Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu thực nghiệm về quang phổ cộng hưởng âm thanh bị nhiễu bởi mẫu đá nhỏ trong buồng trụ
Tóm tắt
Một hệ thống đo lường cho quang phổ cộng hưởng âm thanh (ARS) đã được thiết lập, và tác động của hình học buồng cộng hưởng, mẫu nhiễu ở bên trong và nhiệt độ môi trường lên ARS đã được nghiên cứu. ARS của các mẫu nhỏ với kích thước và tính chất âm thanh khác nhau đã được đo. Kết quả cho thấy ở áp suất bình thường, tần số cộng hưởng giảm dần khi nhiệt độ chất lỏng trong buồng trụ tăng lên, trong khi biên độ cộng hưởng tăng lên. Ở một áp suất và nhiệt độ nhất định, cả tần số cộng hưởng và biên độ đều giảm mạnh khi có bọt khí bên trong chất lỏng trong buồng. ARS rõ ràng bị ảnh hưởng bởi độ rỗng của mẫu và vị trí của mẫu trong buồng cộng hưởng. Tại giữa buồng, tần số cộng hưởng đạt giá trị cực đại cho tất cả các mẫu được đo. Tần số cộng hưởng của các mẫu đá rỗng nhỏ hơn so với các mẫu nén chặt nếu các tham số âm thanh khác là giống nhau. Khi mẫu được di chuyển từ đỉnh đến giữa của buồng dọc theo trục của nó, biên độ cộng hưởng tăng dần đối với các đá nén chặt trong khi giảm đối với các đá không được cố kết. Hơn nữa, biên độ cộng hưởng tăng lên trước rồi lại giảm nếu độ rỗng của mẫu đá tương đối nhỏ. Bên cạnh đó, thông qua sự so sánh giữa các kết quả thực nghiệm và lý thuyết, phát hiện rằng tác động của các tham số âm thanh và kích thước của các mẫu cũng như kích thước của buồng trụ lên kết quả phòng thí nghiệm tương hợp tốt với các kết quả lý thuyết về mặt định tính. Những kết quả này có thể cung cấp tài liệu tham khảo cơ bản cho nghiên cứu thực nghiệm về các tính chất âm thanh của đá ở tần số thấp sử dụng ARS.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Biot M A. Theory of propagation of elastic waves in a fluid-saturated porous solid (I): Low-frequency range. J Acoust Soc Am, 1956, 28: 168–178
Biot M A. Theory of propagation of elastic waves in a fluid-saturated porous solid (II): Higher frequency range. J Acoust Soc Am, 1956, 28: 179–191
Akbar N, Nur A. Relating P-wave attenuation to permeability. Geophysics, 1993, 58: 20–29
Klimentos T, McCann C. Relationship among compressional wave attenuation, porosity, clay content, and permeability in sandstones. Geophysics, 1990, 55: 998–1014
White J E. Underground Sound. New York: Elsevier Science Publ Co. Inc, 1983
Kuster G T, Toksöz M N. Velocity and attenuation of seismic waves in two-phase media (II): Experiment results. Geophysics, 1974, 39: 607–618
Toksöz M N, Johnston D H, Timur A. Attenuation of seismic waves in dry and saturated rocks (I): Laboratory measurements. Geophysics, 1979, 44: 681–690
Zhao H R, Tang W B, Guo T S. The Experimental Technique and Application of Ultrasonic Seismic Model (in Chinese). Beijing: Petroleum Industry Press, 1986
King M S, Marsden R. Velocity dispersion between ultrasonic and seismic frequencies in brine-saturated reservoir sandstones. Geophysics, 2002, 67: 254–258
Zhang Y Z, Chu Z H, Li M, et al. An experimental study of acoustic dispersion of rock and extrapolation of the velocity. Chinese J Geophys (in Chinese), 2001, 44(1): 103–111
Sothcott J, McCann C, Jeronimidis G. Low frequency acoustic measurements in laboratory. In: Technical Proceedings of the 60th Annual Meeting of European Association of Geoscientists and Engineers, Liepzig. 1998. Paper No 10-29, 360–361
Lucet N, Rasolofosaon P N J, Zinszner B. Sonic properties of rock under confining pressure using the resonant bar technique. J Acoust Soc Am, 1991, 89: 980–990
Johnson P A, Zinszner B, Rasolofosaon P N J. Resonance and nonlinear elastic phenomena in rock. J Geophys Res, 1996, 101: 11553–11564
Ostrovsky L, Lebedev A, Matveyev A, et al. Application of three-dimensional resonant acoustic spectroscopy method to rock and building materials. J Acoust Soc Am, 2001, 110: 1770–1777
Zadler B J, Le Rousseau J H L, Scales J A, et al. Resonant ultrasound spectroscopy: Theory and application. Geophys J Int, 2004, 156: 154–169
Liu G D, Li Y M, Wu Y G, et al. Introduction of Geophysics in Land-phase Oil Reservoir (in Chinese). Beijing: Science Press, 1998. 11–15
Harris J M. Differential acoustic resonance spectroscopy. STP Report, Paper F, Stanford University, 1998
Harris J M, Wang X M. Measurements of acoustic resonance spectroscopy for an oil filled cylinder cavity with samples. STP Report, Paper X, Stanford University, 1999
Xu D L, Wang X M, Song Y J, et al. Acoustic resonance calculation of spherical resonance cavity caused by an eccentric sphere (in Chinese). J Daqing Petrol Instit, 2002, 26(1): 13–17
Harris J M, Cong J S, Song Y J, et al. Experimental scheme of measuring acoustic parameters of rock by using acoustic resonance spectroscopy at low frequency (in Chinese). Well-Logging Tech, 2003, 27: 177–180
Harris J M, Xu D L, Wang X M, et al. Resonance frequency shift in a cylindrical cavity with an inner small coaxial cylinder (in Chinese). Chinese J Geophys, 2005, 48: 445–451
Morse P M, Ingard K U. Theoretical Acoustics. New York: McGraw-Hill, Inc., 1968. 467–599
Ma D Y, Shen H. Acoustic Handbook (in Chinese). Beijing: Science Press, 2004. 154–163
Dvorkin J, Mavko G, Nur A. Squirt flow in fully saturated rocks. Geophysics, 1995, 60: 97–107