Mélyfúrási geofizika Balázs László

A p-hullám beérkezését rögzítő eszközök hossza 1-1.5 m, az s-hullám rögzítésére is alkalmas szonda hossza 3-4
m (Long Spacing Acoustic Sonde). Ennél a p-hullámcsomag hosszát meghaladó lesz az s-hullám késése. A nagyobb
szondahossz több megoldandó problémát is felvet, egyrészt az adó energiát jelentősen meg kell növelni. Másrészt
a megnövelt adó-vevő táv esetén jöhet refrakciós beérkezés mélyebbről is, a formációkon belül esetlegesen kialakuló
megváltozott zóna határáról is. A megváltozott zónát a fúrási művelet, elárasztás stb. hozhatja létre. Ezt a hatást
újabb adók beiktatásával lehet ellenőrizni, a rövidebb és hosszabb szondák beérkezési idejének összevetésével.
A mélységpontonként felvett teljes hullámkép, jelentősen növeli az adatmennyiséget. A hullámkép analízise a
modusok beérkezési időinek meghatározása az amplitúdó arányok alapján lehetséges.
Több egymás felett elhelyezett vevővel (Array sonic), a hullámkép feldolgozásának hatékonysága javítható.
Korrelációs technikával vagy más hasonlósági kritérium alkalmazásával, pontosabban megadható az egyes modusok
időbeli eltolódása a vevő soron mért hullámkép sorozaton, vizsgálható továbbá az adott modusok esetleges
diszperziója is. Hasonlósági kritériumként futó ablakra felírt keresztkovariancia függvény az i-edik és k-adik
csatorna T
0
időpontnál kezdődő T
w
ablakhosszra (13.6. ábra):
(13.11.)
.
A τ időtolást a keresztkovariancia maximuma alapján jelölhetjük ki, melyből számítható a két vevő közötti, a
modusra vonatkozó sebesség.
13.6. ábra. A hullám modusok elkülönítése több vevős (Array sonic) szonda eredményei alapján
109
Akusztikus módszerek
XML to PDF by RenderX XEP XSL-FO F ormatter, visit us at 
http://www.renderx.com/

---

13.7. ábra. Teljes hullámkép szelvény és a p és s hullám futási idejének meghatározására. Látható a Stonele-
hullámok megjelenése is.
Kisebb sebességű, nem kompaktált vagy repedezett kőzeteknél az s-hullámra vonatkozóan nem mindig áll fenn a
refrakciós hullám kialakulásának feltétele:
(13.12.)
.
Ilyenkor a refrakciós módszerrel az s-hullám sebessége nem határozható meg. A dipól jellegű horizontálisan
elhelyezett adó segítségével, minden esetben gerjeszthető a kőzetben transzverzális modus.
110
Akusztikus módszerek
XML to PDF by RenderX XEP XSL-FO F ormatter, visit us at 
http://www.renderx.com/

---

13.8. ábra. Flexurális hullám kialakulása
A gerjesztett un. flexurális hullám a dipól-gerjesztéssel létrehozott aszimmetrikus, transzverzális lyukfal-
deformációként futó felületi hullám. Sebessége kis frekvenciákon közelítőleg az s-hulláméval egyezik meg, de
erősen diszperzív. Lehetőséget ad az s-hullám terjedésének becslésére.
Több irányban elhelyezett dipól adóval a közeg akusztikus anizotrópiája is feltárható. Az anizotrópia lehet a rétegek
belső tulajdonsága (általában a kompakcióból eredően, de kialakulhat repedésrendszer miatt is. A repedés irányában
rezgő transzverzális hullám lassabban terjed, mint a repedésrendszerre merőlegesen polarizált.
Végül megemlítjük, hogy a reflexió is felhasználható az akusztikus szelvényezésnél, főként a fúrólyukfal
leképezésénél alkalmazzák (BHTV Borehole Televiewer, UBI Ultrasonic Borehole Imager, CBIL Circumferential
Borehole Image Log )
13.1. Az akusztikus módszer alkalmazásai
A hagyományos értelmezésben az akusztikus módszerrel meghatározott Δt fajlagos terjedési időket, porozitás
meghatározásra használják. Ehhez kőzetfizikai modell szükséges. A hagyományos értelmezésnél a tapasztalati
úton – magmérések alapján – bevezetett Wyllie-formulát használják, amely a komponensek térfogat szerinti átlagos
futásidejével adja meg a kőzetre vonatkozó ekvivalens értéket:
(13.13.)
.
Mivel a fajlagos futási idők esetében a pórus fluidum és a mátrixalkotók között jelentős az eltérés, ebből adódik
a módszer porozitás érzékenysége. Bevezethető a látszólagos akusztikus porozitás:
(13.14.)
.
Az agyagok – kompakciótól függően – köztes értéket vesznek fel a mátrix és a pórusfolyadék között. Hatását a
tárolók akusztikus porozitásánál ugyancsak az átlagidő modell alapján korrigálják:
(13.15.)
.
A kevésbé konszolidált formációk esetén a formulánál korrekciós faktort alkalmaznak (B
C
).
111
Akusztikus módszerek
XML to PDF by RenderX XEP XSL-FO F ormatter, visit us at 
http://www.renderx.com/

---

(13.16.)
.
A kompakciós faktor becslésére egy közeli agyagréteg fajlagos terjedési idejének század részét szokták alkalmazni.
Ugyancsak tapasztalati úton származtatott un. Raymer-Hunt modell.
(13.17.)
.
Megjegyezzük, hogy az akusztikus hullámtér irányított jellege miatt, szemben a nukleáris módszereknél alkalmazott
terekkel, a módszer nem érzékeny pl. a fúrólyuk tengelyével közel párhuzamos hosszanti repedésrendszerre. Így
az akusztikus porozitást az értelmezők gyakran úgy tekintik, amely nem érzékeny a kőzet repedésporozitására. Ez
természetesen csak megszorításokkal igaz. A fenti feltételezés alapján határoznak meg un. másodlagos porozitás
indexet:
(13.18.)
.
A fenti empirikus modellek nem adnak számot pl. a pórustérben található gáz hatásáról, amely kompresszibilitása
miatt nagymértékben hat a p-hullám terjedésére és csillapodására (13.9. ábra), de az agyag hatásának kezelése is
nehéz feladat, különösen a különböző effektusokra kidolgozott modellek egyesítése. A modellnek kezelnie kell
továbbá a terjedési sebesség nyomásfüggését (elsősorban az un. differenciális nyomástól való függését). Az egységes
és gyakorlatban jól alkalmazható kevésparaméteres akusztikus kőzetfizikai modell megalkotása a kőzetfizika
legnehezebb problémái közé tartozik. A fluidum nyomásfüggő hatásának leírására szolgál a Gassman-modell,
melyben elkülönítve kezelik az egymással kölcsönhatásban álló üres kőzetvázat és pórusfolyadékot. Sztatikus,
egyensúlyi helyzetre összefüggés kapható a kőzet effektív inkompresszibilitási tényezőjére.
112
Akusztikus módszerek
XML to PDF by RenderX XEP XSL-FO F ormatter, visit us at 
http://www.renderx.com/

---