіацій ВСШ в діапазоні 15-60 Гц, проведені Д. Н. Рикуновим, О. Б. Хаврошкіним і В. В. Циплакова, дозволили встановити їх зв'язок з такими низькочастотними деформаційними процесами, як власні коливання Землі, штормові мікросейсми, інтенсивні сейсмічні хвилі від землетрусів і земні припливи. Кількісна оцінка існуючих в земній корі деформуючих процесів наведена в таблиці 1 (.
Питання вивчення зв'язку ВСШ з деформаційними процесами висвітлені також у працях Б. П. Дьяконова та ін [5], PP Сероглазова [6], Б. С. Карриева. У цих роботах на основі експериментальних даних розглянуто також механізми впливу різної періодичності деформацій на ВСШ. А. С. Черепанцевим [7] проведено дослідження взаємодії вітрової активності на поверхні і високочастотного сейсмічного випромінювання, де показаний нелінійний характер зв'язку цих процесів і сделанвивод про те, що інтенсивність відгуку сейсмічного випромінювання на вітрове вплив визначається динамічним станом середовища.
Аналіз результатів довготривалих режимних спостережень ВСШ, проведених Е. И. Гордєєвим, В. А. Салтиковим та ін на Камчатці [8], дозволив оцінити вплив на ВСШ таких природних процесів, як вітер, прогрівання грунту, місячно-сонячний приплив. При цьому, була полученазавісімость рівня ВСШ від швидкості вітру та температури грунту, а також виділені з рівня ВСШ сім періодичних складових з приливними періодами.
Найбільш складним є питання про формування області шумового поля, її розміри і просторове положення. За даними Б. С. Карриева для частот 15-30 Гц розмір області, що визначає 90% реєструються шумів, становить 3-6 км. Деякими дослідниками [9] спостережуваний часовий хід інтенсивності ВСШ пояснюється впливом тільки екзогенних факторів. Це ще раз свідчить про те, що питання про природу і властивості ВСШ вимагає подальшого дослідження.

1.3. Техногенні сейсмічні шуми.

Техногенні сейсмічні шуми (ТСШ) розглядаються як перешкоди при різного роду сейсмічних дослідженнях. Вивчення характеристик ТСШ необхідно, перш за все, для розробки методик виключення їх впливу або обліку у разі неможливості придушення шумів апаратурними засобами.
Дослідження мікроколебаній грунту в районах індустріальних міст показують, що основними чинниками, що визначають параметри промислових шумів, є спрямованість сейсмічного випромінювання енергоємних установок та геолого-геофізичні параметри середовища [10]. Найбільші сейсмічні сигнали спостерігаються від землетрусів, вибухів і промислових установок, при цьому, якщо перші два джерела з'являються епізодично, то третій діє майже безперервно.
Промислові сейсмічні перешкоди найбільш інтенсивні, їх рівень досягає 50 мкм. Механізми, що працюють в будинках, створюють фон у 5-10 мкм. Повітряні транспортні засоби, як і наземні, викликають струсу грунту амплітудою до I мкм і вище. Спостереження в метро показали, що на глибинах 20 м сигнал послаблюється в 2-8 разів у порівнянні з сейсмічних сигналом на поверхні на тій же відстані від джерела.
  У цій же роботі показано, що постійний мікросейсміческій фон на відстані до 20 км від міста має техногенним характер з максимумом на частотах 2-5 Гц.
Вимірювання сейсмічних шумів в діапазоні частот 0,5-100 Гц в лабораторних приміщеннях, розташованих у різних районах міста показали, що в денні години переважають складові мікросейсм з частотами 5-10 Гц і їх амплітуда не перевищує 1,5-2 мкм, в нічні годинники знижується рівень шумів, змінюється їх спектральний склад [11]. Протягом доби рівень мікросейсм може змінюватись 6-10 разів (до 0,06-0,2 мкм). Спектр шумів в місті в 2-3 рази ширше спектра, отриманого на станціях, розташованих у пригороді, а його максимум зміщений в область високих частот (8-10 Гц). Для приміських станцій далеко від транспортних магістралей найбільші значення шумів відносяться до області 1,8-3,5 Гц. В (таблиці 2)? наведені характеристики техногенних шумів в районі Новосибірська.
Таким чином, інформація про амплітудних, частотних і часових характеристиках ТСШ, традиційно розглядаються як перешкоди, дозволяє оцінити не тільки рівень шумів екзогенного походження, але може використовуватися при вивченні природи сейсмоакустичних шумів Землі.

1.4. Інформативність сейсмоакустичних шумів.

Актуальність проблеми вивчення Саш Землі обумовлена отриманням принципово нової інформації про геологічну будову земної кори, характері що протікають в ній процесів і їх активності, в також виявленням можливостей практичного використання шумів при вирішенні завдань рудної і нафтової геофізики.
Низькочастотні сейсмічні шуми (НТШ) або мікросейсми володіють інформативністю про геологічну будову і можуть використовуватися для вивчення земної кори. Був виявлений чіткий зв'язок між величиною періодів мікросейсм і потужністю мезозойської-кайнозойських відкладень платформеного чохла. При потужності платформеного чохли від 0 до 400 м період мікросейсм змінюється від 0,5 до 2,2 с, адекватно реагуючи на локальні зміни потужності відкладів. Період мікросейсм збільшувався від 2,6 до 4,5 с, коли товща відкладень плавно збільшувалася від 0,6 до 1,7 км. Ці дані послужили основою для розробки нового способу визначення потужності покривних платформних утворень при майданному картуванні похованого фундаменту на території прогинів, западин, депресій, а також при гідрогеологічних та інженерно-геологічні дослідження.
Здатність гірських порід випромінювати акустичні імпульси використовуються для отримання інформації про неоднорідності, порушень, напруженому станом порід, а також про що розвиваються в земній корі динамічні процеси. На практиці широко використовується та частина ВСШ, природа яких обумовлена емісією пружних хвиль, що виникають у процесі руйнування обсягу геосреди. У гірських породах при крихкому руйнуванні сейсмоакустичних емісія (САЕ) зумовлена розвитком і мікро-і макротріщин. За САЕ оцінюють удароопасность порід [12], контролюють стан масиву порід і процеси руйнування. Дані САЕ масиву порід використовуються для визначення лінійних розмірів максимальних тріщин і дозволяють виявити момент переходу до макроразрушеніям в досліджуваному блоці породи. Метод на основі вивчення спектру сигналів САЕ успішно застосовується для прогнозу обвалень на калійних рудниках [13]. Шахтні дослідження САЕ соляного масиву, після порушення середовища виконавчим органом (шахтним комбайном) дозволили виробити такі рекомендації з оцінки стану покрівлі в калійних рудниках (табл. 3)?.
При дослідженні сейсмоакустичних критерію викидонебезпечність на вугільних шахтах було відзначено, що в періоди формування викидонебезпечна ситуації частота спектрального максимуму сигналів знижується [14]. Ці та інші приклади, які показують можливість реєстрації САЕ для вирішення гірничо-геологічних завдань, представлені в багатьох збірниках наукових праць і монографіях.
В даний час у провідних геофізичних службах світу набув поширення шумовий каротаж, заснований на реєстрації акустичних шумів у смузі частот 20-2000 Гц, що створюються потоками флюїда і газу в умовах перепаду тиску, викликаного технологічними процесами при експлуатації свердловин. Розроблено методики, свердловинна апаратура і ведуться дослідження з метою контролю за розробкою газових і нафтових родовищ.

2. ФІЗИЧНІ ОСНОВИ ЗАСТОСУВАННЯ ГЕОАКУСТІЧЕСКОГО каротажу
2.1. Модель акустично активної геосреди

Земна кора є відкритою термодинамічної системою з ієрархічно блоковим будовою і перебуває в напруженому стані під дією зовнішніх і внутрішніх сил [15] розподіл напружень залежить не тільки від діючих навантажень, але й від ступеня неоднорідності, тріщинуватості масивів порід; зміна напруженого стану порід викликає їх деформацію , призводить до перебудови в контактних поверхнях у системі тріщин, до появи нових дефектів, що супроводжується акустичної емісією. Така загальна схема процесів.
По суті, це механізм розсіяних розривів своєрідних наноземлетрясеній, який функціонує геологічно довгихЄльне час навіть у тектонічно стабільних областях. Але що приводить в дію такий механізм, чому його ефективність вище в зонах великої навантаженості порід, чому він не пригнічується значним літостатіческім тиском на великих глибинах?
Для отримання деяких оцінок розглянемо блокову модель масиву гірської породи.
За відомими критеріями міцність тіла залежить від числа і розмірів дефектів. А ці характеристики в ряді випадків можна визначити. Скористаємося, наприклад, умовою Гріффітса для розривного напруги при зсуві:

де G - модуль зсуву;
W - щільність поверхневої енергії;
1 - критична довжина тріщини;
? - Коефіцієнт Пуассона.
У багатьох випадках за експериментальними даними відомо розподіл тріщин за розмірами. Часто воно має нормальний розподіл [16].
Кількість, що знову з'явилися дефектів визначається формулою:

Звідси можна оцінити кількість тріщин, що виникають в одиницю часу:
 
Тим самим визначається інтенсивність акустичної емісії, що супроводжує утворення дефектів.
Оскільки інтенсивність акустичної емісії пропорційна числу зв'язків або дефектів N в обсязі, залежить експоненціально від енергії активації розривів при постійному навантаженні а0 і від відношення діючого змінної напруги до середнього значення розривного напруги, яка в даному випадку визначено як відношення енергії активації розривів до структурної параметру, що характеризує перенапруги на неоднорідностях середовища.
Цей висновок має і практичну значимість. Наприклад, якщо товща порід охоплена одним режимом навантаження, то зони з підвищеними значеннями тріщинуватості будуть виділятися аномаліями гаш, що й спостерігається на практиці (рис.1) (. Звичайно, можливі випадки, коли тріщинуватість збільшується, а рівень шуму не змінюється. Згідно з попередньою формулою відповідна компенсація у втраті міцності може здійснюватися за рахунок підвищення розривного напруги. Спостереження підтверджують цей висновок (рис.2) (.
Експерименти на зразках гірських порід показують, що зі зростанням всебічного тиску число тріщин зменшується, підвищується міцність порід. У реальних умовах у верхній частині земної кори спостерігаються суттєві відхилення від цих закономірностей, що обумовлено рядом причин, у тому числі безперервними фізико-хімічними процесами в проникних, заповнених флюїдами і газами гірських масивах. Це проявляється в тимчасових варіаціях гаш, у тому числі і на великих глибинах. Міцність крихких порід добре апроксіміруется модифікованим умовою Кулона-Мора [17]:
де - зчеплення порід, f - коефіцієнт тертя при зсуві, - нормальне напругу і тиск в рідині, що заповнює тріщину.
Коли f мало, а і Р близькі, що виконується в замкнутих об'ємах, то на великих глибинах міцність на зрушення буде в основному визначатися зчепленням порід. Як показують лабораторні експерименти, воно росте з тиском, тому що з тиском зменшуються розміри дефектів і збільшуються пружні модулі. Але напруга на розрив буде рости тільки в тому випадку, коли поверхнева енергія не буде еквівалентно зменшуватися. Насправді з глибиною флюїди можуть знижувати вільну поверхневу енергію тріщин.
 У зниження міцності порід вносять також свої внесок корозія під напругою, електрохімічні процеси і, нарешті, зростання температури з глибиною. Звідси видно, що в земній корі існують конкуруючі підвищенню літостатіческого тиску процеси і поки породи залишаються крихкими, можуть існувати умови, за яких природна геоакустіческая активність не пригнічується.
2.2. Про деякі механізми збудження геоакустіческіх шумів

При розвідці та експлуатації нафтогазових покладів в породах-колекторах, що вміщають товщах, розкритих свердловинами, виникають геоакустіческіе шуми (гаш). Вони відображають різноманітні і складні процеси в товщі порід, околоскважінном обсязі. Правильно л поставлена шумометрія є потужним діагностичним інструментом. Породи в осадовою товщі можна розглядати як систему, що включає твердий скелет і заповнює принаймні, 3-х компонентну середу (нафта, вода, газ), що знаходиться в термодинамічній рівновазі. Буріння свердловин та їх використання для видобування нафти, газу раз особистими технологічними прийомами призводить до порушення цього стану, що супроводжується посиленням діяли і виникненням нових механізмів створення акустичних коливань, які реєструються за розрізами, розкриті свердловинами. Зупинимося тепер на фізичних засадах інформативності гаш. Кожна з компонент складають систему (твердий скелет, нафта, вода, газ) може бути джерелом акустичних коливань.
1.Обратімся перш за все до твердої частини породи. Її характерні ознаки - дискретна гетерогенна структура з порами, тріщинами і напружений стан з локальними перенапруження на неоднорідностях, дефекти. Своєрідність поєднання такої структури і розподілу напруг призводить до квазістабільному стану, до стану, коли при літостатіческіх тиску до 100 МПа і вище, породи реагують на мізерно малі деформації порядку 10-7м (земні припливи), 10-10м (власні коливання Землі) акустичної та електромагнітної активністю, що свідчить про мікроразрушеніях, виникненні нових дефектів, тріщин. Як показує шумометрія глибоких і надглибоких свердловин аномально високими значеннями шуму виділяються структури підвищеної порушеною, тріщинуватості і динамічної активності. До таких структур належить більшість порід-колекторів. Суттєву роль в активізації деформаційних процесів, а отже гаш, грає насиченість порід флюїдами, що обумовлено зниженням міцності порід за рахунок зменшення внутрішнього тертя, електрохімічних процесів та інших факторів. Розбурювання нафтогазових площ і експлуатація нафтогазових покладів порушує сформовану схему розподілу тисків, флюїда, газонасиченості пластів, температур. В результаті зростає динаміка скелета і, як наслідок, проникність колекторів, і акустичної гучності, характеристики якої можуть нести інформацію про ефективність техногенних впливів. На основі узагальнення результатів лабораторних та натурних досліджень розроблена модель збудження гаш в дискретної, напружено-деформованої середовищі для одержання деяких оцінок при дії на пласти.
2. Насичують пласт флюїди і гази не тільки впливають на акустичну активність твердої частини пласта, але в свою чергу можуть генерувати акустичні коливання, коли виникає дегазація флюїдів і фільтраційний потік стає нестійким з пульсаціями швидкості і тиску, що відповідає переходу числа Рейнольдса через критичне значення.

Воно не має універсального значення і може знаходиться в межах від декількох десятків до тисяч, залежно від умов фільтрації і властивостей флюїда або газу. При, числах Рейнольдса великих критичного рух швидко набуває складний і заплутаний характер із всеменьшімі масштабами турбулентності, обурення взаємодіють один з одним, наводячи як до спрощення, так і ускладнення руху. Зараз немає вичерпної теорії виникнення турбулентності в різних типах течій. Допустимі рівняннями руху моди збурень володіють різними масштабами, тобто відстанями, на яких помітно змінюється швидкість пульсацій. Чим менше масштаб рухів, тим більше градієнти швидкості і тим сильніше воно гальмується в'язкістю. Зупинимося тепер на деяких параметрах розвиненою турбулентності, яка може зустрічатися на практиці при затрубний перетоках, негерметичності обсадної колони, в перфорованих інтервалах, у шарах з інтенсивним газовиділенням. В міру зростання числа Рейнольдса спочатку з'являються великомасштабні пульсації, потім їх масштаб зменшується. Великомасштабні володіють найбільшими амплітудами. Їх швидкість порівняна зі змінами?? середній швидкості протягом 1 основного масштабу турбулентності. Частоти цих пульсацій мають порядок V/1. Дрібномасштабні пульсації, що відповідають великим частотах, мають значно менші амплітуди. Є як би безперервний потік енергії від малих частот до великих. Цей потік діссіпіруется в самих високочастотних пульсаціях.Порядок величини пульсації тиску в області турбулентного руху. Поряд з просторовими масштабами представляють інтерес тимчасові характеристики пульсацій - частоти. Нижній поріг частотногоспектра турбулентних рухів знаходиться на частотах V/1, верхній визначається частотами

  де -? 0 внутрішній масштаб турбулентності, який визначає порядок величини масштабів найбільш високочастотних пульсацій в потоці. Наведені тут загальні характеристики турбулентного потоку розкривають один з механізмів створення коливань у околоскважінной середовищі і тим самим діагностичні можливості гаш.
3. Тепер про механізм, пов'язаний з дегазацією флюїда. Якщо пластовий тиск збігається з тиском насичення флюїда газом, то рідина знаходиться в насиченому стані. Рух газорідинних систем в пористому середовищі супроводжується фазовими переходами, які впливають на характеристики фільтрації. Фазові переходи відбуваються при зміні тиску (процес ізотермічний). Рух виділеного об'єму рідини в пористому середовищі пов'язане зі зміною тиску в ньому і, відповідно, відбувається виділення газу з рідини. Темп зміни тиску, а отже, і темп виділення газу, залежить від швидкості руху в колекторі. Тиск може змінюватися також в кожній точці в часі. У загальному випадку для одновимірного потоку:

З термодинаміки відомо, що процес фазових перетворень можна вважати рівноважним, якщо. При великих значеннях процес Нерівноважний і кількість нової фази визначається не тільки значенням тиску, але і швидкістю його зміни. Для нафтогазових систем Нерівноважний характер фазових перетворень проявляється при

Розглядаючи радіальний потік, отримаємо, що найбільше значення має поблизу свердловини, тобто в призабійної зоні може бути нерівних процесах розгазування нафти, що породжує пружні коливання. У процесі дегазації також виділяють докавітаціонний (пульсація пухирців переважно без схлопиванії) і кавітаційний режими. Процес дегазації відбувається аж до встановлення нового значення рівноважної концентрації. Практично будь-яка рідина містить газ у розчиненому вигляді та у вигляді бульбашок. Розчинність основного компонента природного газу - метану в пластовій воді у багато разів менше його розчинності у нафті. При великих гідростатичних тисках, кількість розчиненого газу в нафті в 10-100 разів більше, ніж у воді. Поведінка рідини і газу можна оцінити на прикладі одиночного бульбашки. У рідини, що знаходиться під тиском Р0, на бульбашка газу радіусом г діють такі сили: гідростатичний тиск Р0, сили поверхневого натягу, які прагнуть стиснути, і тиск газу Рг, пара Рп, що протистоять стисненню.
Результуюче тиск:
Р = Рг + Рп - Р0 - 2
При Р> 0 збільшуються, а при Р

2.3. Апаратура

BN-4002D - реєстратор акустичних шумів в свердловинах з виведенням сигналів у цифровому вигляді для оперативної обробки та візуалізації даних на персональному комп'ютері NOTE BOOK в процесі вимірювань.
Апаратура РДА-3 (реєстратор динамічної активності трьохкомпонентних) з чутливістю, що дозволяє реєструвати Сейсмоакустичний відгук геосреди на деформації порядку 10-7 - 10-11 м, була розроблена в Інституті геофізики УрВ РАН В. А. Фадєєвим. (Мал. 3) (.
Апаратура РДА-3 складається з свердловинного приладу і наземного пульта. В свердловину приладі розміщені: п'езодатчікі-акселерометри (вертикальний і два горизонтальних, розташованих під кутом 90 °) попередній підсилювач, калібрувальний генератор, комутаційне пристрій і стабілізатор живлення. Свердловинні прилад з'єднується з наземним пультом трижильним броньованим каротажної кабелем, за яким здійснюється живлення приладу, управління режимами його роботи і передача інформації.
Передбачено три режими роботи свердловинного приладу:
• реєстрація сигналів з послідовним опитуванням датчиків X, Y, Z;
• калібрування електричного тракту каналу;
• контроль рівня власних шумів електричного тракту. В свердловину приладі встановлено п'єзодатчика, що мають однаковий коефіцієнт перетворення в межах 5-10 мкВ с/мм.
Акустичні сигнали надходять у наземний пульт через блок керування режимами роботи апаратури і після підсилення можуть розділяться фільтрами на три смуги частот: 20-100; 100-500 і 500-2000 Гц. В автоматичному режимі вимірювання можуть проводитися у будь-якому з п'яти тимчасових циклів: 20; 10; 5; 2.5 і 1.25 хвилини. За цикл вимірювання спостерігається проходження режимів від запису калібрувального сигналу до реєстрації гаш вертикальним датчиком Z. Для будь-якого з п'яти тимчасових циклів співвідношення за часом наступне:
Тк: Тих: Тх: Ту: Tz = 1: 1: 6: 6: 6,
тобто тривалість вимірювання компонент (Tx, Ty, Tz) в 6 разів більше контрольно-перевірочних параметрів.
Апаратура РДА-3 дозволяє проводити вимірювання в свердловинах при тиску понад 60 МПа і температурі до 125 ° С.
ВИСНОВОК
Доцільність застосування даного методу в геофізиці дозволять вирішувати проблеми різного характеру.
Вивчення характеристик техногенних сейсмічних шумів (ТСШ) необхідно, перш за все, для розробки методик виключення їх впливу або обліку у разі неможливості придушення шумів апаратурними засобами. Інформація про амплітудних, частотних і часових характеристиках ТСШ, традиційно розглядаються як перешкоди, дозволяє оцінити не тільки рівень шумів екзогенного походження, але може використовуватися при вивченні природи сейсмоакустичних шумів Землі.
Актуальність проблеми вивчення сейсмоакустичних шумів (Сашко) Землі обумовлена отриманням принципово нової інформації про геологічну будову земної кори, характері що протікають в ній процесів і їх активності, в також виявленням можливостей практичного використання шумів при вирішенні завдань рудної і нафтової геофізики.
За сейсмоакустичних емісії (САЕ) оцінюють удароопасность порід, контролюють стан масиву порід і процеси руйнування. Метод на основі вивчення спектру сигналів САЕ успішно застосовується для прогнозу обвалень на калійних рудниках. При дослідженні сейсмоакустичних критерію викидонебезпечність на вугільних шахтах було відзначено, що в періоди формування викидонебезпечна ситуації частота спектрального максимуму сигналів знижується. Ці та інші приклади, які показують, що можливість реєстрації САЕ можуть успішно застосовуватися для вирішення гірничо-геологічних завдань.
В даний час у провідних геофізичних службах світу набув поширення шумовий каротаж. Розроблено методики, свердловинна апаратура і ведуться дослідження з метою контролю за розробкою газових і нафтових родовищ.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Монахов Ф.І. «Низькочастотний сейсмічний шум Землі». М., Наука, 1997.
2. Рикуном Л.Н., Хаврошкін О.Б., Цыплаков В.В. «Явище модуляції високочастотних сейсмічних шумів Землі». М., ВНІЦПІ, 1984.
3. Рикуном Л.Н., Хаврошкін О.Б., Цыплаков В.В. «Апаратура та методи для досліджень слабких сейсмічних ефектів» М., 1978 - Деп. ВИНИТИ, № 2919.
4. Карриєв Б.С. «Дослідження високочастотних сейсмічних шумів Ашхабадська сейсмоактивного району». Автореферат. М., ІФЗ АН СРСР, 1984.
5. Дьяконов Б.П., Іваев А.Т., Улітін Р.В. «Про посилення циклічних змін фізичних характеристик гірських порід в земній корі» Докл. АН СРСР, 1985. Т. 282. Н.
6. Сероглазая Р.Р. «Про впливі короткоперіодних деформацій на високочастотні мікросейсми. Вулканологія і сейсмологія ». 1993.
7. Черепанцев А.С. «Зв'язок параметрів високочастотного сейсмічного випромінювання з динамікою геофізичної середовища» Автореферат. Кондідатская дисертація. М. МГУ. 1991.
8. Гордєєв Е.Н., Салтиков В.А., Синицин В.І., Чебров В.Н. «Перші результати дослідження сейсмічного високочастотного шуму на Камчатці. Вулканологія і сейсмологія ». 1991.
9. Гальперин О.М., Ситников А.В., Кветінскій С.І. Досвід та результати експериментального вивчення високочастотних сейсмічних шумів. Изв. АН СРСР. Фізика Землі. 1989.
10. Дергачов А.А., Данциг Л.Г., Бортніков П.Б. Сейсмічні шуми в рАйона Новосибірська. Геологія та геофізика. 1984.
11. Корідалін В.Є., Кузьміна І.В., Осика В.І., Попов Е.И., Токмаков В.А. Сейсмічні шуми індустріального міста. Докл. АН СРСР 1985. Т. 280. № 5.
12. Агиенко В.А., Турок В.А., Мелузін А.А., Юр'єв А.В. Контроль сейсмоакустичних емісії удароопасного ділянки гірських порід субрах. Сб Геофізичні основи контролю напруги в гірських породах. Новосибірськ. 1983.
13. Медведєв І.І., Жихарев С.Я. Прогноз обвалень на калійних рудниках за допомогою сейсмоакустичних методу. Сб Гірська геофізика. Батумі.1985.
14. Векслер Ю.А., Шакіров А.Т., Лагутін С.В., Бекбулатов Т.А. Критерій оцінки викидонебезпечних вугільних пластів. Сб Гірська геофізика. Тбілісі. 1989. ч.1.
15. Бакланов І.В. «Деформування і руйнування породних масивів». М.Недра.1988.
16. Алексєєв А.Д., недодає Н.В. «Граничний стан гірських порід». Київ, Наукова Думка, 1982.
17. Борисов А.А. «Механіка гірських порід і масивів». М., Недра, 1980.