RU2119180C1 - Method of geophysical prospecting - Google Patents
Method of geophysical prospecting Download PDFInfo
- Publication number
- RU2119180C1 RU2119180C1 RU97117281A RU97117281A RU2119180C1 RU 2119180 C1 RU2119180 C1 RU 2119180C1 RU 97117281 A RU97117281 A RU 97117281A RU 97117281 A RU97117281 A RU 97117281A RU 2119180 C1 RU2119180 C1 RU 2119180C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sources
- exploration
- observations
- seismic
- processes
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 72
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims abstract description 41
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 31
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 11
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 7
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 5
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- RLLPVAHGXHCWKJ-IEBWSBKVSA-N (3-phenoxyphenyl)methyl (1s,3s)-3-(2,2-dichloroethenyl)-2,2-dimethylcyclopropane-1-carboxylate Chemical compound CC1(C)[C@H](C=C(Cl)Cl)[C@@H]1C(=O)OCC1=CC=CC(OC=2C=CC=CC=2)=C1 RLLPVAHGXHCWKJ-IEBWSBKVSA-N 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009291 secondary effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/30—Assessment of water resources
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к геофизической разведке и предназначено для излучения геологического строения сложнопостроенных районов, при поиске полезных ископаемых. The invention relates to geophysical exploration and is intended for radiation of the geological structure of complex areas, when searching for minerals.
Известны способы сейсморазведки и электроразведки, используемые для изучения геологического строения. Known methods of seismic and electrical exploration used to study the geological structure.
Известен способ сейсморазведки, включающий возбуждение упругих волн, при котором в среде формируются упругие волны со сферической формой фронта волны с применением источников, осуществляющих одноразовое излучение коротких во времени импульсных сигналов или многоразовое последовательное излучение, например, вибраторами, серии импульсных сигналов с различной частотой во времени. Регулированием параметров этих систем обеспечивают требуемую интенсивность волнового поля и надежность выделения сигналов [1]. A known method of seismic exploration, including the excitation of elastic waves, in which elastic waves are formed in the medium with a spherical wavefront shape using sources that produce single-time emission of short-time pulsed signals or reusable sequential radiation, for example, vibrators, a series of pulsed signals with different frequency in time . By controlling the parameters of these systems, the required intensity of the wave field and the reliability of signal isolation [1] are provided.
Известен способ электроразведки, включающий возбуждение в среде электрического поля источниками гальванического или индукционного типа, регулирование параметрами возбуждения электрического поля осуществляют путем изменения линейных размеров источников, силы тока и длительности излучения [2]. A known method of electrical exploration, including the excitation in the environment of an electric field by galvanic or induction type sources, the parameters of the excitation of the electric field are controlled by changing the linear dimensions of the sources, current strength and radiation duration [2].
Однако эти известные способы имеют недостатки. В ряде районов, особенно сложнопостроенных, способы не обеспечивают полное решение геологических задач в связи со значительными ограничениями возможностей источников физических полей. К таким задачам относятся: излучение строения тонкослоистых сред, блоковых структур и тектонических нарушений, выклинивающихся горизонтов, определение положения зон локальных изменений литолого-физических особенностей среды и т.п. Одной из причин, ограничивающих возможности этих способов, является повышение зашумленности физических полей с увеличением мощности систем излучения, что снижает возможности решения более тонких, требующих большой точности задач. However, these known methods have disadvantages. In a number of areas, especially complex ones, the methods do not provide a complete solution of geological problems due to significant limitations on the capabilities of sources of physical fields. Such tasks include: radiation of the structure of thin-layered media, block structures and tectonic disturbances, wedging horizons, determining the position of zones of local changes in the lithological and physical features of the medium, etc. One of the reasons limiting the possibilities of these methods is an increase in the noisiness of physical fields with an increase in the power of radiation systems, which reduces the possibility of solving more subtle problems requiring high accuracy.
Известен способ геофизической разведки, включающий одновременное возбуждение и регистрацию сейсмических электрических колебаний в дополнительном постоянном электрическом поле, создаваемом электродами, расположенными симметрично относительно центра расстановки сейсмоприемников, причем электрические колебания регистрируют приемными электродами, расположенными между питающими электродами [3, 4]. A known method of geophysical exploration, including the simultaneous excitation and registration of seismic electrical oscillations in an additional constant electric field created by electrodes located symmetrically relative to the center of the arrangement of geophones, and electrical vibrations are recorded by receiving electrodes located between the supply electrodes [3, 4].
Недостатками этого способа являются ограниченная возможность повышения интенсивности физических процессов, возникающих в гетерогенных средах, а также глубинности исследований. Кроме того, регулирование электрических процессов в исследуемой геологической среде этим способом может быть осуществлено только изменением напряженности электрического поля и линейными размерами излучателей. Применение короткого во времени упругого поля, возбужденного при сейсмических исследованиях, не может обеспечить существенное влияние на гетерогенную среду, поэтому эффективность такого способа на больших глубинах и в сложных геологических условиях низка. The disadvantages of this method are the limited ability to increase the intensity of physical processes that occur in heterogeneous environments, as well as the depth of research. In addition, the regulation of electrical processes in the studied geological environment in this way can be carried out only by changing the electric field strength and the linear dimensions of the emitters. The use of a short-time elastic field excited during seismic studies cannot provide a significant effect on a heterogeneous medium, therefore the effectiveness of this method at great depths and in difficult geological conditions is low.
Наиболее близким к предлагаемому является способ геофизической разведки, включающий проведение сейсморазведки и электроразведки на смещенных профилях с применением интерференционных источников упругих волн и источников электрического поля, в котором профили ориентируют по простиранию и вкрест простирания структурных форм, перекрывающих разведуемые границы и вносящих наибольшие искажения в физические поля, создают вокруг этих структурных форм замкнутый полигон, совмещают источники упругих волн и электромагнитного поля, а диаграммы направленности излучающих систем ориентируют относительно искажающих структурных форм так, чтобы плоскости лучей были вертикальными [5]. Closest to the proposed one is a method of geophysical exploration, including seismic and electrical exploration on offset profiles using interference sources of elastic waves and electric field sources, in which the profiles are oriented along the strike and across the strike of structural forms that overlap the reconnoitered borders and introduce the greatest distortion to physical fields create a closed polygon around these structural forms, combine sources of elastic waves and an electromagnetic field, and diagrams The directions of the radiating systems are oriented relative to the distorting structural forms so that the ray planes are vertical [5].
Недостатком этого способа является недостаточная достоверность и надежность результатов, связанная с ограничением возможностей источников электрического и упругого полей. The disadvantage of this method is the lack of reliability and reliability of the results associated with the limitation of the possibilities of sources of electric and elastic fields.
Задачей изобретения является повышение эффективности, достоверности и разрешающей способности способа, за счет повышения интенсивности механоэлектрических процессов в исследуемой гетерогенной геологической среде. The objective of the invention is to increase the efficiency, reliability and resolution of the method, by increasing the intensity of mechanoelectric processes in the studied heterogeneous geological environment.
Поставленная задача решается следующим образом. The problem is solved as follows.
В способе геофизической разведки, включающем проведение электроразведки и сейсморазведки на совмещенных профилях непрерывным профилированием с применением источников электрического поля и интерференционных источников упругих волн, формируют систему инициирования и управления механо-электрическими процессами в гетерогенной геологической среде путем одновременного воздействия на среду источниками электрического поля и источниками упругих волн с интенсивностью превышающей естественный фон помех, для этого предварительно перед наблюдениями про профилям на различных участках площади экспериментально определяют оптимальные параметры системы инициирования, при которых механоэлектрические процессы обладают максимальной интенсивностью и надежности выделения электрических и упругих сигналов, определяют график изменения процесса релаксации среды во времени после одновременного выключения источников системы инициирования, по закономерностям изменения напряженности инициированного электрического поля по времени по графику определяют значение суммарного времени релаксации tрел для выполнения наблюдений электроразведкой и сейсморазведкой, при этой различия значений напряженности инициированного механоэлектрическими процессами электрического поля, зарегистрированные в момент выключения источников в системе инициирования и соответствующих экстремуму графика и значений суммарного времени релаксации tрел выполнения наблюдений сейсморазведкой электроразведкой, не превышают заданной точности измерений, определяют оптимальные параметры источников для выполнения наблюдений электроразведкой и сейсморазведкой с инициированными механо-электрическими процессами, затем выполняют наблюдения по профилям путем воздействия на среду инициирующей системой, по завершению цикла инициирования одновременно выключают источники электрического и упругого полей, на одном и том же интервале профиля, размещенном симметрично относительно центра в пределах системы инициирования, последовательно выполняют наблюдения вначале электроразведкой, а затем сейсморазведкой, при этом суммарное время наблюдений не превышает время релаксации tрел, определенного по графику изменения релаксации среды, после завершения наблюдений сейсморазведкой систему инициирования перемещают на длину интервала выполнения наблюдений электроразведкой и цикл наблюдений повторяют.In the method of geophysical exploration, including conducting electrical exploration and seismic exploration on combined profiles by continuous profiling using sources of an electric field and interference sources of elastic waves, a system for initiating and controlling mechanoelectric processes in a heterogeneous geological environment is formed by simultaneously influencing the medium by electric field sources and elastic sources waves with an intensity exceeding the natural background noise, for this previously before By observing profiles in different parts of the area, experimentally determine the optimal parameters of the initiation system, at which the mechanoelectric processes have the maximum intensity and reliability of the isolation of electrical and elastic signals, determine the schedule of the process of relaxation of the medium in time after simultaneously switching off the sources of the initiation system, according to the laws of change in the intensity of the initiated electrical time fields on the graph determine the value of the total time tim relaxation time t rel to perform observation by electrical and seismic, at this difference intensity values initiated mehanoelektricheskimi processes the electric field, registered at the time of shutdown sources in system initiation and corresponding to an extremum of the graph and the total relaxation time values t rel of observations seismic by electrical not exceed a predetermined accuracy measurements, determine the optimal parameters of the sources for the observation of electrical development caustic and seismic surveys with initiated mechanical-electrical processes, then make observations on the profiles by acting on the medium with the initiating system, at the end of the initiation cycle, simultaneously turn off the sources of electric and elastic fields, on the same profile interval, placed symmetrically relative to the center within the initiation system , sequentially carry out observations first by electrical exploration and then by seismic exploration, while the total observation time does not exceed the relaxation time t Rel , determined by the schedule of changes in the relaxation of the medium, after the completion of observations by seismic exploration, the initiation system is moved to the length of the interval of observations by electrical exploration and the observation cycle is repeated.
Отличительными признаками в заявленном способе являются:
формирование специальной системы инициирования механо-электрических процессов в гетерогенной геологической среде путем одновременного воздействия на среду источниками электрического поля и упругих волн с параметрами позволяющими обеспечить максимальную остаточную интенсивность инициированных процессов, превышающих естественный фон помех, и необходимую длительность процесса релаксации исследуемой среды, после одновременного выключения источников в системе. Так как процессы существенно зависят от строения среды, то единственным средством определения оптимальных параметров источников являются экспериментальные полевые работы, при которых выполняются наблюдения с различными параметрами источников и путем анализа и сравнения результатов определяют оптимальные параметры. Так как система инициирования решает задачу возбуждения механо-электрических процессов с максимальной интенсивностью, то параметры источников могут отличаться от параметров аналогичных источников при профильных наблюдениях электроразведкой и сейсморазведкой, где решаются задачи трассирования границ;
предварительно перед наблюдениями по профилям на различных участках площади исследований экспериментально определяют оптимальные параметры системы инициирования, при которых механоэлектрические процессы обладают максимальной интенсивностью и надежностью выделения электрических и упругих сигналов;
определяют график изменения процесса релаксации среды во времени после одновременного выключения источников системы инициирования по закономерностям изменения напряженности инициирования электрического поля во времени, по графику определяют значение суммарного времени релаксации tрел для выполнения последующих наблюдений электроразведкой и сейсморазведкой, при этом различия напряженности инициированного механоэлектрическими процессами электрического поля, зарегистрированного в момент выключения источников в системе инициирования, соответствующие экстремуму, и значение суммарного времени tрел выполнения наблюдения сейсморазведкой и электроразведкой, на графике релаксации среды не должны превышать заданной точности измерений;
по завершению цикла наблюдений сейсморазведкой систему инициирования перемещают на длину интервала выполнения наблюдений электроразведкой и сейсморазведкой и цикл наблюдений повторяют. При такой системе наблюдений обеспечивается непрерывное прослеживание каждым методом сигналов вдоль профиля наблюдений в условиях выдержанности интенсивности инициирования процессов, возникающих в гетероегнной геологической среде, что позволяет излучить закономерности изменения механоэлектрических процессов, связанных с изменениями строения среды и определить причины этих изменений.Distinctive features in the claimed method are:
the formation of a special system for initiating mechanoelectric processes in a heterogeneous geological environment by simultaneously affecting the medium with electric field sources and elastic waves with parameters that allow for the maximum residual intensity of the initiated processes that exceed the natural background of interference and the necessary duration of the relaxation process of the medium under study, after the sources are simultaneously turned off in system. Since the processes substantially depend on the structure of the medium, the only means of determining the optimal parameters of the sources is experimental field work, in which observations are made with various parameters of the sources and, by analyzing and comparing the results, determine the optimal parameters. Since the initiation system solves the problem of excitation of mechano-electric processes with maximum intensity, the parameters of the sources may differ from the parameters of similar sources during profile observations by electrical exploration and seismic exploration, where boundary tracing problems are solved;
preliminary, before observing profiles on various sections of the research area, experimentally determine the optimal parameters of the initiation system, in which mechanoelectric processes have the maximum intensity and reliability of the separation of electrical and elastic signals;
determine the graph of the change in the process of relaxation of the medium in time after turning off the sources of the initiation system according to the laws of change in the intensity of initiation of the electric field in time, determine the value of the total relaxation time t rel for subsequent observations by electrical exploration and seismic exploration, while the differences in the intensity of the electric field initiated by mechanoelectric processes registered at the moment of switching off the sources in the initiation system Bani, corresponding to an extremum, and the value of the total time t rel performing seismic observations and by electrical, graph medium relaxation should not exceed a given measurement accuracy;
upon completion of the observation cycle by seismic exploration, the initiation system is moved to the length of the interval of observations by electrical exploration and seismic exploration and the observation cycle is repeated. With such a system of observations, each method continuously monitors the signals along the observation profile under conditions of sustained intensity of the initiation of processes arising in a heterogeneous geological environment, which allows one to radiate patterns of changes in mechanoelectric processes associated with changes in the structure of the medium and determine the causes of these changes.
На фиг. 1 - схема расположения систем возбуждения физических полей. 1 - профиль наблюдения с нумерацией пикетов (0 - 15o o), 2 - интервал профиля 1, на котором размещена система инициирования механоэлектрических процессов с центром 6o o, 3 - положение интервалов, размещения системы возбуждения и регистрации электроразведки с центром 4 при последовательных наблюдениях на профиле 1 (3,1 - 3,5), 5 - положение интервалов профиля системы возбуждения и регистрации сейсморазведки с центром 6 при наблюдениях на профиле 1 (5,1 - 5,9).In FIG. 1 is a layout of physical field excitation systems. 1 - observation profile with picket numbering (0 - 15 o o ), 2 - interval of profile 1, on which the system of initiation of mechanoelectric processes with a center of 6 o o is placed, 3 - position of intervals, placement of an excitation system and registration of electrical exploration with
На фиг. 2 примеры графиков, иллюстрирующие режим инициирования механоэлектрических процессов в среде 8 пример изменения напряженности электрического поля ± Uэп системы инициирования во времени Uэп=f(t); 9 - пример напряженности электромагнитного поля после выключения источника Uэмп=f(t), 10 - график интенсивности и периодичности излучения упругого поля инициирующей системой механоэлектрических процессов во времени.In FIG. 2 examples of graphs illustrating the initiation mode of mechanoelectric processes in a medium; 8 example of a change in the electric field strength ± U ep of the initiation system in time U ep = f (t); 9 is an example of electromagnetic field strength after turning off the source U emp = f (t), 10 is a graph of the intensity and periodicity of the radiation of an elastic field by an initiating system of mechanoelectric processes in time.
Фиг. 3. Пример графика релаксации среды во времени после выключения системы инициирования механоэлектрических процессов. Uмак - напряженность электрического поля, измеренная в момент выключения источников электрического поля и упругих волн системы инициирования; Ui - результаты замеров напряженности электрического поля через определенные интервалы времени в часах после выключения систем инициирования среды; tрел - время релаксации среды, в пределах которого можно выполнять наблюдения с достаточной степенью точности раздельно электроразведкой и сейсморазведкой - изменение напряженности инициированного электрического поля не превышает заданной точности измерения сигналов.FIG. 3. An example of a graph of the relaxation of a medium in time after turning off the initiation system of mechanoelectric processes. U pop - electric field strength, measured at the time of switching off the sources of the electric field and the elastic waves of the initiation system; U i - the results of measurements of the electric field at certain time intervals in hours after turning off the systems of initiation of the environment; t rel is the relaxation time of the medium, within which it is possible to carry out observations with a sufficient degree of accuracy separately by electrical exploration and seismic exploration - the change in the intensity of the initiated electric field does not exceed the specified accuracy of signal measurement.
Особенности способа. Способ базируется на использовании механоэлектрических процессов, возникающих в геологической гетерогенной среде при одновременном воздействии на нее электрическим и упругим полями. Features of the method. The method is based on the use of mechanoelectric processes arising in a geological heterogeneous medium with simultaneous exposure to electric and elastic fields.
В 1936 г. BlaunL. and StathemL. установили изменение силы тока, проходящего через землю, при наличии постоянной разности потенциалов между двумя электродами под воздействием упругого поля (сейсмоэлектрический эффект первого рода-J). В 1939 г. Ивановым А.Г. установлено, что при распространении упругих волн в поверхностных слоях регистрируется разность потенциалов между точками, расположенными на разных расстояниях от источника тока (сейсмоэлектрический эффект второго рода - Е). Был предложен способ геофизической разведки, основанный на использовании сейсмоэлектрического эффекта второго рода Е, включающий возбуждение упругих колебаний и регистрацию переменной разности электрических потенциалов. Однако из-за незначительных величин, возникающих при этом электрических потенциалов, соизмеримых с естественным электрическим полем, положительный результат не был получен [6]. Теоретическое обоснование природы этого эффекта дано Л.И. Френкелем [7]. В гетерогенных пористых средах с жидкими заполнителями на контакте твердых и жидких фаз образуется диффузный двойной электрический слой (Д.э.с.), являющийся пространственным распределением электрических зарядов (объемный заряд) на границе соприкосновения разных фаз (твердая и жидкая), приводящей к возникновению разности электрических потенциалов между фазами. Наиболее подвижной и наименее устойчивой является диффузная часть Д.э.с., расположенная в жидкой фазе. Состояние системы определяется термодинамическими параметрами среды (температура, давление, удельный объем или плотность), а ее энергия - химическим потенциалом. Экспериментально установлено, что с увеличением диффузной части Д.э.с. возрастает эффективность механоэлектрических процессов. Основным условием термодинамической системы является стремление ее к наиболее низкому из возможных электрических состояний. Применение дополнительной энергии (давление, температура, внешние физические поля и т.п.) к таким системам сопровождается их трансформацией, что вызывает вторичные эффекты в других полях. Д.э.с. становится электрически активным. В результате процесса диффузии устанавливается равновесное состояние всей системы применительно к новым условиям и она вновь становится электрически нейтральной. Электрические явления, наблюдаемые в двухфазных (чаще дисперсных) системах, возникают при движении одной фазы относительно другой под действием внешнего упругого поля и проявляются как разность потенциалов, перемещающихся с различной скоростью фаз в направлении распространения упругих колебаний. Экспериментально показано, что чем сильнее заряжена диффузная часть Д.э.с., тем выше величина электрокинетического потенциала, и тем эффективнее преобразования, связанные с воздействием упругого и электрического полей. Этот вывод имеет большое практическое значение при разработке методика работ - положительный эффект при использовании этих процессов может быть получен только при условии, что внешние физические поля, используемые при инициировании механоэлектрических процессов в среде, будут обладать мощностью, обеспечивающей возбуждение механоэлектрических процессов максимальной интенсивности в требуемом интервале глубин. In 1936, BlaunL. and StathemL. established a change in the strength of the current passing through the earth, in the presence of a constant potential difference between the two electrodes under the influence of an elastic field (seismoelectric effect of the first kind-J). In 1939, Ivanov A.G. It was found that during the propagation of elastic waves in the surface layers, the potential difference is recorded between points located at different distances from the current source (seismoelectric effect of the second kind - E). A method of geophysical exploration was proposed, based on the use of the seismoelectric effect of the second kind E, including the excitation of elastic vibrations and registration of a variable difference in electrical potentials. However, due to insignificant values arising in this case, electric potentials commensurate with the natural electric field, a positive result was not obtained [6]. A theoretical substantiation of the nature of this effect is given by L.I. Frenkel [7]. In heterogeneous porous media with liquid aggregates, a diffuse double electric layer (DE) is formed at the contact of solid and liquid phases, which is the spatial distribution of electric charges (space charge) at the interface between different phases (solid and liquid), which leads to differences of electric potentials between phases. The most mobile and least stable is the diffuse part of the DEM located in the liquid phase. The state of the system is determined by the thermodynamic parameters of the medium (temperature, pressure, specific volume or density), and its energy is determined by the chemical potential. It was experimentally established that with an increase in the diffuse part of the DE increases the efficiency of mechanoelectric processes. The basic condition of a thermodynamic system is its striving for the lowest possible electric state. The use of additional energy (pressure, temperature, external physical fields, etc.) to such systems is accompanied by their transformation, which causes secondary effects in other fields. D.E.S. becomes electrically active. As a result of the diffusion process, the equilibrium state of the entire system is established in relation to new conditions and it again becomes electrically neutral. Electrical phenomena observed in two-phase (often dispersed) systems arise when one phase moves relative to another under the action of an external elastic field and appears as a potential difference moving with different phase velocities in the direction of propagation of elastic vibrations. It has been experimentally shown that the stronger the diffuse part of the DEM is charged, the higher the value of the electrokinetic potential, and the more efficient the transformations associated with the action of elastic and electric fields. This conclusion is of great practical importance in the development of the work procedure — a positive effect when using these processes can be obtained only if the external physical fields used in the initiation of mechanoelectric processes in a medium have the power to excite mechanoelectric processes of maximum intensity in the required interval the depths.
Экспериментальными полевыми исследованиями, выполненными в СГЭ НВНИИГГ ( Озерков Э.Л., Хараз И.И, 1989 г), установлено, что при выполнении наблюдений электроразведкой с возбуждением упругого поля и сейсморазведкой с возбуждением электрического поля отмечается повышение интенсивности регистрируемых сигналов и снижение фона помех. Установлено, что после выключения источников внешних физических полей происходит релаксация среды, протекающая во времени значительно медленее, чем при ее инициировании. На материалах, зарегистрированных при одновременном воздействии на среду физическими полями, возросла надежность прослеживания физических границ, выделений тектонических нарушений и выклинивания горизонтов. Выполнен прогноз положения гетерогенных пород с жилками заполнителями, подтвержденный последующим бурением. Experimental field studies performed at the SGE NVNIIGG (Ozerkov E.L., Kharaz I.I., 1989) established that when observing electrical exploration with excitation of the elastic field and seismic exploration with excitation of the electric field, an increase in the intensity of recorded signals and a decrease in the background of interference . It was found that after the sources of external physical fields are turned off, the medium relaxes, proceeding much slower in time than when it was initiated. On materials recorded with simultaneous exposure to the environment by physical fields, the reliability of tracing physical boundaries, highlighting tectonic disturbances and pinching out horizons has increased. A prediction of the position of heterogeneous rocks with filler veins is confirmed, confirmed by subsequent drilling.
Способ реализуется следующим образом. The method is implemented as follows.
Основным требованием использования способа является инициирование в геологической среде механоэлектрических процессов с максимальной интенсивностью, существенно превышающей естественный фон помех, для обеспечения надежной регистрации процесса релаксации во времени. Для этого формируют систему инициирования механоэлектрических процессов в геологической среде путем одновременного воздействия на нее источниками электрического поля и упругих волн, и натурными экспериментами определяют оптимальные параметры этой системы. Вначале определяют параметры системы инициирования механоэлектрических процессов. Для этого эксперимента выполняют на нескольких участках исследуемого района с опробованием различных линейных размеров источников электрического поля и интерференционных источников упругих волн, различных значений напряженности и силы тока, количества источников и длительности воздействия физических полей на геологическую среду. С оптимальными параметрами системы инициирования изучают закономерность изменения процесса релаксации среды для получения суммарного значения времени выполнения наблюдений электроразведкой и сейсморазведкой, при котором будет обеспечена надежность регистрации и выделения сигналов. После этого экспериментально определяют оптимальные параметры наблюдения электроразведкой и сейсморазведкой в конкретных геологических условиях с инициированными механоэлектрическими процессами источников электрического поля иинтерференционных источников упругих волн (2). Одновременно на профиле размещают системы наблюдения электроразведкой (3) и сейсморазведкой (5). Центры этих систем (4) и (6) совмещают с пикетом профиля, для которого должны быть получены данные исследований (7). В соответствии с экспериментально установленными оптимальными параметрами одновременно выполняют воздействия на среду источниками электрического поля и упругих волн. Примеры режимов излучения источников иллюстрируются графиками 8 и 10. По завершению полного цикла инициирования среды и выключения источников в системе инициирования, выполняют наблюдения на одном и том же интервале профиля электроразведкой (3) с последующим перемещением системы в пределах интервала (7), соответствующему центру интервала размещения системы с шагом, определенным технологией работ. На фиг. 1 в качестве примера показано 5 пунктов наблюдения (3.1 - 3.5). По завершению электроразведочных наблюдений выполняются сейсморазведочные наблюдения (5). На конкретном примере при этих работах выполнено 9 наблюдений (5.1 - 5.9). Суммарное время выполнения электроразведочных и сейсмических наблюдений не должно превышать времени tрел. (кривая II), при котором изменение напряженности электрического поля после релаксации среды не превышает заданной точности измерения электрических сигналов.The main requirement for using the method is the initiation in the geological environment of mechanoelectric processes with a maximum intensity significantly exceeding the natural background of interference to ensure reliable recording of the relaxation process in time. To do this, form a system for initiating mechanoelectric processes in the geological environment by simultaneously exposing it to sources of an electric field and elastic waves, and determine the optimal parameters of this system by field experiments. First, the parameters of the initiation system of mechanoelectric processes are determined. For this experiment, they are performed in several areas of the study area with the testing of various linear sizes of electric field sources and interference sources of elastic waves, various values of intensity and current strength, number of sources and duration of exposure of physical fields to the geological environment. With the optimal parameters of the initiation system, the laws governing the change in the process of relaxation of the medium are studied to obtain the total value of the time it takes to conduct observations by electrical exploration and seismic exploration, at which the reliability of signal recording and isolation will be ensured. After that, the optimal parameters of observation by electrical exploration and seismic exploration are determined experimentally in specific geological conditions with mechanoelectric processes initiated by electric field sources and interference sources of elastic waves (2). At the same time, surveillance systems with electrical exploration (3) and seismic exploration (5) are placed on the profile. The centers of these systems (4) and (6) are combined with the profile picket, for which research data should be obtained (7). In accordance with the experimentally established optimal parameters, they simultaneously act on the medium by sources of an electric field and elastic waves. Examples of radiation modes of sources are illustrated by
По завершению цикла наблюдений систему инициирования перемещают по профилю на длину интервала выполнения наблюдений сейсморазведкой и электроразведкой (7) и цикл наблюдений повторяют. При такой системе наблюдений обеспечивается высокая технологичность и эффективность геологоразведочных работ. Upon completion of the observation cycle, the initiation system is moved along the profile to the length of the interval of observations by seismic and electrical exploration (7) and the observation cycle is repeated. With such a system of observations, high technological effectiveness and efficiency of exploration work is ensured.
Таким образом, особенностями рассматриваемого способа геофизической разведки является инициирование механоэлектрических процессов в гетерогенных геологических средах, заполненных флюидами, с наибольшей интенсивностью и устойчивостью во времени с тем, чтобы последующими геофизическими наблюдениями электро- и сейсморазведкой обеспечить надежность и достоверность выделения геофизических аномалий, возникающих в гетерогенных средах. Регулирование механоэлектрических процессов позволит повысить эффективность известных способов разведки, комплексную интерпретацию данных, полученных в сложнопостроенных средах, и прогнозировать положение гетерогенных пород в геологическом разрезе, основного объекта геофизической разведки. Thus, the features of the geophysical exploration method under consideration are the initiation of mechanoelectric processes in heterogeneous geological environments filled with fluids, with the greatest intensity and stability over time, so that subsequent geophysical observations by electrical and seismic exploration ensure the reliability and reliability of the identification of geophysical anomalies that occur in heterogeneous environments . Regulation of mechanoelectric processes will increase the efficiency of known methods of exploration, a comprehensive interpretation of data obtained in complex environments, and predict the position of heterogeneous rocks in the geological section, the main object of geophysical exploration.
Источники информации
1. Сейсморазведка, справочник геофизика под редакцией Гурвича И.И., Номоконова В.П. / М.: Гостоптехиздат, 1963.Sources of information
1. Seismic exploration, a geophysics reference book edited by Gurvich II, Nomokonov VP / M .: Gostoptekhizdat, 1963.
2. Электроразведка, справочник геофизика, под редакцией Тархова А.Г. / М.: Гостоптехиздат, 1963. 2. Electrical exploration, a directory of geophysicists, edited by A. Tarkhov. / M .: Gostoptekhizdat, 1963.
3. Авторское свидетельство N 1045190. Способ геофизической разведки. G 01 Y 3/08 Y 1/00, Б.И. N 36, 1983 г. 3. Copyright certificate N 1045190. The method of geophysical exploration. G 01 Y 3/08 Y 1/00, B.I. N 36, 1983
4. Лящук Д.Н., Синяк В.В. Экспериментальные исследования электросейсмического эффекта при наблюдениях в скважине. Кн. "Геофизическая диагностика нефтегазоносных и угленосных разрезов". - Киев: Наукова думка, 1989, с. 151 - 152. 4. Lyashchuk D.N., Sinyak V.V. Experimental studies of the electro-seismic effect during observations in the well. Prince "Geophysical diagnostics of oil and gas and coal-bearing sections." - Kiev: Naukova Dumka, 1989, p. 151 - 152.
5. Авторское свидетельство N 1448319 "Способ геофизической разведки" МКИ G 01 V 1/00 - Б.И. N 48, 1988 г. 5. Copyright certificate N 1448319 "Method for geophysical exploration" MKI G 01 V 1/00 - B.I. N 48, 1988
6. Кондрашов С. Н. Пьезоэлектрический метод разведки. - М.: "Недра", 1980, с. 127 - 143. 6. Kondrashov S. N. The piezoelectric reconnaissance method. - M .: "Nedra", 1980, p. 127 - 143.
7. Френкель Я.И. К теории сейсмических и сейсмоэлектрических явлений во влажной почве. Изв. АН СССР. Серия географическая и геофизическая. Том VIII, N 4.1944, с. 133 - 150. 7. Frenkel Y.I. To the theory of seismic and seismoelectric phenomena in moist soil. Izv. USSR Academy of Sciences. Series geographic and geophysical. Volume VIII, N 4.1944, p. 133 - 150.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97117281A RU2119180C1 (en) | 1997-10-21 | 1997-10-21 | Method of geophysical prospecting |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97117281A RU2119180C1 (en) | 1997-10-21 | 1997-10-21 | Method of geophysical prospecting |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2119180C1 true RU2119180C1 (en) | 1998-09-20 |
| RU97117281A RU97117281A (en) | 1999-01-20 |
Family
ID=20198182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97117281A RU2119180C1 (en) | 1997-10-21 | 1997-10-21 | Method of geophysical prospecting |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2119180C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2154847C1 (en) * | 1999-02-02 | 2000-08-20 | Нижне-Волжский научно-исследовательский институт геологии и геофизики | Process of geophysical prospecting while searching for oil and gas fields |
| RU2159945C1 (en) * | 1999-11-09 | 2000-11-27 | Нижне-Волжский научно-исследовательский институт геологии и геофизики | Process of seismic prospecting |
| RU2251715C2 (en) * | 2000-03-21 | 2005-05-10 | Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани | Source signals for electro-seismic prospecting |
| RU2260822C1 (en) * | 2004-06-23 | 2005-09-20 | Государственное федеральное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт геофизических методов разведки" | Method of geophysical prospecting of hydrocarbon deposits |
| RU2527322C1 (en) * | 2013-04-12 | 2014-08-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Сибирский Научно-Исследовательский Институт Геологии, Геофизики И Минерального Сырья" | Method for geophysical exploration of hydrocarbon deposits |
| RU2685577C1 (en) * | 2018-07-18 | 2019-04-22 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Method of hydrocarbons search |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB226886A (en) * | 1923-10-02 | 1925-01-02 | Everard Richard Calthrop | Improvements in or relating to metal plates or shapes and structures composed thereof |
| SU1448319A1 (en) * | 1987-05-15 | 1988-12-30 | Нижне-Волжский научно-исследовательский институт геологии и геофизики | Geophysical survey method |
-
1997
- 1997-10-21 RU RU97117281A patent/RU2119180C1/en active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB226886A (en) * | 1923-10-02 | 1925-01-02 | Everard Richard Calthrop | Improvements in or relating to metal plates or shapes and structures composed thereof |
| SU1448319A1 (en) * | 1987-05-15 | 1988-12-30 | Нижне-Волжский научно-исследовательский институт геологии и геофизики | Geophysical survey method |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2154847C1 (en) * | 1999-02-02 | 2000-08-20 | Нижне-Волжский научно-исследовательский институт геологии и геофизики | Process of geophysical prospecting while searching for oil and gas fields |
| RU2159945C1 (en) * | 1999-11-09 | 2000-11-27 | Нижне-Волжский научно-исследовательский институт геологии и геофизики | Process of seismic prospecting |
| RU2251715C2 (en) * | 2000-03-21 | 2005-05-10 | Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани | Source signals for electro-seismic prospecting |
| RU2260822C1 (en) * | 2004-06-23 | 2005-09-20 | Государственное федеральное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт геофизических методов разведки" | Method of geophysical prospecting of hydrocarbon deposits |
| RU2527322C1 (en) * | 2013-04-12 | 2014-08-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Сибирский Научно-Исследовательский Институт Геологии, Геофизики И Минерального Сырья" | Method for geophysical exploration of hydrocarbon deposits |
| RU2685577C1 (en) * | 2018-07-18 | 2019-04-22 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Method of hydrocarbons search |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Garambois et al. | Seismoelectric wave conversions in porous media: Field measurements and transfer function analysis | |
| US5877995A (en) | Geophysical prospecting | |
| Zhu et al. | Seismoelectric and seismomagnetic measurements in fractured borehole models | |
| Zaalishvili et al. | Application of microseismic and calculational techniques in engineering-geological zonation | |
| EA005193B1 (en) | Nonlinear electroseismic exploration | |
| Peng et al. | Experimental study of the seismoelectric interface response in wedge and cavity models | |
| Zeigarnik et al. | Electromagnetic Earthquake Triggering: Field Observations, Laboratory Experiments, and Physical Mechanisms—A Review | |
| Panzera et al. | A microtremor survey to define the subsoil structure in a mud volcanoes area: the case study of Salinelle (Mt. Etna, Italy) | |
| RU2119180C1 (en) | Method of geophysical prospecting | |
| Beamish et al. | Electrokinetic geophysics—A review | |
| Stump et al. | Experimental confirmation of superposition from small-scale explosions | |
| Neishtadt et al. | Application of piezoelectric and seismoelectrokinetic phenomena in exploration geophysics: Review of Russian and Israeli experiences | |
| Martins-Gomes et al. | Seismoelectric wave conversions at an interface: a quantitative comparison between laboratory data and full-waveform modelling | |
| Haris et al. | Integrated seismic stochastic inversion and multi-attributes to delineate reservoir distribution: Case study MZ fields, Central Sumatra Basin | |
| US5991235A (en) | Seismic data imaging system | |
| Wang et al. | Identification of the seismoelectric field induced by a slow compressional wave at an ultrasonic frequency | |
| RU2527322C1 (en) | Method for geophysical exploration of hydrocarbon deposits | |
| US7420879B2 (en) | Device for seismic emission in an underground formation and method for implementing same | |
| SU1000962A1 (en) | Method of seismic prospecting | |
| Che et al. | Experimental study of the azimuthal performance of 3D acoustic transmitter stations | |
| RU2260822C1 (en) | Method of geophysical prospecting of hydrocarbon deposits | |
| Sobotka | Electroacoustic and Seismoelectric Processes Induced in Sedimentary Rocks | |
| RU2213982C1 (en) | Method of geological-electric prospecting | |
| SU1684768A1 (en) | Geoelectric prospecting method with built-up sounding of field in nearest zone | |
| Kaznacheev et al. | Laboratory Studies of Seismoelectric Transformations in Porous Media: I. Past and Future |