ЗСБ – наиболее широко признанная и развитая технология индуктивной импульсной электроразведки (как в России, так и за рубежом), в которой наши специалисты имеют разносторонний и глубокий опыт. Возникнув более 30-ти лет назад как метод структурной электроразведки, технология ЗСБ привлекла специалистов главным образом благодаря двум особенностям – во-первых, размеры установки зондирования могут быть в несколько раз меньше глубины исследования георазреза; во–вторых, результаты измерений обладают повышенной чувствительностью к изменению параметров георазреза. С первых лет появления метода ЗСБ наши специалисты активно занимались всеми основными вопросами технологии: разработка аппаратуры, методика возбуждения и измерения поля, борьба с помехами и различными искажениями, матобеспечение, обработка и интерпретация данных и т.д. Как нам представляется, во всех основных вопросах состояние нашего аппаратурно-методического комплекса ЗСБ находится на мировом уровне.

 

Общие черты полевой технологии

 

В процессе зондирования используется установка, состоящая из незаземленных генераторной и приемной петель, расположенных на поверхности земли, размеры которых определяются требуемой глубиной исследования. Петли, в виде квадратов, располагаются, как правило, симметрично одна в другой (установка «петля в петле»). Процесс возбуждения поля в исследуемой среде вызывается включением - выключением тока в генераторной петле. Это поле вызывает в приемной петле ЭДС, которую называют «переходной характеристикой среды» или «сигналом становления поля». В результатах измерений этой ЭДС содержатся сведения об исследуемой среде, характеристики которой затем определяются в процессе интерпретации.

 

 

Какие задачи решаем?

 

- Если попытаться одной фразой охарактеризовать предназначение метода, можно сказать – «структурно-картировочные задачи различного назначения и масшабов». Эффективность применения метода определяется дифференциацией слоев, слагающих исследуемую толщу, по удельному электрическому сопротивлению. Сама дифференциация в большинстве случаев связана с литологией и водообильностью горных пород. 

- Варианты технологии ЗСБ с размерами генераторых петель 0.4 – 1км обеспечивают глубинность исследований до 1 - 3 км, что позволяет решать задачи, связанные региональным изучением территорий или с поиском нефти и газа, например:

· изучение геологического строения осадочных бассейнов;

·прогноз коллекторов, зон разломов;

·структурно-картировочные, фациально-картировочные задачи;

·исследование фундамента, выявление зон разуплотнения.

- Более производительные варианты технологии, с размерами генераторных петель 20 - 200 м, обеспечивают глубинность до 50 - 500 м. Решение геокартировочных задач этого интервала глубин позволяет использовать метод в следующих областях:

·расчленение разреза и структурное картирование для задач гидрогеологии;

·инженерная геология;

·картирование разломов;

·поиск рудных объектов и кимберлитовых трубок;

·экология, картирование зон засолонения, обводнения и т.д.

 

Что отличает нашу позицию в вопросах методики ?

 

«Необходимое слагаемое успеха – однозначность, достоверность, качество полевого материала» – один из важнейших наших принципов в работе. 

 

В обеспечении этих принципов заметную роль играют ряд приемов, используемых нами в работе.

 

· Предполевая подготовка аппаратуры и новых элементов разработок включает в себя всесторонние лабораторные испытания на установке (системе) тестирования аппаратуры имульсной электроразведки, созданной на основе принципов физического моделирования на металлических моделях. Благодаря этой системе в лаборатории удается смоделировать многие особенности полевых условий измерений. Кроме того, система испытаний обеспечивает функцию собственного метрологического теста аппаратуры, программных средств обработки и интерпретации данных.

· В полевой технологии измерений скрыто множество «тонких мест» и «подводных камней». Поэтому в условиях полевых работ мы используем ряд приемов самопроверки результатов измерений, обеспечивающих выявление различного рода паразитных сигналов. Сюда можно отнести сопоставление результатов, полученных при расположении приемного датчика ПДИ внутри и вне генераторного контура, а также результатов, полученных при разной полярности подключения приемного или генераторного контура. 

·Мы отказались от использования совмещеноой установки зондирования, поскольку она зачастую является причиной появления в измерительном тракте паразитных сигналов, затрудняющих правильную одномерную инверсию полевых данных.

·В интерпретации данных мы опираемся главным образом на те свойства поля, которые следуют из теоретических предпосылок в классической электродинамической постановке решения задач становления. Это – программный комплекс Подбор для одномерной интерпретации. На установках небольшого размера (L<100 м), мы отмечаем поляризационные процессы («быстрое ВП ранних стадий», «низкочастотное индукционное ВП»), однако тезис о «сверхразрешенности кривых ЗСБ» мы не можем для себя принять как доказанный, с одной стороны, учитывая неубедительность соответствующих аргументов, с другой –учитывая многократно доказанную достоверность результатов интерпретации на основе классического электродинамического подхода вообще и комплекса Подбор в частности.

·В условиях неоднородных сред возможны ситуации, когда отдельные кривые зондирования отражают не только слоистую структуру разреза, но и влияние латеральной неоднородности разреза в окрестностях пункта зондирования. Так, например, если верхний проводящий слой (ВЧР) имеет латерально-неоднородное распределение продольной проводимости на исследуемой площади, то определение параметров более глубокозалегающих слоев георазреза традиционными способами интерпретации приводит к серьезным ошибкам. Более подробно эти ситуации рассмотрены в разделе "Физическое моделирование". Благодаря богатому опыту работы в таких регионах нам удалось разработать приемы выявления ситуаций, где мы сталкиваемся с подобными проблемами, и приемы интерпретации данных, позволяющие в этих условиях избежать появления ложных геологических заключений. 

 

Аппаратурное обеспечение

 

Аппаратурное обеспечение работ ЗСБ в последние годы опирается на разработанную нашими специалистами систему Цикл-7.

Подробные сведения о параметрах аппаратуры даны в разделе Аппаратура Цикл-7. Здесь же отметим некоторые её особенности, касающиеся ЗСБ:

·реальный диапазон времен регистрации переходного процесса от 1 - 2 мкс до нескольких секунд (формально - до 40 с); что позволяет исследовать георазрез практически с поверхности, до глубин нефтепоисковых задач;

·мгновенный динамический диапазон измерения ЭДС 140 дб;

·эффективная система фильтрации помех по типу интегрирования расширяющегося окна выборки; кодированный прием последовательности для подавления помехи 50 Гц; предусмотрена также режекторная фильтрация 50/100 Гц;

·габариты и масса измерителя 295х195х90 мм, 4 кг;

·настройка, измерение и обработка данных через LPT-порт от Notebook;

·аппаратура может быть укомплектована двумя вариантами коммутаторов тока - малоглубинным (до 50 - 500 м) и мощным (до 3 км);

·возможны варианты кабельной, либо спутниковой синхронизации работы измерителя и генератора тока;

- в качестве приемников поля используются компактные приемные датчики типа ПДИ , заменяющие громоздкую приемную петлю. Имеющиеся модификации, могут использоваться как в малоглубинных исследованиях (диапазон времен от 5 мкс до 50 мс), так и в нефтепоисковых (диапазон времен от 1 мс до 2 с). 

 

Программные средства обработки и интерпретации

 

·В зависимости от конкретной задачи возможен либо качественный, индикаторный подход в выявлении локальных объектов с аномальной электропроводностью, либо более строгий количественный, основанный на разделении исследуемой толщи на слои с разным удельным сопротивлением, их параметризацией и увязкой по латерали. Возможность разделения на слои - необходимое условие решения большинства геологических задач. С одной стороны, эта возможность определяется главным образом литологией и водообильностью горных пород, с другой - точностью измерений, качеством полевого материала.

·Первичные полевые данные проходят предварительную обработку с помощью программы ПРОБА. Программа позволяет осуществлять различные виды редакции полевых данных, «сшивку режимов» для получения объединенной кривой переходного процесса, коррекцию искажений, вносимых фильтрами, расчет трансформант, вывод на печать цифрового и графического материала, оценку качества результатов контрольных наблюдений и т.д. 

В итоге первичной обработки мы получаем представление о некоторых количественных характеристиках разреза, а кривая зондирования считается готовой к дальнейшей интерпретации в системе Подбор, 

· Для дальнешей обработки полевых данных, их послойной количественной интерпретации, увязки по латерали, получения профильных или площадных изображений разработан комплекс Подбор-4.

Основная программа комплекса предназначена для интерпретации данных одного пикета с позиции горизонтально-однородного разреза (подпрограмма Подбор). Она опирается на быстрые точные алгоритмы решения прямых задач для многослойных сред. Автоматизированные процедуры инверсии обеспечивают подбор георазреза с такими параметрами, при которых его теоретическая переходная характеристика адекватна полевой переходной характеристике.

Из совокупности данных одномерной инверсии для каждого пикета наблюдений создается профильная или площадная картина латеральных изменений параметров разреза. Для этих целей в программном комплексе предусмотрены профильная или площадная отрисовка результатов интерпретации.

Комплекс работает под операционной системой Windows.

 

 

Где мы работали

 

·Основной опыт постановки и ведения работ ЗСБ мы приобрели в период активного нефтепоискового геофизического изучения Сибирской платформы, в период 1970 – 1995 г.г. О признании результативности метода достаточно сказать, что в некоторые годы одновременно работало до 20 полевых отрядов ЗСБ. За период 1980 – 1990 гг, при нашем участии в техническом и методическом руководстве работами, было выполнено более 30 тыс зондирований с глубинностью исследований более 3 км! И это в условиях труднодоступной горно-таежной местности. Ниже будут приведены примеры решения геологических задач на Сибирской платформе. Ереминская площадь. Оленчеминская площадь.

 

·В дальнейшем география работ ЗСБ и геологические задачи расширяются: 

 

1993 год, Австралия. Нефтепоисковые работы в бассейне McArthur. Участок McARTHUR.

 

1997 год, Республика Йемен. Геофизическое обеспечение гидрогеологических работ по поиску резервуаров воды для нужд г. Сана. Участок Warazan.

 

2000 г, ЮАР. Поставка аппаратуры Цикл-5.

 

2001 г, Израиль. Поставка аппаратуры Цикл-5, Участие в гидрогеологических работах по исследованию глубокозалегающих водных резервуаров.

 

2002 г, Перу. Поставка аппаратуры Цикл-5, Чтение цикла лекций по технологии работ ЗСБ, участие в гидрогеологических работах.