Упругие свойства горных пород

Физической основой сейсморазведки является теория упругости: один из основных законов Гука: е=τ/к, к- коэф. упругости, τ- напряжение, е- деформация

Упругая волна- процесс передачи деформации. Условия отражения: граница носит название отражающей если акустические жесткости не равны. Акустическая жесткость- способность среды препятствовать распространению упругих волн.

Основными упругими параметрами горных пород принято считать скорости продольных (V_p) и поперечных (V_s) волн и их поглощения (b_p, b_s), которые определяются упругими модулями (E,∂,µ_c K_c) и плотностью (σ)

Скорости распространения волн определяются составом, строением и состоянием горных пород, которые, в свою очередь, зависят от гранулометрического и минерального состава твердых частиц, глубины залегания, возраста пород, степени метаморфизма, плотности, пористости, трещиноватости, разрушенности, выветренности, водонасыщенности, нефтегазонасыщенности и других факторов.

Наименьшими скоростями (V_p) обладают рыхлые сухие пески, нефть, вода, глины, уголь. Большие скорости у скальных осадочных пород (известняки, мрамор, доломит, соль и др.). Самые большие у изверженных и метаморфических пород.

Все остальные факторы, которые делают породу более массивной, сцементированной, консолидированной - например, водонасыщенность, замерзание, степень метаморфизма - делают V_p больше. С увеличением раздробленности, трещиноватости, рыхлости, пористости (при заполнении пор воздухом или газом) V_p уменьшается. Нефтенасыщенные породы по V_p мало отличаются от водонасыщенных. Чем больше абсолютный возраст пород (T) и глубина залегания (h), тем больше скорость. Для осадочных пород известна следующая эмпирическая формула зависимости скорости от этих факторов,V=k(Th)^1/6 где k - коэффициент пропорциональности.

Скорости распространения поперечных волн (V_s) меньше, чем продольных (V_p). Отношение V_p/V_s меняется для разных пород: от 1,3 (для высокопористых газонасыщенных) - 3 (для рыхлых).