Геофизикийн судалгаа: төрөл, арга, технологи

2024 Зохиолч: Howard Calhoun | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-17 10:35

Геофизикийн судалгааг худгийн ойролцоо болон худаг хоорондын зай дахь чулуулгийг судлахад ашигладаг. Эдгээр нь янз бүрийн төрлийн байгалийн болон хиймэл физик үзүүлэлтүүдийг хэмжих, тайлбарлах замаар хийгддэг. Одоогоор геофизикийн 50 гаруй арга бий.

Ерөнхий шинж чанарууд

Геофизикийн судалгаа (ГМС, үйлдвэрлэлийн геофизик эсвэл каротаж) нь геологийн төлөв байдлыг судлах, худгийн техникийн байдлын талаарх мэдээлэл авах, газрын хэвлий дэх ашигт малтмалыг тодорхойлоход ашигладаг геофизикийн хэрэглээний аргуудын цогц юм.

GIS нь чулуулгийн янз бүрийн физик шинж чанарт суурилдаг:

• цахилгаан;
• цацраг идэвхт;
• соронзон;
• дулааны болон бусад.

Худагны үйлдвэрлэлийн геофизикийн судалгаа нь худгийн геологийн баримт бичгийн үндсэн төрөл юм. Тэдгээрийг хэрэгжүүлэх зорилго нь хэд хэдэн техникийн асуудлыг шийдвэрлэх явдал юм (хэсгүүдийг харьцуулахижил насны давхаргыг тодорхойлох, бүтээмжийн давхарга, маркерын давхрага, литологийн найрлага, худгийн хөгжил, хөгжил, ашиглалтад нөлөөлдөг тогтоцын үндсэн шинж чанарыг тодорхойлох). Худаг бэлтгэх аливаа аргын зарчим нь чулуулгийн шинж чанарыг тодорхойлдог утгыг хэмжиж, тэдгээрийг тайлбарлах явдал юм.

Цахилгааны аргууд

Газрын тосны цооногуудын цахилгаан геофизикийн судалгааг хийхдээ дараах үзүүлэлтүүдийг хэмжинэ:

1. Цахилгаан эсэргүүцэл (дамжуулагчийн эрдэс, хагас дамжуулагч, диэлектрик).
2. Цахилгаан ба соронзон нэвчилт.
3. Чулуулгийн цахилгаан химийн идэвхжил - байгалийн (өөрөө туйлшрах боломжийн арга) эсвэл зохиомлоор өдөөгдсөн (туйлшралын боломжийн арга).

Нэгдүгээр шинж чанар нь газрын тос, хийн ханасан чулуулгийн эсэргүүцлийг нэмэгдүүлэх зэрэг шинж чанартай холбоотой бөгөөд энэ нь газрын тос, байгалийн хийн ордуудыг тодорхойлох шинж чанар юм (тэдгээр нь цахилгаан гүйдэл дамжуулдаггүй). Хэмжилтийг эсэргүүцлийг нэмэгдүүлэх хүчин зүйлийг ашиглан үнэлдэг бөгөөд энэ нь усан сангийн хамгийн чухал шинж чанар болох сүвэрхэг чанар, ус, газрын тос, хийн ханалтын коэффициентийг тодорхойлох боломжийг олгодог. Энэ технологийн хамгийн түгээмэл техникүүдийг доор тайлбарлав.

Харагдах эсэргүүцлийн арга

Гурван газардуулгын электрод (нэг тэжээлийн ба 2 хэмжих электрод) бүхий датчикийг худаг руу буулгаж, дөрөв дэхийг (нийлүүлэлт) худгийн аманд суурилуулсан. Зоног цооногийн дагуу босоо тэнхлэгт шилжих үед боломжит зөрүү өөрчлөгдөнө. Тусгай цахилгаанэсэргүүцлийг нэгэн төрлийн орчинд тооцдог тул илэрхий гэж нэрлэдэг боловч үнэн хэрэгтээ энэ нь нэг төрлийн бус байдаг. Хүлээн авсан өгөгдөл дээр үндэслэн муруйг байгуулж, тэдгээрийн дагуу усан сангийн хил хязгаарыг тодорхойлох боломжтой.

Хажуу талын цахилгаан дуугаралт

Хэмжилт хийхэд өрөмдлөгийн шингэний нөлөөлөл, чулуулагт нэвтрэн орох гүнийг харгалзан, үнэн зөвийг тодорхойлох боломжийг олгодог их урттай (2-30 худгийн олон диаметртэй) градиент датчикийг ашигладаг. үүсэх эсэргүүцэл.

Долоо, гурван электродын датчик бүхий хамгаалалттай газардуулгын арга

Долоон электродын датчикийн хувьд гүйдлийн хүчийг цооногийн тэнхлэгийн дагуух төв ба туйлын цэгүүдэд потенциалын тэгш байдлыг хангахаар зохицуулдаг. Энэ нь цахилгаан цэнэгийн төвлөрсөн цацрагийг чулуулаг руу чиглүүлэхийн тулд хийгддэг. Үр дүн нь мөн илт эсэргүүцэл юм.

Индукцийн арга

Цооногт ялгаруулах болон хүлээн авах ороомог, генератор, шулуутгагч бүхий датчикийг буулгана. Өдөөгдсөн EMF үүсгэх үед формацийн илэрхий цахилгаан дамжуулах чанарыг тодорхойлно.

Диэлектрик арга

Өмнөхтэй төстэй боловч ороомог дахь цахилгаан соронзон орны давтамж нь түүнээс дээш дараалалтай байна. Энэ аргыг усны давс багатай усан сангийн ханалтын шинж чанарыг тодорхойлоход ашигладаг.

Мөн чулуулгийн цахилгаан эсэргүүцлийг хэмжих микрозонд (тэдгээрийн хэмжээ 5 см-ээс ихгүй) арга байдаг.цооногийн ханатай шууд залгаа.

Радиометр

Радиометрийн геофизикийн судалгааны аргууд нь цөмийн цацраг (ихэнхдээ нейтрон ба гамма цацраг) илрүүлэхэд суурилдаг. Хамгийн түгээмэл аргууд нь:

• байгалийн чулуулгийн цацраг (ɣ-арга);
• тарсан ɣ цацраг;
• нейтрон-нейтрон (чулууны атомын цөмд тараагдсан нейтронуудын бүртгэл);
• импульсийн нейтрон;
• нейтрон идэвхжих (ɣ-нейтрон шингээлтээс үүссэн хиймэл цацраг идэвхт изотопын цацраг);
• цөмийн соронзон резонанс;
• нейтрон ɣ-арга (ɣ-цацрагт нейтрон барих цацраг).

Арга нь гамма цацрагийн урсгалын нягтын унтрах хууль, чулуулаг дахь нейтронуудын тархалт, шингээлтийн нөлөөнд суурилдаг. Үүний үндсэн дээр чулуулгийн нягтрал, эрдсийн найрлага, шаврын агууламж, ан цавыг тодорхойлж, цооногийн өрөмдлөгийн төхөөрөмжийн цацраг идэвхт бохирдолтыг хянаж байна.

сейсмоакустик аргууд

Акустик аргууд нь байгалийн болон хиймэл дууны чичиргээг хэмжихэд суурилдаг. Эхний тохиолдолд хий, газрын тос худгийн цооног руу ороход үүсэх дуу чимээний геологи, геофизикийн судалгааг хийж, чулуулаг нэвтлэх үеийн өрөмдлөгийн багажийн чичиргээний спектрийг мөн хэмждэг.

Дууны болон хэт авианы спектрийн хиймэл хэлбэлзлийг судлах аргууд нь долгион эсвэл долгионы тархах хугацааг хэмжихэд суурилдаг.хэлбэлзлийн далайцыг бууруулах. Дууны тархалтын хурд нь хэд хэдэн параметрээс хамаарна:

• чулууны эрдсийн найрлага;
• тэдгээрийн хийн тосны ханалтын зэрэг;
• литологийн онцлог;
• шаварлаг;
• чулуун дахь стрессийн тархалт;
• цементжуулалт болон бусад.

Худагт буулгасан датчик нь акустик тусгаарлагчаар тусгаарлагдсан дамжуулагч ба хүлээн авагчаас бүрдэнэ. Цооногийн геометрийн хэмжилтийн үр дүнд үзүүлэх нөлөөг багасгахын тулд ихэвчлэн гурав, дөрвөн элементийн датчик ашигладаг. Цооногийн хэрэгсэл нь гадаргуугийн төхөөрөмжид кабелиар холбогддог. Хүлээн авагчийн дохиог дижитал хэлбэрт шилжүүлж, дэлгэцэн дээр харуулдаг.

Энэ аргын тусламжтайгаар усан сангийн хэсэг, газар доорх том хөндийн литологийн задралын судалгаа хийж, усан сангийн шинж чанарыг тодорхойлж, усны зүсэлтийг хянадаг.

Дулааны бүртгэл

Хээрийн геофизикийн судалгааны дулааны каротажийн үндэс нь чулуулгийн янз бүрийн дулааны шинж чанартай (байгалийн болон зохиомол дулааны талбайн арга) холбоотой худгийн цооног дагуух температурын градиентийг судлах явдал юм. Чулуулаг үүсгэгч үндсэн эрдсийн дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь 1.3-8 Вт / (м∙К) хооронд хэлбэлздэг бөгөөд хийн өндөр ханалтанд хэд хэдэн удаа буурдаг.

Хиймэл дулааны талбайг өрөмдлөгийн үед угаах шингэн эсвэл худагт цахилгаан халаагуур суурилуулах замаар бий болгодог. Температурын градиентийг ихэвчлэн хэмжихцооногийн цахилгаан эсэргүүцлийн термометрийг ашигладаг. Зэс утас болон хагас дамжуулагч материалыг мэдрэгчийн үндсэн элемент болгон ашигладаг.

Температурын өөрчлөлтийг шууд бусаар - энэ элементийн цахилгаан эсэргүүцлийн хэмжээгээр бүртгэнэ. Хэмжих хэлхээнд мөн хэлбэлзлийн хугацаа нь эсэргүүцэлээс хамаарч өөр өөр байдаг электрон осциллятор байдаг. Түүний давтамжийг тусгай төхөөрөмжөөр хэмжиж, давтамж хэмжигч дээр үүссэн тогтмол хүчдэлийг харааны ажиглалтын төхөөрөмжид дамжуулдаг.

Энэ техникийг ашиглан геофизикийн судалгаа явуулах нь талбайн геологийн бүтцийн талаар мэдээлэл авах, газрын тос, хий, ус агуулсан тогтоцыг тодорхойлох, тэдгээрийн урсацын хурдыг тодорхойлох, антиклиналь бүтэц, давсны бөмбөгөр, дулааны гажиг зэргийг илрүүлэх боломжийг олгодог. нүүрсустөрөгчийн урсгал. Энэ технологийг ашиглах нь галт уулын идэвхжилтэй бүс нутагт онцгой ач холбогдолтой.

Геохимийн ГМС-ийн аргууд

Геохимийн судалгааны аргууд нь цооног угаах явцад үүссэн өрөмдлөгийн шингэн ба зүслэгийн хийн ханалтыг шууд судлахад суурилдаг. Эхний тохиолдолд нүүрсустөрөгчийн хийн агууламжийг өрөмдлөгийн явцад эсвэл түүний дараа шууд тодорхойлж болно. Өрөмдлөгийн шингэнийг тусгай төхөөрөмжид хийж, дараа нь каротажийн станцад байрлах хийн анализатор-хроматограф ашиглан нүүрсустөрөгчийн агууламжийг тодорхойлно.

Булингар эсвэл өрөмдсөн чулуулгийн тоосонцор,Өрөмдлөгийн шингэнд агуулагдах бодисыг люминесцент эсвэл битуминологийн аргаар судалдаг.

Соронзон бүртгэл

Цооногийн каротаж хийх соронзон аргууд нь чулуулгийг ялгах хэд хэдэн аргыг агуулдаг:

• соронзлолоор;
• соронзон мэдрэмтгий байдал (хиймэл цахилгаан соронзон орон үүсгэх);
• цөмийн соронзон шинж чанар (энэ технологийг цөмийн мод бэлтгэх гэж бас нэрлэдэг).

Соронзон орны хүч нь соронзон хүдрийн биетүүд, тэдгээрийн доор оршиж, давхцаж байгаа давхарга байдагтай холбоотой. Соронзон модуляцийн мэдрэгч (флюрозонд) нь нүхний төхөөрөмжийн мэдрэмтгий элемент болдог. Орчин үеийн хэрэгслүүд нь соронзон орны векторын бүх гурван бүрэлдэхүүн хэсэг болон соронзон мэдрэмжийг хэмжих боломжтой.

Цөмийн соронзон каротаж нь нүхний шингэн дэх устөрөгчийн бөөмөөр өдөөгдсөн соронзон орны шинж чанарыг тодорхойлоход оршино. Ус, хий, тос нь устөрөгчийн бөөмийн агууламжаараа ялгаатай байдаг. Энэ өмчийн ачаар усан сан, түүний нэвчилтийг судлах, шингэний төрлийг тодорхойлох, бүрдүүлэгч чулуулгийн төрлийг ялгах боломжтой.

таталцлын хайгуул

Гравитацийн хайгуул нь цооногийн уртын дагуу таталцлын талбайн жигд бус хуваарилалтад тулгуурласан ордуудын геофизикийн хайгуулын арга юм. Зориулалтын хувьд ийм мод бэлтгэлийн 2 төрлийг ялгадаг - худгийг гаталж буй давхаргын чулуулгийн нягтыг тодорхойлох, таталцлын аномали үүсгэдэг геологийн объектуудын байршлыг тодорхойлох (үнэгийн өөрчлөлт).

Сүүлийн индикаторын үсрэлт нь бага нягттай усан сангаас нягт чулуулаг руу шилжих үед тохиолддог. Аргын мөн чанар нь босоо хүндийн хүчийг хэмжих, усан сангийн зузааныг тодорхойлох явдал юм. Энэ өгөгдөл нь чулуулгийн нягтыг мэдэх боломжийг олгоно.

Утасны болон кварц гравиметрийг нүхний гол төхөөрөмж болгон ашигладаг. Эхний төрлийн төхөөрөмжүүд нь хамгийн өргөн хэрэглэгддэг. Ийм гравиметрүүд нь цахилгаан механик чичиргээ бөгөөд босоо тэнхлэгийн дагуу бэхлэгдсэн утсанд ээлжлэн хүчдэл өгдөг. Чичиргээ нь генераторт холбогдсон ба давтамжийн хэлбэлзэл нь эцсийн параметр болдог.

Тоног төхөөрөмж

Геофизикийн судалгааны аргуудыг хээрийн геофизикийн станцуудын тусламжтайгаар гүйцэтгэдэг бөгөөд гол элементүүд нь:

• цооногийн хэрэгсэл;
• механик эсвэл цахилгаан механик хөтлөгчтэй эргүүлэг (хүчдэл, цахилгаан сүлжээ эсвэл бие даасан тэжээлийн эх үүсвэрээс);
• хөтөгчийн удирдлагын хэсэг;
• гацах процедурын үндсэн үзүүлэлтүүдийн хяналтын систем (живэлтийн гүн, худаг руу буух хурд, суналтын хүч) - дэлгэцийн нэгж, суналтын нэгж, гүн мэдрэгч;
• Цооногийн тосолгооны материал худаг бэлтгэх явцад худгийн амыг битүүмжлэх зориулалттай (хаалтын хавхлага, чигжээс, хүлээн авах камер, даралт хэмжигч болон бусад багаж хэрэгсэл орно);
• газар хэмжих төхөөрөмж (машины явах эд анги дээр).

Гүний худгийн засвар үйлчилгээний тоног төхөөрөмжхоёр машины их биед байрлаж болно. Худагны геофизикийн хайгуулын лабораториуд нь URAL, GAZ-2752 Sobol, KamAZ, GAZ-33081 болон бусад машинуудын явах эд анги дээр суурилагдсан. Машины их бие нь ихэвчлэн 2 тасалгаатай байдаг - тоног төхөөрөмж байрладаг ажилчин, үйлчилгээний ажилтнуудад зориулсан "солих байр".

Тоног төхөөрөмжид тавигдах гол шаардлага нь геофизикийн судалгааны өндөр нарийвчлал, найдвартай байдал юм. Худаг дахь ажил нь хүнд хэцүү нөхцөлтэй холбоотой байдаг - гүн гүнзгий, температурын мэдэгдэхүйц бууралт, чичиргээ, чичиргээ. Тоног төхөөрөмжийг захиалагчийн шаардлага, ашигласан арга, ажлын зорилгын дагуу гүйцэтгэнэ. Далайн худгийн геофизикийн судалгаанд бүх төхөөрөмжийг чингэлэгт тээвэрлэдэг.

Үр дүнгийн тайлбар

Геофизикийн судалгааны үр дүнг хэмжих хэрэгслийн утгуудаас эхлээд усан сангийн геофизикийн параметрүүдийг тодорхойлох хүртэл үе шаттайгаар боловсруулдаг:

1. Цооногийн төхөөрөмжийн дохиог хувиргах.
2. Судлагдсан чулуулгийн жинхэнэ физик шинж чанарыг тодорхойлох. Энэ үе шатанд нэмэлт хээрийн геофизикийн ажил шаардлагатай байж магадгүй.
3. Формацийн литологийн болон усан сангийн шинж чанарыг тодорхойлох.
4. Аливаа зорилтуудын нэгийг шийдвэрлэхийн тулд олж авсан үр дүнг ашиглан ашигт малтмалын ордуудыг тодорхойлох, тэдгээрийн бүс нутгийн хэмжээнд тархалт, чулуулгийн геологийн нас, сүвэрхэг байдлын коэффициент, шаврын агууламж, хий, газрын тосны ханалт, нэвчилтийг тодорхойлох; усан санг тодорхойлох, шинж чанарыг судлахгеологийн хэсэг болон бусад.

Геофизикийн судалгааны тайлбарыг ашигласан технологи (цахилгаан, радиометрийн, дулаан гэх мэт) болон хэмжих төхөөрөмжөөс хамааран янз бүрийн аргаар явуулдаг. Орчин үеийн геофизикийн байгууллагууд мэдээлэл цуглуулах, боловсруулах автоматжуулсан системийг (Prime, Pangea, Inpres, PaleoScan, SeisWare, DUG Insight болон бусад) ажиллуулдаг.