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

Abstract

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.

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.