Фгунпп «Росгеолфонд» Московский филиал фгунпп «Росгеолфонд» «Научный центр виэмс»



страница14/30
Дата29.06.2015
Размер6,53 Mb.
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   30

Carl Reine, Roger Clark и Mirko van der Baan предложили способ определения коэффициента поглощения сейсмических волн с учетом спектральной интерференции. Последняя обеспечивается специальной процедурой частотно-временного преобразования в переменном по размеру окне. В результате строятся зависимости амплитуды волн от угла прихода. Способ пригоден для разрезов с азимутальной анизотропией поглощения. Достоверность способа продемонстрирована на трехмерных моделях синтетических данных вертикального сейсмического профилирования [Reine Carl, Clark Roger, Van der Baan Mirko. Robust prestack Q-determination using surface seismic data. Pt. 1. Method and synthetic examples. //Geophysics. -2012. 77. -№ 1, с. R45-R56.].

Особенность предложенного метода заключается в подавлении спектральной интерференции. Эффективность метода показана авторами по результатам 3М сейсморазведки в западной Канаде. Построена карта коэффициента поглощения. Выделена область аномально сильного поглощения, приуроченная к газовой шапке нефтяной залежи. Коэффициент поглощения по данным ВСП 1/Q = 0,0271, по предложенному методу 1/Q = 0,0312 [Reine Carl, Clark Roger, Van der Baan Mirko. Robust prestack Q-determination using surface seismic data. Pt. 2. 3D case study. //Geophysics. -2012. 77. -№ 1, с. B1-B10.].

Следует обратить внимание на то, что в последнее время все чаще в научной печати появляются работы, касающиеся определения параметров трещиноватой среды с помощью сейсморазведки. В частности, Г.А. Дугаров, И.Р. Оболенцева и Т.И. Чичинина поставили перед собой вопрос решения обратной задачи геофизики о распространении волн в поглощающей трансверсально-изотропной среде – эффективной модели изотропной среды, содержащей систему параллельных трещин. Среда характеризуется матрицей модулей упругости – поглощения, элементы которой зависят от шести параметров – двух констант Ламе изотропной среды и четырех констант, описывающих трещины: действительных и мнимых частей комплекснозначных ослабленностей, нормальной и касательной. Обратная задача ставится как задача нахождения четырех параметров трещин по анизотропии скоростей и поглощения волн qP, qSV и SH, наблюдаемой в заданном диапазоне направлений их распространения. Решение состоит в минимизации методом наименьших квадратов невязки между наблюденными и теоретическими значениями скоростей и поглощения. Анализ решения приводит к следующим выводам. По данным квазипродольных волн qP хорошо определяются только нормальные ослабленности. Касательные ослабленности оптимально определять по данным поперечных волн SH, а квазипоперечные волны qSV можно использовать только при отсутствии петель на поверхностях лучевых скоростей. Наилучшие результаты дает совместное использование волн qP и SH в окрестности оси симметрии среды [Дугаров Г.А., Оболенцева И.Р., Чичинина Т.И. Оценка параметров трещиноватой среды по данным об анизотропии скоростей и поглощения сейсмических волн. //Технол. сейсморазведки. -2011. -№ 3, с. 49-59.].

При построении сейсмических моделей используются самые разные данные, чтобы оценить параметры разреза нефтегазового бассейна и аспекты его формирования. Основным принципом геологической интерпретации скоростных параметров разреза является анализ отклонений наблюдаемого скоростного поля от скоростных моделей и факторов, вызывающих эти отклонения. Скоростные модели отражают изменение интервальной скорости основных литотипов разреза в зависимости от глубины максимального погружения. Особенностью методики является использование при анализе скоростного поля в качестве интерпретационного параметра амплитуды инверсии разреза, представляющей разницу между глубинами его максимального погружения и залегания [Коблов Э.Г., Ромашов М.В., Харахинов А.В., Ткачева Н.А. Возможности сейсмоскоростного моделирования в исследовании разреза нефтегазоносного бассейна. //Науч.- техн. вестн. «Роснефть». -2012. -№ 3, с. 20-24, 55.].

К настоящему времени практически опробована инновационная технология построения объемных седиментационно-емкостных моделей осадочных бассейнов СЕМ-СФП на экспериментальных материалах, полученных по различным регионам Российской Федерации и на различных этапах геофизических работ. Технология применима для слабоизученных осадочных бассейнов. Она базируется на интеграции седиментационно-емкостного моделирования (СЕМ) и сейсмоформационного прогнозирования (СФП). Создание двух объемных моделей, построенных по существу независимо и по разным исходным данным, позволяет на основе их сопоставления и комплексирования существенно повысить надежность прогнозирования разреза. [Мушин И.А., Фортунатова Н.К., Белоусов Г.А. Технологии построения объемных седиментационно-емкостных моделей осадочных бассейнов. //Технол. сейсморазведки. -2012. -№ 1, с. 37-45.].

Известен эффект аномально повышенного микросейсмического фона над залежами нефти и газа. Предлагается практически использовать этот эффект в качестве поискового признака при разведке нефти. Е.В. Биряльцев, А.А. Вильданов и др. сопоставили результаты численного моделирования распространения микросейсм в среде с залежами углеводородов с экспериментальными данными в аналогичных геологических условиях, а также результаты выявления корреляционных зависимостей между параметрами залежи и параметрами наблюдаемых аномалий в спектре микросейсм. Установлено, что возникающие спектральные аномалии можно использовать в качестве индикатора наличия нефтегазовых залежей в разрезе, в том числе в условиях формирования малоразмерных, малоамплитудных и сложнопостроенных геологических объектов [Биряльцев Е.В., Вильданов А.А., Еронина Е.В., Рыжов В.А. Теоретические аспекты и опыт использования низкочастотных микросейсмических исследований при разведке залежей нефти. //2 Международная геолого-геофизическая конференция и выставка «Тюмень-2009», Тюмень, 2-5 марта, 2009. -Houten. -Тюмень -2009. -С. 49-52.: ил.].

В результате проведения теоретических и экспериментальных исследований нелинейных явлений в акустике установлено, что использование этих явлений позволяет создавать гидроакустические приборы и комплексы для поиска подводных и заиленных объектов, подводного наблюдения, разведки минеральных и биологических ресурсов, мониторинга океанской среды. С.П. Тарасовым и В.А. Ворониным предложены необходимые характеристики параметрических приборов, используемых для решения различных задач нелинейной гидроакустики [Тарасов С.П., Воронин В.А. Перспективы применения методов нелинейной акустики в технологиях гидроакустического поиска. //Фундам. и прикл. гидрофиз. -2011. -4. -№ 3, с. 78-92, 2.].

В настоящее время в связи с интенсивным развитием акустики появилась возможность создания просветных радиогидроакустических систем комплексного мониторинга гидрофизических и геофизических полей, формируемых источниками водной толщи и морского дна на акваториях шельфовых зон в диапазоне частот, охватывающем сотни-десятки-единицы-доли Герца. А.Е. Малашенко, М.В Мироненко и др. обосновываются практические пути формирования систем мониторинга как быстроразворачиваемых, обеспечивающих возможность прямого мобильного поиска залежей углеводородов на морском шельфе [Малашенко А.Е., Мироненко М.В., Карачун Л.Э., Чудаков А.И. Гидроакустическая система прямого поиска залежей углеводородов на акваториях морского шельфа. //2 Всероссийская научно-техническая конференция «Научное и техническое обеспечение исследований и освоения шельфа Северного Ледовитого океана», Новосибирск, 2012. -Новосибирск. -2012. С. 187-192.: ил.].

На примере инженерных изысканий с использованием акустических средств на акватории Черного моря показана эффективность выявления зон разломов, зон напряжения. Полученные результаты позволяют прогнозировать возможные опасные явления, а также целенаправленно планировать геотехнические работы. Сообщение иллюстрируется фактическим материалом, полученным в ходе акустических изысканий [Каевицер В.И., Кривцов А.П., Разманов В.М. и др. Комплексные акустические исследования морского дна с использованием ЛЧМ сигналов в интересах инженерной геологии при строительстве гидротехнических сооружений. //Труды 11 Всероссийской конференции «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики», ГА-2012, Санкт-Петербург, 22-24 мая, 2012. -СПб. -2012. С. 335-336.: ил.].

Создание геоакустических баз данных и геоакустических моделей морского дна – одно из актуальных направлений гидроакустики. Прямых измерений акустических параметров морского дна мало и недостаточно для решения практических задач. Геологический подход на основе типизации морского дна - наиболее рациональный путь геоакустического моделирования. Задача формирования баз данных по характеристикам морского дна, и как следствие, на их основе цифровых моделей рельефа, является актуальной и перспективной задачей для практического использования. Заинтересованные предприятия и организации: (1) производители гидроакустических поисково-обследовательских систем; (2) предприятия, занимающиеся морскими проектно-строительными работами и проведением мониторинг акваторий; (3) разработчики гидроакустических станций, комплексов, систем подводного наблюдения различного назначения; (4) организации, осуществляющие эксплуатацию гидроакустического вооружения; (5) Министерство по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий РФ; (6) Министерство природных ресурсов РФ [Ждан М.И., Кошель С.М., Никифоров С.Л. и др. Цифровая модель рельефа дна Баренцева моря. //Труды 11 Всероссийской конференции «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики», ГА-2012, Санкт-Петербург, 22-24 мая, 2012. -СПб. -2012. С. 257-259.: ил.].


3.5. Гравиразведка и магниторазведка
На современном этапе развития геофизики и геологии невозможно обойтись без применения современных компьютерных технологий. Они необходимы не только для облегчения проводимых вычислений, визуализаций полученных результатов, созданий баз данных, но и реализации сложных алгоритмов извлечения информации из комплекса геолого-геофизических данных. Для прогноза нефтегазоносности исследуемой территории необходимо изучить геолого-геофизические характеристики, построить модели эффективных распределенных параметров, провести интерпретацию полученных результатов с применением современных технологий. Построение достоверных физико-геологических моделей среды, выполненных на основе применения современных компьютерных программ и технологий, является одним из важнейших направлений геологоразведочных работ (ГРР), позволяет с различных позиций оценить имеющуюся информацию, систематизировать и интерпретировать геолого-геофизические данные. Среди разработанных отечественных технологий интерпретации гравитационных и магнитных аномалий преобладают два направления: первое, основанное на решении обратных задач, посредством классического детерминистского подхода и второе - на методах вероятностно-статистического подхода и других разделах современной прикладной математики. Наиболее распространенные, базирующиеся на различных способах и методах решения геологических задач и часто применяемые на практике являются комплексы: КОСКАД 3D, СИГМА 3D, VECTOR, GeoVIP [Вельтистова О.М., Мотрюк Е.Н. Анализ современных компьютерных технологий и программных средств, применяемых для интерпретации гравимагнитных данных. //Сборник научных трудов. – 2012. Материалы Научно-технической конференции УГТУ, Ухта, 17-20 апр., 2012 -Ухта.-2012. С. 47-50.].

Для построения истокообразных аппроксимаций гравиметрических и магнитных полей и определения параметров их источников предлагается использовать конечноэлементные технологии интерпретации данных. Создан принципиально новый алгоритм истокообразной аппроксимации гравитационного поля. Вычислительный процесс сводится к решению серии задач одномерной оптимизации, в результате обеспечивается высокая степень совпадения наблюденного и модельного полей при числе источников, которое значительно меньше количества точек задания поля. Предложен алгоритм уточнения конфигурации возмущающих тел при интервальном задании плотности (намагниченности). Применение высокопроизводительных вычислительных кластеров эффективно [Долгаль А.С., Балк П.И., Деменев А.Г и др. Использование метода конечных элементов при интерпретации данных гравиразведки и магниторазведки. //Вестн. КРАУНЦ. Сер. Н. о Земле. -2012. -№ 1, с. 108-127.].

В результате подведения итогов основных этапов развития конечноэлементного подхода к количественной интерпретации данных гравиразведки среди известных разработок выделены монтажные технологии решения обратных задач как наиболее подготовленные к одновременному учету разнородных априорных физико-геологических данных о моделируемых объектах и имеющейся дополнительной информации о свойствах помех в измерениях поля. По ряду основных признаков монтажные алгоритмы можно рассматривать как принципиально новую генерацию методов минимизации, используемых в геофизике при изучении формы и пространственного положения источников поля. Разработчики предлагают перенести идею монтажного подхода на класс смешанных обратных задач при интервальном задании значений плотности горных пород, слагающих изучаемые геологические объекты [Балк П.И., Долгаль А.С., Балк Т.В., Христенко Л.А. Конечноэлементные технологии интерпретации данных гравиразведки. Монтажный метод. //Геофиз. исслед. -2012. -13. -№ 3, с. 18-34.].

Результатом решения обратных задач гравиметрии методом, который называется гарантированным, является объем достоверной информации о возмущающих объектах, которая содержится в полевых измерениях вкупе с априорными ограничениями. В рамках этого подхода предлагается метод решения обратной задачи гравиметрии, где неизвестными являются и геометрические параметры геологических тел и плотности горных пород, слагающих эти тела. Для реализации подхода рекомендуется применять обобщенный монтажный алгоритм В.Н. Страхова [Балк П.И., Долгаль А.С. Обратные задачи гравиметрии как задачи извлечения достоверной информации в условиях неопределенности. //Физ. Земли. -2012. -№ 5, с. 85-101.].

Важнейшим этапом гравиметрических исследований является камеральная обработка полевых измерений, которая заключается в вычислении поправок (редукций) Буге и построении карт (графиков) аномалий силы тяжести. Карты или графики гравитационного поля в редукции Буге представляют собой первичные материалы для последующей геологической интерпретации. Применение самых совершенных интерпретационных технологий не позволяет компенсировать недостатки и ошибки, допущенные при первичной обработке гравиметрических данных, поэтому достоверность окончательных геолого-геофизических схем (разрезов) тесно связана с высоким качеством обработки данных наблюдений. Учитывая, что погрешность определения наблюденных значений поля при современной гравиметрической съемке многократно возросла относительно принятой в «Инструкции по гравиразведке» и составляет ±0.005-0.020 мГал, то поправки, вводимые в наблюденные значения силы тяжести, необходимо вычислять с адекватно высокой точностью [Симанов А.А. Особенности обработки высокоточных гравиметрических данных в горной местности. //Стратегия и процессы освоения георесурсов. -2012. -№ 10, с. 135-137.].

Трансформации геофизических полей являются неотъемлемым этапом процесса исследований. Качество результатов преобразований во многом определяет достоверность результирующих интерпретационных построений. Трансформации осуществляются, в первую очередь, с целью выявить в визуально наблюдаемой форме содержащуюся в поле информацию о его компонентах, связанных с отдельными геологическими объектами. Не вдаваясь глубоко в теоретические аспекты применяемых методов, А.В. Пугин предпринял попытку продемонстрировать пример их успешного применения на практике для решения задач поисков рудных месторождений. Изучаемая площадь расположена в горной местности в пределах Восточного Саяна. Абсолютные отметки рельефа земной поверхности колеблются в диапазоне от 1200 до 2000 метров. Основной целью поисковых гравиметрических работ было выявление интрузий гранитоидного состава, с которыми и связаны в перспективе месторождения прожилково-вкрапленных руд. В качестве эталона служит известное рудное месторождение. Предполагаемая глубина залегания искомых объектов составляет первые сотни метров [Пугин А.В. Трансформации гравитационного поля при решении прикладных задач. //Стратегия и процессы освоения георесурсов. -2012. -№ 10, с. 127-128.: ил.].

В настоящий период стал интенсивно развиваться на базе геофизических методов поисков и разведки полезных ископаемых метод томографии, особенность которого заключается в конечном результате в получении пространственного распределения плотности (намагниченности) в изучаемом объеме геологической среды без использования классических методов решения обратных задач гравиметрии. Интересным является предложение авторов рассматривать «интерпретационную томографию» с позиций теории обработки геоизображений [Долгаль А.С., Бычков С.Г., Костицын В.И. и др. О теории и практике интерпретационной томографии геопотенциальных полей. //Геофизика. -2012. -№ 5, с. 8-17.].

Проведен анализ изменений гравитационного поля (ГП) по данным, полученным в континентальном Китае в 1998 - 2008 гг. Наблюдается значительная неоднородность пространственно-временного распределения изменений ГП. Наибольшие величины изменений были характерны для областей активных разломов, их связывают с подготовкой сильных землетрясений. Большая часть сильных ЗТ (МS≥ 6,8) континентального Китая происходит в областях значительных изменений ГП, причем разрывообразование происходит в то время, когда сменятся знак изменений ГП [Zhu Yi-Qing, Liang Wei-Feng, Zhan F. Benjamin и др. Исследования динамических изменений гравитационного поля в континентальном Китае. Diqiu wuli xuebao = Chin. //J. Geophys. -2012. 55. -№ 3, с. 804-813].



Представлено описание модернизированного интерферометра абсолютного лазерного баллистического гравиметра ГАБЛ-Э, разработанного в Институте автоматики и электрометрии СО РАН. В качестве источника света в интерферометре применен оптический стандарт с длиной волны излучения 'лямбаэ'=532 нм, состоящий из Nd:YAG-лазера и системы стабилизации частоты. Инструментальная ср. кв. ошибка измерения абсолютного значения ускорения силы тяжести гравиметром не превышает ±5·10-8 м/с2 (5 мкГал). Приведены результаты мониторинга периодических и нерегулярных вариаций силы тяжести в пограничной зоне континент-океан [Сизиков И.С., Бунин И.А., Калиш Е.Н.и др. Мониторинг вариаций гравитационного поля в пограничной зоне континент-океан абсолютным лазерным баллистическим гравиметром. //8 Международный научный конгресс и выставка «Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2012», Новосибирск, 10-29 апр., 2012. Международная научная конференция «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия»: Сборник материалов. -Новосибирск. -2012. -С. 46-52.].
3.6. Электроразведка
Электроразведка отличается от других методов разведочной геофизики тем, что имеет наибольшее число разновидностей, достигающее не менее сотни. Эта особенность объясняется тем, что в электроразведке используются несколько независимых друг от друга свойств пород, поля естественного и искусственного происхождения. Исследуются не только потенциалы, но их производные, а также фазовые соотношения. В целом электроразведка изучает естественные и искусственно создаваемые в Земле электрические и электромагнитные поля. Методы электроразведки основаны на различных электрических свойствах геологических тел, таких как электрическая поляризуемость (η), электрохимическая активность, удельная электрическая проводимость (σ) и обратная ей величина - удельное электрическое сопротивление (ρ), диэлектрическая (ε) и магнитная проницаемость. Метод естественного электрического поля (метод ЕП) основан на изучении постоянных во времени электрических полей, возникающих в процессе окисления-восстановления рудных тел, за счет фильтрационных и диффузионных процессов в порах горных пород. Магнитотеллурические методы измеряют переменную составляющую регионального естественного электромагнитного поля Земли. Метод переменного естественного электрического поля (ПЕЭП) основан на изучении электромагнитного поля, создаваемого удаленными грозовыми разрядами с частотой 30-300 Гц. Широко известны также метод вызванной поляризации (ВП); контактный способ поляризационных кривых (КСПК); метод частичного извлечения металлов (ЧИМ) и разные модификации метода переменного тока. Для возбуждения электромагнитных полей в земле в большинстве методов используются генераторы переменного тока. Ток вводится в землю не только через металлические электроды, но и индуктивным способом, раскладывая на поверхности рамочные и магнитные антенны, незаземленных петель, кабелей. Это позволяет проводить электроразведочные работы и на скальных грунтах и в мерзлых породах. Методы постоянного тока основаны на пропускании постоянного тока и сводятся к пропусканию тока по горным породам и одновременном измерении разности потенциалов ΔU, силы тока I для последующего измерения сопротивления. Электроразведку применяют для литологического картирования, изучения рельефа кристаллического фундамента, поисков и разведки месторождений полезных ископаемых, инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий [Логачева В.М., Ефремова О.А. Классификация методов электроразведки и их применение. //28 Научная конференция профессорско-преподавательского состава и сотрудников НИ РХТУ им. Д.И. Менделеева, Новомосковск, 2011. -Новомосковск. -2011. С. 79-80.].

При поисках глубоко залегающих полезных ископаемых наряду с сейсморазведкой большими перспективами обладает электроразведка. Электропроводность позволяет судить о вещественном составе, температуре и флюидном режиме земных недр. Электропроводность может нести также косвенную информацию о пористости и структурной организации токопроводящих каналов на глубине, о наличии зон частичного плавления и о реологических свойствах литосферы. Одним из путей повышения достоверности электроразведки является увеличение точности определения функции отклика среды. В этом отношении большой интерес представляют зондирования с мощными контролируемыми источниками (CSAMT) в комплексе с АМТ-МТЗ. Главным достоинством CSAMT является то, что положение и конфигурация источника точно известны и может быть выбран оптимальный частотный диапазон зондирования. Современные мощные генераторные устройства и компьютеризированные цифровые измерительные системы позволяют накапливать и уверенно регистрировать полезный сигнал на фоне интенсивных промышленных помех. В сентябре 2011 г. Кольским научным центром РАН и СПбФ ИЗМИРАН выполнен первый этап работ по созданию техники зондирований с естественными и мощными контролируемыми источниками в Ямало-Ненецком автономном округе. Работы проводились в районе сверхглубоких скважин СГ-6 (Тюменская) и СГ-7 (Ен-Яхинская). Полученные результаты показали преимущества и широкие возможности электромагнитных зондирований с естественными и контролируемыми источниками при изучении глубинного строения осадочного чехла нефтегазоносных территорий Ямало-Ненецкого автономного округа. Основные перспективы в направлении глубинных зондирований с мощными контролируемыми источниками связаны с использованием длинных заземленных линий в виде промышленных ЛЭП [Жамалетдинов А.А., Петрищев М.С., Шевцов А.Н. и др. Электромагнитное зондирование земной коры в районе сверхглубоких скважин СГ-6 и СГ-7 в полях естественных и мощных контролируемых источников. //Докл. РАН. -2012. -445. -№ 2, с. 205-209.: ил.].

Развитие рудной электроразведки связано преимущественно с поисками и разведкой колчеданных месторождений. В составе электроразведочных методов особое место занимает индуктивная электроразведка. Необходимость поисков локальных скоплений проводящих руд под покровом пород с высоким электрическим сопротивлением определила обращение к импульсным методам индуктивной электроразведки, обладающим в отличие от методов постоянного тока, принципиальными преимуществами. В современных условиях, когда исчерпан фонд легко открываемых колчеданных месторождений они приобретают ведущее значение. В основе первых электроразведочных работ лежат достаточно простые физические модели - электропроводящие эродированные и неэродированные объекты (массивные руды, электрические сопротивления - порядка 0,01-1,0 Омм) во вмещающих вулканогенно-осадочных породах (500-3000 Омм), перекрытые покровными рыхлыми отложениями (5-50 Омм). На основе этих моделей удалось реализовать теоретические решения прямых и обратных задач, построить оптимальные методики наблюдений, получить результаты на локальных особо перспективных участках в виде четко выраженных аномалий. Феноменальные успехи были достигнуты при использовании электроразведки в процессе выявления рудных тел месторождений (Гайского, Учалинского, Блявинского, Сибайского, Джусинского, Александринского) и других объектов, где в отдельных компактных телах сосредотачивается основная масса сплошных руд. В геоэлектрическом разрезе такие тела могут быть аппроксимированы однородными проводящими объектами геометрически правильной формы. В импульсной электроразведке и наиболее широко применяемом методе переходных процессов (МПП) в варианте зондирований (ЗМПП) такие объекты создают аномалии с классическим монотонным затягивающимся спадом ЭДС, вызванным вихревыми процессами в проводниках индукционного становления. Методическое и аппаратурное обеспечение этого направления исследований получило ведущее значение при поисках рудных тел колчеданных месторождений. Однако эффективность импульсной электроразведки оказалась значительно ниже ожидаемой. Оказалось, что протекание переходных процессов в различных природных средах может иметь более сложный характер, чем это представлялось ранее в теории ЗМПП. При полевых наблюдениях стали регистрировать сложные типы немонотонных переходных процессов, в том числе со сменой знака сигнала [Яхина И.А., Виноградов А.М. Импульсная электроразведка при обеспечении поисков и изучении «рудных холмов» колчеданных месторождений. //Геодинамика, рудные месторождения и глубинное строение литосферы. 15 Чтения памяти А.Н. Заварицкого: Всероссийская конференция с международным участием, Екатеринбург, 2012. -Екатеринбург. -2012. С. 295-296.: ил.].

Межскважинная электротомография (МЭТ) вызванной поляризации (ВП) - одно из развивающихся направлений электроразведки. Разрешающая способность этого метода позволяет детально изучать распределения удельного электрического сопротивления и поляризуемости в условиях сложных сред. А.В. Воробьева, К.В. Титов и др. представили одну из возможных технологий проведения МЭТ ВП во временной области, методику обработки и интерпретации данных. Проиллюстрированы результаты применения МЭТ ВП на участке с сульфидным оруденением (Кольский полуостров) [Воробьева А.В., Титов К.В., Каминский А.Е., Маренко А.М. Опыт применения межскважинной электротомографии вызванной поляризации для детального изучения сульфидного оруденения. //Зап. Горн. ин-та. -2011. -194, с. 158-161.].



В последние годы для решения широкого спектра задач в области горно-геофизических исследований все чаще привлекают метод георадиолокации. На стадии детальной разведки и подсчета запасов месторождений твердых полезных ископаемых, в том числе и коренных месторождений алмазов - кимберлитовых трубок, применяется комплекс методов, включая бурение и каротаж скважин с последующей интерполяцией данных, полученных в результате выполненных работ. При разработке глубоких горизонтов кимберлитовой трубки проектный и фактический контуры не всегда совпадают. В связи с этим возникает необходимость установления более точного пространственного положения контуров рудного тела на каждом рабочем горизонте. Модель коренного месторождения алмазов имеет, как правило, субцилиндрическую форму с «раздувами» в карбонатной толще, содержащей в ряде случаев прослои мягкого и пластичного галита, и «пережимами» в глинисто-карбонатных отложениях, представленных в разрезе доломитами, ангидритдоломитами и известняками. Определение пространственного положения геологических границ, в том числе и контакта кимберлитовой трубки с вмещающими породами, - одна из задач, успешно решаемая с помощью георадиолокации. Условием применения георадиолокации является дифференциация горных пород массива по относительной диэлектрической проницаемости и удельному электрическому сопротивлению. При проведении георадиолокационных измерений передатчик возбуждает антенну очень короткими электрическими импульсами. При этом передающая антенна излучает сверхширокополосные, полуторапериодные электромагнитные волны. Электромагнитные волны распространяются в горном массиве, отражаясь при этом от различных неоднородностей (металлов, пустот, границ, слоев с различными электрическими параметрами и т. п.). Отраженные волны принимаются приемной антенной и несут в себе информацию о зондируемой среде. По временной развертке оценивается время задержки отраженного сигнала и определяется расстояние до объекта. Привязка результатов скважинной георадиолокации к планам горных выработок осуществляется с применением данных инклинометрии, полученных перед проведением радиолокационных исследований для определения пространственного положения скважины (азимут проложения, угол падения/восстания). Данный комплекс исследований, в числе других, применяется в последние годы при разработке глубоких горизонтов рудников Интернациональный и Мир. Применение радиолокации для уточнения пространственного положения контуров рудного тела на всех рабочих горизонтах ограничивается физическими возможностями метода. По справочным данным известно, что соли имеют наименьшую относительную диэлектрическую проницаемость (ε = 6) среди пород, представленных в горном массиве (до 50 единиц). При проведении исследований в солях глубинность метода на частоте 900 МГц составит 8-10 м, а на частоте 500 МГц - 10-12 м. И в целом, чем выше диэлектрическая проницаемость вмещающих пород, тем меньше расстояние от поисковой или разведочной скважины, на котором возможно уверенное выделение границы в рудным телом. При этом граница рудного тела и вмещающей среды - не локальный, а достаточно протяженный по своим размерам объект, поэтому для увеличения расстояния уверенного ее выделения георадиолокационные исследования проводятся на более низких частотах [Ковальский Я.Ф. Применение георадарных технологий при оконтуривании рудного тела кимберлитовых трубок Интернациональная и Мир. //Материалы Всероссийской конференции, посвященной 100-летию со дня рождения члена-корреспондента академии наук СССР М.М. Одинцова, Иркутск, 7-11 нояб., 2011. Сборник тезисов докладов. -Иркутск. -2011. С. 90-92.: ил.].

На настоящем этапе развития метода георадиолокации, наиболее убедительные результаты получаются при решении задач изучения геометрии геологических разрезов. Специализированные процедуры обработки данных измерений позволяют делать послойные пересчеты скоростей, для повышения точности масштабирования георадиолокационных разрезов по глубине, при этом учитывается влияние рельефа профиля и GPS привязка точек измерений. Высокая оперативность измерений и процесса обработки данных, в сочетании с незначительными трудозатратами, делает георадиолокацию достаточно эффективным методом детального изучения верхней части геологического разреза. Вместе с тем, многообразие и специфика современных задач, ориентированных на изучение все более сложных геологических объектов, требуют разработки новых методических приемов, процедур обработки и способов интерпретации, расширяющих возможности метода. Георадиолокация относится к высокочастотным методам электроразведки. В отличие от методов электрометрии и подобно сейсмическим методам разведки в искусственно возбуждаемых упругих волнах, исследуемый массив подвергается импульсному воздействию электромагнитного поля. Для осуществления направленного воздействия на исследуемую среду используется эффект преимущественного формирования электромагнитного поля в диэлектрически более плотных средах, т.е. при расположении излучателя на поверхность излучаемой среды, максимум энергии перераспределяется в направлении среды с большей диэлектрической проницаемостью. Для исследований из горных выработок излучение в воздушную полусферу экранируется поглотителями, обеспечивающими затухание прямого сигнала. Энергетические возможности георадиолокационных систем ограничены техническими сложностями реализации компактных измерительных систем. Глубинность метода обеспечивается оптимизацией выбора используемого спектра частот, ширина которого зависит от длительности зондирующего импульса, а средняя частота определяется исходя из удельного поглощения электромагнитных волн в исследуемых породах [Федорова Л.Л., Омельяненко А.В. Исследование структурных особенностей мерзлого горного массива методом георадиолокации. //Информационные технологии в горном деле. Доклады Всероссийской научной конференции с международным участием, Екатеринбург, 12-14 окт., 2011. -Екатеринбург. -2012. С. 226-230.: ил.].

С точки зрения физического и математического аспектов электромагнитных зондирующих систем уточнены некоторые положения импедансного подхода в современной электроразведке. Возникла необходимость замены «классической» электродинамической парадигмы на парадигму фронтальной электродинамики неустойчивой среды, объединяющей фрактальную геометрию и теорию электромагнетизма Использование теории фракталов, детерминированного хаоса, масштабной инвариантности (скейлинга) и дробных операторов открывает дополнительные возможности и перспективы в обработке данных наблюдений и повышении информативности зондирующих систем, ориентируя их на получение качественно новой информации о геологичекой среде [Шуман В.Н. Современные электромагнитные зондирующие системы: состояние, тенденции развития, новые идеи и задачи. //Геофиз. ж. -2012. -34. -№ 4,. с. 282-291.].

1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   30


База данных защищена авторским правом ©zubstom.ru 2015
обратиться к администрации

    Главная страница