Определение физико-механических свойств горных пород по данным сейсморазведки.
По скоростям продольных (желательно и поперечных) упругих волн, получаемым в результате полевой и акваториальной сейсморазведки, а также сейсмоакустических исследований скважин, определяются физико-механические свойства горных пород (плотность, пустотность, пористость, заполнитель пустот) [Комплексные инженерно-геофизические исследования при строительстве гидротехнических сооружений, 1990; Ляховицкий Ф.М. и др., 1989; Полевые методы гидрогеологических, инженерно-геологических, мерзлотных и инженерно-геофизических исследований, 1982; Савич А.И., Ященко З.Г., 1979].
Плотность ( 
) горных пород, зависящая от плотности породообразующих минералов, пустотности, водо-, нефте-, газонасыщенности, может быть оценена по известным скоростям продольных упругих волн и литологии с помощью табл. 1.1 или рис. 5.8.
|
Рис. 5.8. Графики зависимостей скоростей продольных волн (  ) от плотности ( ) по данным разных авторов: теоретические данные для осадочных пород (1); экспериментальные данные для магматических и метаморфических пород (2), глин (3), песчано-гравийных отложений (4), песков (5), песчано-глинистых грунтов (6), неводонасыщенных грунтов (7)
|
Пустотность магматических и метаморфических пород мала (0,01-5%). Если пустоты заполнены воздухом или водой, то пустотность называется открытой. Она может быть оценена через скорости продольных волн (в км/с) по следующей эмпирической формуле 
, где 
= 0,3, 
= -0,5 (при заполнении пор воздухом) и = 0,4, = -0,06 (при заполнении пор водой).
|
|
|
Пористость ( 
) песчано-глинистых пород через (в км/с) можно рассчитать по эмпирической формуле В.И.Бондарева: 
, где = 0,5 (для сухих) и = 1,7 (для водонасыщенных пород). Погрешности в определении плотности, пустотности и пористости составляют около 20% [Н.Н.Горяинов Н.Н. и др., 1992].
Относительную пустотность (трещиноватость) массива скальных пород можно оценить по коэффициенту сохранности 
, где и 
- скорость продольных волн на данном участке и максимальная скорость продольных волн на той части изучаемой площади, где залегают заведомо массивные породы. Сохранность пород считается хорошей при 
70% и плохой при 
30%.
Насыщенность пустот воздухом, водой, вторичными продуктами разрушения по-разному влияют на и 
. В целом с увеличением пустотности (пористости и трещиноватости) скорость продольных волн уменьшается в большей степени для сухих пород и в меньшей - для полностью водонасыщенных. Например, для магматических пород увеличение пустотности от 0,1-0,3% до 0,3-1%, т.е. в три раза, уменьшает на 10-20% для водонасыщенных пород и на 30-50% - для газонасыщенных. При постоянной открытой пустотности (П) скорость продольных волн возрастает с ростом водонасыщенности ( 
) в 1,5-6 раз соответственно при П < 1% - П > 30%. Поскольку часть пор и трещин в полускальных и рыхлых породах заполнены вторичными продуктами разрушения с на порядок меньшими, чем в твердом скелете породы, то сложным образом зависит от П, и заполнителя пор. Так, для скальных и полускальных пород, массивных ( 
) и трещиноватых, насыщенных водой ( 
), вторичными продуктами их разрушения ( 
) или воздухом (газом) ( 
) справедливо соотношение: 
. Величины неравенств в зависимости от литологии и пористости бывают разными.
|
|
|
Таким образом, по скоростям продольных волн определить сложно, а скорости поперечных волн еще меньше зависят от заполнителя пор. Например, увеличение на 10-30% соответствует росту от 0 до 100%.
Дата добавления: 2019-02-13; просмотров: 364; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!