抽象性

地震观察解释涉及动态电动联动,这与流动潜在系数相关描述依赖频率流机的不同模型 主要是Packard和Pride模型取低频粘流和高频惯性流的过渡频率比较,取动态渗透和动态流潜力显示转换频率 取各种样本 并测量组成因子和渗透性 预测依赖渗透性 逆比渗透性我们审查实验搭建 以便能够执行动态测量并显示一些测量计算 动态流机

开工导 言

电动动因岩石矩阵和孔水交互产生电动现象常见于地下蓄水层、火山和油气或热液水库中观察显示地震电磁信号可用电磁感应导一号,2或电动效果3,4..电动现象是由于孔压梯度导致多孔介质流流或断裂并诱发电场电动特效与电偶双层相关联 电偶双层原由Stern描述电动信号可导出储油层流体全球移位(流动潜力)或震波传播(静电效应)。等压力梯度有一个瞬态签名后,电动联动部分就必须通过引入对流水传输属性的依存来加以考虑。

通常承认可观察到两种地震电磁效应压倒性贡献 常用名解构 产生近接收器第二类,即所谓的“交互转换”5与底片辐射非常相似 并因强电动联动中断而在物理化学接口生成界面转换常被认为有潜力检测精液转换比地震调查高分辨率,但在实践中信号往往隐蔽电磁扰动,特别是深度生成电磁扰动

最近田间研究侧重于电动转换以调查油气库6或液压水库5,7-13..使用这些调查显示,不仅水库深度可以推导出,水库几何学也可以用电义信号放大映射14..可检测断裂带并测量渗透性15-18号..这种方法特别吸引流地球物理检测子表层界面,这些界面因可渗透性对比、易渗透性对比或电特性对比(盐度和水含量对比)[19号-21号..

Pride描述对地震电磁现象的分析解释22号连接Biot理论23号震波传播二相介面马克斯韦方程使用动态电动联动地震电磁转换建模均匀或分层饱和介质12,21号,24码-26并应用水库地球物理27号..

理论开发显示电场由 波传播与加速相联12..电动联动由粒子和水界面生成,当矿质表面电解离子相对运动时产生填充多孔介质中地震波传播生成从地震向电磁能转换,可大script地震电联手直接依赖流传性、流密度和电电双层(粒子和水电界面)(见[见28码...........更多细节表层复杂响应见Davis et al[29或贵切特等[30码..可以通过动态联动精确量化宽带22号低频限中可连接到常态流动系数大都用多孔介质研究30码-44号..

实验实验也得到了调查,以更好地了解地震电转换45码-56号..论文描述实验研究 调查动态联动振荡孔压必须应用到岩石样本中,由于岩石和流体之间的相对运动,导流潜力可以测量视流体振荡频率而定,流体从粘性支配流向惯性支配流过渡频率增加 流体流出延迟 并需要更大的压力求知动态联动 流机真实部分和虚构部分 均需测量

二叉从动态流潜力到地震电磁叠加

稳态流动潜在系数定义为流动潜能对驱动孔压之比: 即Helmholtz-Smoluchowski方程 , 并 流传性变异电常量流和流体动态粘度差28码))方程中表电传率比流电传电率忽略潜力 下滑平面双层内电源zeta潜力很难建模岩石,虽然无法直接测量岩石内部,但稳定状态流动潜在系数可以通过应用流压差测量实验室 测量引流电潜力 )[30码,38号,三十九,44号,57号..电子潜力 自身依赖流体组成 和水传导性29-31号,38号,40码,42号,44号,58码..

2.1.Packard模型

包德59号依据纳维尔-斯托克斯方程,假设Debye长度可忽略不计 去哪儿 角频率 毛细半径 并 贝塞尔函数首序和零序 流体密度

偏角频率转换 最近Reppert等[60码使用贝塞尔函数低频和高频近似法建议下方程,对应方程26 : 交接角频率 并显示模型与Packard提议的模型没有太大差别59号..

完全开发比奥特理论和马克斯韦尔方程22号..

2.2.骄傲模型

光辉[22号squal组合电磁波传播流式多孔介质取自多孔介质优先原理下方程表示机械波与电磁波场相联22号174、176和177):

第方程中宏电流密度 和平均传导流当前密度过滤速度 二方程分离成电动和机械促益电场和机械力制造当前密度 过滤速度 分别 并 中位 孔流压 固态置换 电场复杂和依赖频率电动联动 描述震场和电磁场相联22号,60码........ 是这些方程中最重要的参数其余两个系数 并 电导渗透性与动态渗透性

地震电场和电磁场相联复杂并依赖频率Pride22号: 去哪儿 低频电动联动 与Debye长度相关 是一个多孔物质几何术语65码并 无维数22号))

过渡角频率 分离低频粘流和高频惯性流定义为 去哪儿 虚弱无穷 内含渗透性 归结性

2.3深入考量

低频电动联动 与稳态流动潜在系数相关 通过 去哪儿 岩石传导性电动联动 可考虑稳态模型估计 可应用计算 .写时 表面传导被忽视,稳态电动联动可写成 可见稳态电动联动逆成成因

变角频率分辨多孔介质的粘性流和惯性流可以通过插入重写 带 ,详解如下: 去哪儿 编组因子使用Archie定律从阻抗度测量中推导出

渗透性构件非自主性,但可关联性 [66号带 几何常量通常范围为0.3-0.5 液压半径转换角频率可写成 方程分解12显示多孔介质角频率转换逆向与液压半径方形成比例

最近Walker和Glover74号假设Debye长度可忽略不计与特征孔径大小并假设下列参数 引导 带 有效孔半径和过渡角频率

加朗比斯和迪特里希12研究低频假设对地震频率有效,意指比奥特频率低分离粘和惯性流并给低频纵向波带构函数假设比奥特模 显示地震电场 与粒子加速度成比例

方程(16),九九), and (一号显示瞬态地震电量将受流体大密度和流动潜在系数影响,该系数与水传参成逆成比例并成正比zeta潜力(它依赖水 )

2.4.电动转换频率对比液压单

多位作者研究多维媒体动态渗透论61号,65码,75-77号..

可渗透性频率行为由 Pride(1994)提供22号万事通

偏差介质转角频率与(8)Charlaix等[62测量渗透性行为并频率对毛细管、玻璃珠和压碎玻璃动态渗透性常量达转频下降,样本渗透性越强,转频越低对玻璃珠和沙粒进行了其他测量61号..过渡频率 采样渗透范围从4.8赫兹到149赫兹不等 至 m²表2一号高易合性

过渡频率表示渗透性和电动联动的过渡开始转换行为和切除频率介于渗透性与电动联动(7)和(b)17)视孔空间几何术语而定 方式不同

我们计算预测转换频率 带 发自11带) 公关 sg/m³.其余参数 并 从Bernabé引用的不同作者测量 [78号中文本不变2)我们还计算四样Fontainebleau沙石样本参数显示这些样本 Ruffet等[79和那 带不同值 显示漏洞选择下列法律 For 并 For 介于8至 [80..可以看到转换频率按kHz和MHz排序,从0.2至150Hz不等,用玻璃珠子、沙粒、压碎玻璃或胶片测量或计算图中各种样本渗透性函数绘制转频结果一号.构造因子不常渗透性,但转移频率显然逆比渗透性 并自约100兆赫 m²约10赫兹 m²乘以7级九级渗透性

3级实验程序

提议数个实验搭建提供类比压力变异

首个实验设备建议由 sylphonbellows交付的正弦运动 由ephone型推送驱动2发自Packard59号))低频振荡器(0.01Hz至1kHz)用于推拉手机驱动器操作类似搭建由 Thurston建议81上图3和库克82频源为1-400Hz8220-200Hz59号和10-700Hz81..引压达2千帕最近Schoemaker等[83号使用所谓的动态达西单元与橡皮膜连接机械摇动器,导致振荡压力5至200赫兹频率范围离位活塞泵直接连接电极机房4发自[63号,88))活塞安装在苏格兰Yoke驱动器上,附以可控速AC电机84..频率范围为0.4Hz至21Hz和压力达15kPaPengra等[85用活塞棒连接由音频放大器驱动的扩音器5)测试达100赫兹,应用压5kPaRMS最近由Reppert等人提出[60码使用电机传感器6并覆盖频率范围1-500赫兹Schoemaker等人提议的振荡式Exciter[865Hz对200Hz使用最近Tardif等[64码电磁电波摇动操作范围为1Hz至1kHz并提供达200Hz的测量高频率调查49号,50码,52,54号,55号检测跨子转换

电磁噪声从这些设备中散出必须通过屏蔽搭接线和电线(屏蔽扭曲电缆对)来抑制64码,86..此外,必须有一个死板框架。手机/传感器系统可发生机械共振85和机械振荡相联的噪声可抑制再加质64码..

脉冲压力应用后,必须测量压力多数搭建包括派电传感器以测量跨毛细或多孔采样的压力差Reppert等[60码拟使用自来水机平面响应从1至20khztardif等[64码拟使用低频限制0.08赫兹和最大频度为170khz的动态传感器

电极通常是Ag/AgCl或白金电极Schoemaker等使用电极[86Monel板块交接(由镍铜组成)电信号必须使用预增压器或高输入阻抗系统测量阻抗样本取决于频率,人们必须纠正从这种阻抗中测量的结果,以便能够正确流出潜在系数60码..顶部和底部电极可行为电容器,也需要校正使用阻抗测量法86..

样本通常是饱和式的,强调样本应留到水平衡可通过将样本与水相接触一段时间,并多次检查样本内流水获取平衡 水传导性直到均衡实现三十九..过程包括水流更好,因为水特性可以测量当水特性仅在饱和样本前测量时,结果水与样本接触后并不知道通常水接触样本时导电性更高 可变换回想流潜力与zeta潜力成比例 逆比水传导性一号),关键是正确了解 和水传导性

4级动态电动系数测量

流出潜在系数绝对值稳定状态值正常化由Packard计算59号原型 公元前2),但表示为参数函数 转换频率获取 下图7)流出潜在系数常量直达转角频率并继而增频下降

sers和Groves63号测量半径508上流出潜在系数华府m涂有粘土-Adams硅板并用1%牛血清相册注入并填充0.02MTris-HCL 7.32显示流出潜能值和压力差值为频率函数0-20赫兹我们计算出流出潜在系数(见图二)。8下降约 至 V/Pa作者计算zeta潜力并得出结论Zeta潜力独立于平均值为28.8mV的频率并得出结论,Zeta潜力独立于毛虫半径和毛虫长

Tardif等人测量5赫兹渥太华沙流潜在系数值[64码曾经 V/Pa使用0.001 mol/L Nacl解析法饱和样本值介于1 V/Pa测量样本饱和0.1M/L Naclbrine85..汇编多流学潜在系数测量沙石和沙石44号显示 中位 V/Pa s/m.假设其他参数(见(见)),从这些收集的数据中推断出zeta-17mV潜力一号)独立于水传承性假设不精确,但多模型需要zeta值,这些模型通常假设独立于流传性的其他参数。平均值-17mV可相当精确,至少介质无粘土或calcite

Reppert等[60码计算实部分和假想部分 理论派卡德流动潜在系数2)不同毛细弧度图九九)可以看到半径越大,转频越低,正如以往不同理论所显示的那样。格洛弗集团最近开发新机组并深入测量多孔样本:两份论文详细研究地球科学电动学专题

5级结论

自1994年自豪论22号流出潜力的动态行为以多孔介质为名但由于难高频正确测量,实验结果少之又少迄今,高渗透性样本测量流出潜力频率达200赫兹主难出自机械振荡电噪此外,人们强调,测量方法必须通过阻抗性测量校正,视频率为函数,因为阻抗样本取决于频率加兰比斯和迪特里希12研究低频假设有效频率比转换频率低显示此过渡频率 采样收集并测组因子和渗透性 预测依赖渗透性 逆比渗透性

感知感知

这项工作得到了法国国家科学中心、国家科研机构通过TRANSEK支持,并得到了SEALISE工程环境科学研究网和Alsace区域支持。作者感谢两位匿名审查员和副编辑T石度极具建设性的评论改进了本文