- •Межскважинное акустическое просвечивание
- •Характеристика звукового поля.
- •Поглощение звуковой энергии в горных породах.
- •Распространение волн в неоднородных средах
- •Границы применения метода акустического просвечивания
- •Методика и интерпретация
- •Примеры применения метода акустического просвечивания
Методика и интерпретация
Межскважинное прозвучивание следует начинать по схеме синхронного перемещения по скважине излучающего и приемного зондов с целью получения первого представления о прозвучиваемом разрезе и выявления аномальных зон в исследуемом интервале глубин. Оконтуривание этих зон проводится по схеме веерной съемки, при которой излучатель устанавливается неподвижно в одной скважине, а звукоприемник перемещается вдоль другой. Стоянка неподвижного скважинного зонда располагается выше или ниже предполагаемой неоднородности в местах сравнительно хорошего прохождения звука. Рекомендуется оставлять неподвижным скважинный звукоприемник и перемещать излучатель, поскольку при этом достигается более высокая производительность труда. При корреляции наклонно залегающих рудных тел и определении физико-механических свойств горных пород и руд целесообразно синхронное перемещение со сдвигом излучателя и звукоприемника по глубине, с наклоном лучей прозвучивания, близким к углу падения пород в плоскости прозвучивания (рис. 2).
Рис. 2. Схема измерений при МП:
а, б — синхронное перемещение без сдвига и со сдвигом по глубине соответственно; в — веерная съемка; 1- геологическая неоднородность; 2- скважина; 3- излучатель; 4- звукоприемник
При работе на тональном сигнале со смещением по глубине излучателя и приемника угол между лучом и осью скважины не должен быть менее 30° для того, чтобы диаграмма направленности источника приближалась к круговой.
При просвечивании на импульсном сигнале ограничений по углу между лучом просвечивания и осью скважины нет. При использовании импульсной аппаратуры межскважинного акустического просвечивания с цифровой регистрацией и магнитной записью типа МП-4 и иной со встроенной программой обработки целесообразно осуществление просвечивания по схеме синхронного перемещения при нескольких (не менее пяти) углах наклона параллельных лучей к осям скважин в рабочем интервале измерений.
Сначала выбирают оптимальные режимы регистрации, оптимальную полосу фильтрации (частоты среза ФНЧ и ФВЧ), уровень ослабления входного сигнала, ориентировочное количество накоплений при многоразрядном полном и малоразрядном режимах накопления АЦП. Измерения при многоразрядном накоплении используют для обработки динамических, а при малоразрядном— кинематических параметров волновой картины. Измерения выполняются после фиксации скважинных зондов в точках измерений, располагающихся вдоль оси скважины, как правило, с шагом 10 м. Допустимая погрешность установки скважинных зондов по глубине — не более 10 см. В местах разкого изменения волновой картины, потери корреляции осей синфазности необходимо провести повторные измерения и при подтверждении аномальных эффектов осуществить детализацию с шагом от 5 до 1 м. При решении задачи увязки и корреляции рудных тел малой мощности шаг измерений не должен превышать 1—2 м.
Первичная обработка полевых материалов МП заключается в вычислении скоростей распространения проходящих продольных волн Vp и коэффициентов их поглощения р по времени прихода t1 и амплитудам первых вступлений А1 на волновых картинах, регистрируемых при прозвучивании на импульсном режиме излучения, и определении коэффициента кажущегося звукопоглощения к гармонических упругих колебаний, возникающих при прозвучивании на тональном и квазитональном сигналах. Определяют Vp, р и к по формулам:
Vp = R/t1; р = (lnA0 – lnA1 – lnR)/R; к = (L0 – L -20lnR)/8,7*R;
где:
R – расстояниемежду излучателем и звукоприемником, координаты излучателя и звукоприемника получают при обработке данных инклинометрии;
А, L - амплитуда проходящих продольных волн и уровень звукового давления, регистрируемые при измерениях;
A0, L0 - амплитуда продольных волн и уровень звукового давления в одном метре от излучателя, определяемые экспериментально. Определяют Ао и Lo экспериментально для каждого района в условиях, приближенных к однородной среде, по зависимости наблюденных значений А1 и L от расстояния R между излучателем и звукоприемником.
Задачи интерпретации материалов в методе межскважинного прозвучивания следующие: локализация объектов и установление их местоположения в межскважинном пространстве; использование результатов прозвучивания при уточнении геологических разрезов; подготовка рекомендаций к разведке месторождений бурением.