Геологическая разведка

Геологическая разведка

Геологические разведки ныне, по моему мнению, представляют особый и важный интерес на восток ( к Волге) и север от Донецкой области, чтобы узнать, не залегают ли под позднейшими образованиями каменные угли. Мне пришлось слышать однажды про то, что в калмыцких степях есть заделу углей, которые скрываются, чтобы не привлечь горных чанов, которых туземцы страх как побаиваются. Если в Англии явились некоторые сюрпризы каменных углей, то у нас легко их ждать.  [1]

Геологическая разведка осуществляет рекультивацию земель, нарушаемых разведочными канавами, шурфами, штольнями, буровыми скважинами и вспомогательными работами. В различных географических зонах, включая таежные районы, тундру, обычно проводится засыпка канав и шурфов, а также ликвидация, тампонирование скважин. Особенно тщательная и полная рекультивация осуществляется на временно арендуемых сельскохозяйственных угодиях.  [2]

Геологическая разведка помимо составления карт проводит отбор керна ( куски выбуренной породы) из подземных формаций и сбор бурового шлама ( осколков породы) при бурении поисковых скважин. Керны и буровой шлам предоставляют исключительно полезную информацию для оценки литологии пласта, содержания в нем углеводородов, а также его способности удерживать и давать газ. Геологи используют эти образцы, чтобы определить, в каких условиях образовались исследуемые слои пород, и оценить, насколько эти условия были благоприятными для возникновения, накопления и захвата углеводородов.  [3]

Геологическая разведка грунтов обычно ведется двумя способами: шурфованием и бурением.  [5]

Для геологической разведки используют скважины большого диаметра ( 1 м и более), обеспечивающие большую достоверность результатов. Степень трещиноватости пород может быть установлена при обследовании кернов, получаемых при бурении скважин.  [7]

Пока идет геологическая разведка этого района, алмазы извлекаются на временных фабриках.  [9]

Важным аспектом международной геологической разведки является рентабельность. Очень важно, кто именно принимает решение об экономической целесообразности дальнейшей разработки открытого месторождения.  [10]

Особого внимания для геологической разведки в Западной Сибири заслуживают Холзунско-Коксинская площадь в Алтайском крае, а также Салаирский и Горно-Шорский районы в Кемеровской области. Прогнозные ресурсы здесь связываются с известными, по неразведанными, месторождениями и рудными проявлениями.  [11]

Наиболее распространенным способом геологической разведки является б у р е н и е, причем в зависимости от свойств пород и задач исследования применяются различные методы бурения и различные инструменты.  [12]

На основании данных геологической разведки , лабораторных исследований или сопоставления с табличными данными весь массив, подлежащий замораживанию, расчленяется на отдельные однородные по теплофизическим свойствам слои, которые могут объединять различные по стратиграфическим характеристикам породы.  [13]

Полнота и качество геологической разведки полей оказывают сильное влияние на экономику последующих проектных, строительных и добычных работ. Разведка должна обеспечить горняков достаточно детальной, точной и своевременной информацией, необходимой для эффективного осуществления их деятельности. Правда, более детальная и надежная геологическая информация достижима лишь за счет сгущения сети разведочных скважин, что требует увеличения затрат на разведку поля. Вместе с тем это снижает вероятность принятия неправильных решений по последующей раскройке поля, уменьшает риск возникновения бросовых работ и связанных с ними денежных ущербов. Экономически обоснованными являются объемы разведки, при которых суммарные взаимозависимые затраты на разведку и добычные работы являются наименьшими.  [14]

Почему значительная часть геологической разведки поля производится после того, как выполнен проект строительства и построена шахта. Почему весь объем необходимой разведки поля не осуществляется единовременно до разработки проекта строительства.  [15]

4. Инженерно-геологическая разведка

Инженерно-геологическая разведка – комплексный метод полу­чения информации об инженерно-геологических условиях неко­торой области литосферы путем проведения горно-буровых опыт­ных инженерно-геологических и гидрогеологических работ ин­женерно-геологического опробования и лабораторных работ, документации строительных выемок и режимных инженерно-геологических наблюдении. В отличие от инженерно-геологической съемки в состав разведки не входят наземные и аэро­визуальные наблюдения, дешифрированные АКФМ. Инженерно-геологическая разведка в зависимости от ее целевого назна­чения, предопределяемого этапом хозяйственной деятельности (стадией проектирования), разделяется на предварительную, де­тальную и оперативную.

Разные виды инженерно-геологической разведки довольно существенно различаются составом, объемами работ, их простран­ственным размещением и характером получаемой информации. Вследствие этого они рассматриваются по отдельности.

А Предварительную инженерно-геологическую разведку прово­дят в пределах границ выбранной для строительства площадки. Главная цель строительного проектирования заключается в компо­новке сооружений на площадке, включающей проведение предва­рительных расчетов их оснований. Следовательно, проектиров­щик должен располагать информацией о геологическом разрезе, свойствах грунтов, положении УГВ и их составе практически в любом месте площадки предполагаемого строительства. Отсюда вытекают требования к размещению работ. Они должны более или менее равномерно охватить всю строительную площадку с тем, чтобы в случае необходимости можно было получить инженерно-геологический разрез по любому выбранному направлению, со свойствами грунтов, положением УГВ и другими сведениями, нужными для составления расчетной схемы и предварительных расчетов оснований.

Глубина исследований опре­деляется сферой взаимодействия проектируемых сооружений. В простейшем случае она отвечает активной зоне наиболее тяже­лого сооружения.

В процессе проведения предварительной инженерно-геологи­ческой разведки геологическая среда должна быть расчленена на геологические тела. Следовательно, в ходе опробования требуется определять в основном классификацион­ные показатели свойств грунтов. Они необходимы для выявления закономерностей пространственной изменчивости свойств геоло­гической среды; оценок средних значений классификационных показателей, на основе которых по СНиП выбирают нормативные значения по­казателей, используемые при предварительных расчетах основа­ний.

Инженерно-геологическая разведка включает проведение гидрогеологических работ. Цель работ состоит в получении данных о гидрогеологических условиях строительной площадки, нужных для разработки их прогноза при строительстве и эксплуатации сооружений, возможного подтопления территории, загрязнения и изменения химического состава подземных вод. В ходе гидрогеологических исследований устанавливают положение УГВ в горных выработках и скважинах, отбирают пробы воды с целью определения химического состава и агрессивности, определения водопроводимости, производят одиночные откачки из скважин и наливы в шурфы, ведут наблюдения за режимом УГВ и химического состава. Если обнаружены проявления ЭГП, то в изучение процесса включают организацию наблюдений за его режимом.

Б. Детальную инженерно-геологическую разведку проводят в пре­делах предполагаемой сферы взаимодействия геологической среды с сооружением, на стадии РД. Границы предполагаемой сферы взаимодействия и границы входящих в нее зон выделяют до начала детальной разведки, на основании геологической ин­формации и технических данных о сооружении и условиях его работы.

Детальная инженерно-геологическая разведка включает гор­ные и буровые работы, полевые определения прочностных и де­формационных свойств грунтов (сдвиги, обрушения, выпирание призм, прессиометрию, опытные нагрузки на штамп, на сваю и др.), инженерно-геологическое опробование, гидрогеологические рабо­ты. Работы выполняют только внутри границ предполагаемой сферы взаимодействия сооружения, размещая те или иные виды работ внутри соответствующих зон. Например, нагрузки на штампы располагают внутри контуров зоны уплот­нения грунтов, полевые испытания грунтов для оценки их проч­ности — в зоне сдвига или в зоне нарушения устойчивости откоса, опытные гидрогеологические работы — в зоне фильтрации или в зоне подтопления и т.д.

Глубина исследований определяется нижней границей соответствующей зоны сферы взаимодействия. Например, деформационные свойства грунтов основания изучают до нижней границы активной зоны (зоны уплотнения грунтов). Это обстоятельство отражено в СНиП, которыми предписываются границы инженерно-геологической разведки устанавливать с учетом размеров сферы взаимодействия. Глубину зоны определяют расчетом, используя информацию, полученную при предварительной инженерно-геологической разведке. Ориентировочная глубина горных и буровых выработок для различных типов фундамента приведена ниже.

Если в пределах сферы взаимодействия залегают скальные породы, то выработки проходят на 2 м ниже кровли слабовыветрелых пород или подошвы фундамента при его заложении наскале. Элювиальные отложения вскрывают выработками до глу­бины не менее 2 м ниже кровли слабовыветрелых пород при площадной коре выветривания и не менее 3—5 м ниже кровлислабовыветрелых пород при линейной коре выветривания. В про­цессе строительства на насыпных грунтах выработки заглубляют не менее чем на 5 м ниже подошвы насыпи.

В ходе детальной разведки определяют показатели свойств грунтов в пределах предполагаемой сферы взаимодей­ствия. Для проведения окончательных расчетов основания проектировщику нужны данные о показателях свойств грунтов, которые используются при расчетах соответствующих процессов. Это в основном показатели сжимаемости, прочности, водопроводимости и др. Они должны быть представлены в виде оценок средних значений, характеризующих выделенные по данным горно-буровых работ и инженерно-геологического опробования геологического тела.

В ходе дальнейшей инженерно-геоло­гической разведки ведут наблюдения за УГВ, отбирают пробы воды для определения химического состава и агрессивности, а в сложных условиях (УГВ выше отметки подошвы фундамента, возможность развития процесса подтопления и др.) проводят опытные гидрогеологические работы. По результатам детальной инженерно-геологической разведки составляют инженерно-геоло­гическое заключение.

В процессе одностадийного проектирования (рабочий проект) должны быть решены вопросы компоновки сооружений на пло­щадке и проведен окончательный расчет их оснований. Вследствие этого предварительная и детальная инженерно-геологическая раз­ведка сливаются воедино. Сначала инженерно-геологические ис­следования проводят на территории всей площадки будущего строительства, а после выбора мест размещения сооружений на этих местах — в пределах предполагаемой сферы взаимодей­ствия.

В. Оперативную инженерно-геологическую разведку проводят в процессе строительства ответственных сооружений, сооружений 1 класса и уникальных. Ее цели заключаются в получении ин­формации о фактических свойствах геологической среды и инже­нерно-геологических процессах, развивающихся в период форми­рования сферы взаимодействия под влиянием строительных работ; проведении наблюдений за производством строительных работ в части взаимодействия с геологической средой и контроле выпол­нения требований проекта производства работ, в том числе по возведению земляных сооружений (геотехконтроль).

Оперативная инженерно-геологическая разведка включает: документацию строительных выемок, режимные наблюдения за свойствами геологической среды — компонентами инженерно-геологических условий (за инженерно-геологическими процес­сами); инженерно-геологическое опробование; наблюдения (и кон­троль) за производством строительных работ, в том числе опытно-строительных. Работы сосредоточивают в пределах развивающей­ся сферы взаимодействия геологической среды с сооружениями: в строительных котлованах, подземных выработках, внутри контура депрессии, формирующееся при глубинном водопонижении, и т.д.

Документация строительных выемок заключается в описании, зарисовки (фотографировании) обнажении горных пород, пространственных отношений геологических тел (геологического строения), трещиноватости, элементов тектоники, гидрогеологических проявлений, проявлений экзогенных геологических, в том числе инженерно-геологических, процессов. Особое внимание при этом обращается на выявление и описание тех аспектов инженерно-геологических условий, которые не удалось выявить в процессе инженерно-геологических изысканий, проведенных в рамках проектирования сооружений; описание характера взаимодействий между орудиями труда и геологической средой и описание ре­зультатов взаимодействий, проявляющихся как инженерно-геоло­гические процессы. Документируются откосы и дно строительных котлованов и открытых выемок, стенки, кровля и подошва подзем­ных выработок. Масштаб документации 1:20— 1:500. Документа­ция выемок оформляется в виде разверток основания, стенок (и кровли подземных выработок) или их частей, без искажения масштабов, и описания инженерно-геологической ситуации. В ходе оперативной инженерно-геологической разведки ведут опробова­ние грунтов, вскрытых выемками. Опробуются важнейшие инже­нерно-геологические элементы, оказывающие существенное влия­ние на устойчивость сооружений, их осадку и процессы фильтрации. Так, в обязательном порядке опробуются грунты, залегающие вблизи отметок заложения фундаментов, в кровле и почве подземных выемок и т. д. Объем опробования должен быть достаточным для получения оценок средних значений показа­телей, использованных в расчетах инженерно-геологических процессов с доверительной вероятностью и точностью, соответ­ствующими тем, с которыми получены аналогичные оценки, содержащиеся в проектных материалах.

Опробование проводят в пределах отдельных, сравнительно небольших площадок, в стенках (откосах) или дне строительных выработок. При расчете его объема и параметров используют информацию, содержащую­ся в проектных материалах или полученную уже в ходе опера­тивной разведки.

Важнейшей составной частью оперативной инженерно-геологи­ческой разведки являются режимные инженерно-геологические наблюдения. Они включают наблюдения: 1) за инженерно-геоло­гическими процессами, развивающимися в результате взаимодей­ствий орудий труда (землеройной техники, водопонизительных установок буровзрывных работ и т. д.) и строящихся сооружении с геологической средой; 2) за проведением строительных работ преимущественно нулевого цикла; 3) за работами по возведению земляных сооружений; 4) за проведением опытно-строительных работ и их эффективностью (проходка опытных котлованов, опытные работы по технической мелиорации грунтов, устройство опыт­ных цементационных завес и т. д.). Наблюдения включают инстру­ментальные методы измерения параметров процессов. К их числу принадлежат, например, наблюдения: за уплотнением (осадкой, просадкой) грунтов по реперам; смещениями грунтов в откосах; поровым давлением в основании и в теле земляных сооружений; уровнем и напорами подземных вод; горным давлением и измене­нием параметров вывалов. Данные наблюдений документируются в виде описаний, графиков, зарисовок, временных рядов. Полу­чаемая в процессе оперативной разведки информация незамедли­тельно обрабатывается и сразу же передается- авторскому над­зору. Представители авторского надзора (проектирующей орга­низации) “на основании полученной информации в случае необходимости корректируют рабочие чертежи и проект производства строительных работ (принимают меры по соблюдению проекта строительной организацией).

Разведка геологическая

Смотреть что такое “Разведка геологическая” в других словарях:

Разведка (значения) — Разведка: Разведка практика и теория сбора информации о противнике или конкуренте. Разведка месторождений, геологическая разведка совокупность геологоразведочных работ и связанных с ними исследований, проводимых для выявления и геолого… … Википедия

геологическая разведка — — [http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en] EN exploration The search for economic deposits of minerals, ore, gas, oil, or coal by geological surveys, geophysical prospecting, boreholes and trial pits, or surface or… … Справочник технического переводчика

разведка инженерно-геологическая — Комплекс работ, являющихся частью инженерно геологических изысканий и проводимых с целью получения инженерно геологических характеристик грунтов в сфере взаимодействия сооружений с геологической средой [Терминологический словарь по строительству… … Справочник технического переводчика

РАЗВЕДКА — (1) геологическая комплекс работ по выявлению промышленных запасов полезных ископаемых в земной коре, их качества и условий залегания. Р. геологическая делится на предварительную, детальную и эксплуатационную; (2) Р. радиотехническая получение… … Большая политехническая энциклопедия

Разведка месторождений — полезных ископаемых, совокупность геологоразведочных работ и связанных с ними исследований, проводимых для выявления и геолого экономической оценки запасов минерального сырья в недрах. По данным разведки выясняются: геологическое строение … Большая советская энциклопедия

геологическая разведка комплексов хранилищ CO₂ — anglies dioksido geologinių saugyklų kompleksų žvalgyba statusas Aprobuotas sritis geologija apibrėžtis Galimų anglies dioksido geologinių saugyklų kompleksų vertinimas anglies dioksido saugojimo tikslais, atliekant tiesioginius žemės gelmių… … Lithuanian dictionary (lietuvių žodynas)

РАЗВЕДКА ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ — комплекс работ, являющихся частью инженерно геологических изысканий и проводимых с целью получения инженерно геологических характеристик грунтов в сфере взаимодействия сооружений с геологической средой (Болгарский язык; Български) инженерно… … Строительный словарь

Геологическая разведка месторождений полезных ископаемых — Геологической разведкой месторождений полезных ископаемых признается проведение работ на поверхности и в недрах земли с целью установления качественных и количественных характеристик запасов полезных ископаемых, в том числе их технологических… … Официальная терминология

ГОСТ Р 53554-2009: Поиск, разведка и разработка месторождений углеводородного сырья. Термины и определения — Терминология ГОСТ Р 53554 2009: Поиск, разведка и разработка месторождений углеводородного сырья. Термины и определения оригинал документа: 16 ловушка углеводородов Примечание Рассматриваются залежи, по количеству, качеству и условиям залегания… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Геологическая разведка

Скопления нефти и газа связаны с геологическим строением недр Земли, поэтому изучение этого строение и составление геологических карт регионов лежит в основе всех методов поиска нефти и газа.

Геофизика — комплекс наук, исследующих физическими методами строение Земли. Геофизика в широком смысле изучает физику твёрдой Земли (земную кору,мантию

, жидкое внешнее и твёрдое внутреннее ядро), физику океанов, поверхностных вод суши (озёр, рек, льдов) и подземных вод, а также физику атмосферы(метеорологию, климатологию, аэрономию).

Разведочной геофизикой называют раздел геофизики, посвящённый изучению строения Земли с целью поиска и уточнения строения залежей полезных ископаемых, а также выявлению предпосылок для их образования. Разведочная геофизика проводится на суше, акватории морей, океанов и пресных водоемов, в скважинах, с воздуха и из космоса. Разведочная геофизика является важной составляющей геологоразведочного процесса благодаря высокой эффективности, надёжности, дешевизне и скорости проведения.

Геофизические методы исследований — это научно-прикладной раздел геофизики, предназначенный для изучения верхних слоев Земли, поисков и разведки полезных ископаемых, инженерно-геологических, гидрогеологических, мерзлотно-гляциологических и других изысканий и основанный на изучении естественных и искусственных полей Земли. Геофизика, находясь на стыке нескольких наук (геологии, физики, химии, математики, астрономии и географии), изучает происхождение и строение различных физических полей Земли и протекающих в ней и ближнем космосе физических процессов. Предметом исследования научно-прикладных разделов геофизики является осадочный чехол, кристаллический фундамент, земная кора и верхняя мантия с общей глубиной до 100 км.

Общее число геофизических методов или модификаций превышает 100 и существуют различные их классификации. Методы ГИС отличаются большим разнообразием и используют ВСЕ ВИДЫ ФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ (электрические, электромагнитные, тепловые, ядерных излучений, гравитационные, механических напряжений). По используемым физическим полям Земли их подразделяют на гравиразведку, магниторазведку, электроразведку, сейсморазведку, ядерную геофизику и терморазведку, называемые также гравиметрическими, магнитными, электромагнитными, сейсмическими, ядерно-физическими и термическими геофизическими методами исследований. В первых двух используют естественные, а в остальных — естественные и искусственные физические поля Земли. К естественным (пассивным) физическим полям Земли относят гравитационное (поле тяготения), геомагнитное, электромагнитное (разной природы), сейсмическое (поле упругих колебаний в результате землетрясений), радиоактивное и термическое. К искусственным (активным) относят следующие физические поля: электрическое, электромагнитное, сейсмическое (поле упругих колебаний, вызванных искусственным путем), вторичных ядерных излучений, термическое (поле температур).

Каждое физическое поле определяется своими параметрами. Например, гравитационное поле характеризуют ускорением свободного падения g и вторыми производными потенциала, геомагнитное поле — полным вектором напряженности и различными его элементами, электромагнитное — векторами магнитной и электрической компонент, упругое — временем и скоростями распространения различных упругих волн, ядерно-физические — интенсивностями естественного и искусственно вызванных излучений, термическое — распределением температур и тепловых потоков.

Принципиальная возможность проведения геологической разведки на основе изучения различных физических полей Земли определяется тем, что распределение параметров полей на поверхности или в глубине Земли, в море, океане или в воздушной оболочке зависит не только от общего строения Земли и околоземного пространства, а также происхождения или способа создания полей, т. е. от нормального поля, но также и от неоднородностей геологической среды, создающих аномальные поля. Иными словами, геофизика служит для выявления аномалий физических полей, обусловленных неоднородностями геологического строения, связанных с изменением физических свойств и геометрических параметров слоев, геологических или техногенных объектов.

Геофизическая информация отражает физико-геологические неоднородности среды в плане, по глубине и во времени. При этом возникновение аномалий связано с тем, что объект поисков, называемый возмущающим, либо сам создает поля в силу естественных причин, например, повышенной намагниченности, либо искажает искусственное поле вследствие различий физических свойств, например, отражение упругих или электромагнитных волн от контактов разных толщ.

Если геологические и геохимические методы являются прямыми, методами близкого действия, основанными на непосредственном, точечном или локальном изучении минерального, петрографического или геохимического состава вскрытых выработками пород, то геофизические методы являются косвенными, дальнодействующими, обеспечивающими равномерность, объемный характер получаемой информации и практически неограниченную глубинность. При этом производительность геофизических работ значительно выше, а стоимость в несколько раз меньше по сравнению с разведкой с помощью неглубоких (до 100 м) и в сотни раз меньше при бурении глубоких (свыше 1 км) скважин. Повышая геологическую и экономическую эффективность изучения недр, геофизические методы исследования являются важнейшим направлением современной геологии.

Выявление геофизических аномалий — сложная техническая и математическая проблема, поскольку оно проводится на фоне не всегда однородного и спокойного нормального поля, а среди разнообразных помех геологического, природного, техногенного характера (неоднородности верхней части геологической среды, неровности рельефа, космические, атмосферные, климатические, промышленные и другие помехи).

Измерив те или иные физические параметры по системам обычно параллельных профилей или маршрутов и выявив аномалии, можно судить о свойствах пород и о геологическом строении района исследований.

Получаемые аномалии определяются, прежде всего, изменением физических свойств горных пород по площади и по глубине. Например, гравитационное поле зависит от изменения плотности пород; магнитное поле — магнитной восприимчивости и остаточной намагниченности; электрическое и электромагнитное поля — от удельного электрического сопротивления пород, диэлектрической и магнитной проницаемости, электрохимической активности и поляризуемости; упругое поле — от скорости распространения различных типов волн, а последние, в свою очередь, — от плотности и упругих констант; ядерные — от естественной радиоактивности, гамма- и нейтронных свойств; термическое поле — от теплопроводности теплоемкости и др.

Физические свойства разных горных пород меняются иногда в небольших (например, плотность — от 1 до 6 г/см3), а иногда в очень широких пределах (например, удельное электрическое сопротивление—от 0,001 до 1015 Ом-м). В зависимости от целого ряда физико-геологических факторов одна и та же порода может характеризоваться разными свойствами и, наоборот, разные породы могут не различаться по некоторым свойствам. Изучение физических свойств горных пород и их связи с минеральным и петрофизическим составом, а также водонефтегазонасыщенностью и является предметом исследований петрофизики.

Известны различные прикладные (целевые) классификации геофизических методов. Региональные геофизические методы предназначены для внемасштабных глубинных исследований на глубинах до 100 км (глубинная геофизика), мелко-среднемасштабных структурных исследований на глубинах около 10 км (структурная геофизика) и крупномасштабных картировочно-поисковых съемок на глубинах до 2 км (картировочно-поисковая геофизика). К разведочной относят нефтегазовую, рудную, нерудную и угольную геофизику, применяемую для поисков и разведки месторождений соответствующих полезных ископаемых. Иногда региональную и нефтегазовую геофизику объединяют в структурную. Инженерно-гидрогеологическая геофизика объединяет методы, предназначенные для инженерно-геологических, мерзлотно-гляциологических, гидрогеологических, почвенно-мелиоративных и техногенных исследований. Под техногенной геофизикой понимают методы мониторинга, т. е. системы изучения, слежения и контроля за изменением состояния среды в результате деятельности человека (в том числе контроля загрязнения и экологической охраны подземных вод и геологической среды). Сюда же можно отнести методы изучения условий передачи энергии, коррозии металлических конструкций, поисков погребенных объектов, например, археологических и др. Таким образом, возникнув как прикладные геологоразведочные, геофизические методы исследования находят применение и в других областях человеческой деятельности.

По месту проведения работ геофизические методы исследования подразделяют на следующие технологические комплексы: аэрокосмические (дистанционные), полевые (наземные), акваториальные (океанические, морские, речные), подземные (шахтно-рудничные) и геофизические исследования скважин (ГИС) или каротаж. Иногда дистанционные методы изучения поверхности и глубин Земли с помощью самолетов, вертолетов, искусственных спутников, пилотируемых космических кораблей и орбитальных станций не считают геофизическими, поскольку при этих работах преобладают съемки в видимом диапазоне спектра электромагнитных волн (фото- и телевизионная съемки). Однако, кроме таких визуальных наблюдений, все чаще используют дистанционные методы невидимого диапазона электромагнитных волн: инфракрасные, радиолокационные (радарная и радиотепловая), радиоволновые, ядерные, магнитные и другие, которые являются сугубо геофизическими. Особое место занимают геофизические исследования скважин, отличающиеся от прочих геофизических методов специальной аппаратурой и техникой наблюдений и имеющие большое прикладное значение при документации разрезов скважин.

Верхние оболочки Земли являются предметом исследования не только геофизических методов, но и других наук: геологии со всеми разделами, геохимии, географии и др. Геофизические методы исследования, базируясь на этих науках, являются, прежде всего, геологическими. Вместе с тем, давая другим наукам о Земле всевозможную информацию, они изменяют сам характер геологоразведочных работ.

Теория геофизических методов исследований — физико-математическая. Математическое моделирование, т. е. решение геофизических задач с помощью математики, настолько сложно, что здесь используют передовые ее достижения и самый высокий уровень компьютеризации. На геофизических задачах в немалой степени совершенствуется математический аппарат. Математическое решение прямой задачи геофизики, т.е. определение параметров поля по известным свойствам и размерам геологических тел, хотя иногда очень сложно, но единственно. Вместе с тем, одно и то же распределение параметров физического поля может соответствовать различным соотношениям физических свойств и размеров геологических объектов. Иными словами, математическое решение обратной задачи геофизики, т. е. определение размеров геологических объектов и свойств слагающих их пород по наблюденному полю, не только значительно сложнее, но и, как правило, не единственно.

В процессе геолого-геофизических изысканий составляются следующие виды карт (кроме геологических профилей и схем корреляции):

– общих мощностей горизонта, которые обычно строят для изучения условий осадконокопления, палеотектонических особенностей и др.;

– эффективных мощностей горизонта (пласта), на которых показывают суммарные мощности только проницаемых прослоев-коллекторов. Эти карты применяют при подсчете запасов нефти и газа, проектировании и анализе разработки нефтяных залежей. Кроме того, исходя из практических задач, наряду с картой эффективной мощности строят карты эффективной нефтенасыщенной мощности пласта, на которой показывают лишь мощности пористых нефтенасыщенных пластов;

– распространения коллекторов или зональных интервалов, на основе которых оценивают прерывистость продуктивных пластов. Чаще всего такие карты совмещают с картами эффективных мощностей;

– распространения зон слияния пластов, которые позволяют установить возможные зоны перетоков нефти или обводнения за счет слияния с водоносным горизонтом;

– пористости и проницаемости, используемые для изучения характера и закономерностей изменения коллекторских свойств пластов. Эти карты составляют лишь в тех случаях, когда по залежи накоплен большой фактический материал, которым более или менее равномерно освещена вся площадь месторождения и если значения указанных параметров значительно изменяются по площади;

– геофизических параметров, характеризующих коллекторские свойства пластов.

Решение обратной задачи — это основное содержание интерпретации данных разведочной геофизики. Оно с достаточной точностью может быть выполнено лишь тогда, когда кроме наблюденного поля из дополнительных источников получены сведения о свойствах пород, залегающих на глубине (например, по данным геофизических измерений в скважинах или на образцах). Большей однозначности интерпретации в определенных условиях можно добиться комплексным изучением нескольких полей.

Методика и аппаратура геофизических методов исследования основаны на использовании механики, электроники, автоматики, вычислительной техники, т. е. способы измерений — физико-технические. При этом современный уровень требований к аппаратуре очень высокий.

Эффективность разведочной геофизики при решении той или иной задачи определяется правильным выбором метода (или комплекса методов), рациональной и высококачественной методикой и техникой проведения работ, качеством геофизической интерпретации и геологического истолкования результатов. Сложность геофизической интерпретации объясняется как неоднозначностью решения обратной задачи, так иногда и приближенностью самого решения. Поэтому из нескольких возможных вариантов интерпретации необходимо выбирать наиболее достоверный, что можно сделать при использовании всех сведений о физических свойствах пород района исследований, их литологии, тектоническом строении, гидрогеологических условиях. Иными словами, лишь при хорошем знании геологии района можно получить наиболее достоверное истолкование результатов геофизических методов исследований, что требует совместной работы геофизиков и геологов при интерпретации. Последнее, очевидно, невыполнимо, если геофизики не имеют прочных знаний по геологическим дисциплинам и слабо знакомы с изучаемым районом, а геологи не разбираются в сущности и возможностях тех или иных методов геофизики.

Возрастание роли геофизики в связи с увеличением глубин и сложности разведки месторождений ведет не к замене геологических методов геофизическими, а к рациональному их сочетанию, широкому использованию всеми геологами данных геофизики. Единство и взаимодействие геофизической и геологической информации — руководящий методологический принцип комплексирования наук о Земле. Объясняется это тем, что возможности каждого частного метода геологоразведки (съемки, бурения, проходки выработок, геофизики, геохимии и др.) ограничены.

Разведочная геофизика является сравнительно молодой наукой, сформировавшейся в 20-е годы XX века. Однако ее физико-математические основы заложены значительно раньше. Так же давно началось использование полей Земли в практических целях. Ранее других методов возникла магниторазведка. Первые сведения о применении компаса для разведки магнитных руд в Швеции относятся к 1640 г. Теория гравитационного поля Земли берет свое начало с 1687 г., когда И. Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения. Первыми работами по электроразведке являются наблюдения Р. Фокса (Великобритания) в 1830 г. естественной поляризации сульфидных залежей и Е.И. Рогозина, который в 1903 г. дал первое изложение основ этого метода.

Первыми магниторазведочными работами в России были съемки Курской магнитной аномалии (КМА) профессора МГУ Э.Е. Лейста в 1894 г., а в конце IX века – работы на Урале Д.И. Менделеева и в районе Кривого Рога И.Т. Пассальского. Теоретические работы Э. Вихерта (Германия) и Б.Б. Голицына в начале XX века в области сейсмологии имели самое непосредственное отношение к созданию сейсморазведки. В 1919 г. были начаты магнитные исследования на КМА. Эти работы можно считать началом развития не только отечественной, но мировой разведочной геофизики. В настоящее время по уровню теории и практическому использованию отечественная геофизика занимает передовые позиции в мире. Дальнейший рост минерально-сырьевой базы страны, требующий разведки полезных ископаемых на все больших глубинах и в труднодоступных районах, а также расширение объемов горнотехнических, инженерно-гидрогеологических, мерзлотно-гляциологических, почвенномелиоративных, техногенных изысканий приведут к дальнейшему расширению применения геофизических методов исследований, их широкому комплексированию с другими методами, а значит, необходимости их изучения различными специалистами.

Первый поисковый этап – геологическая разведка по сбору данных о геологическом строении с использованием не разрушающих недра методов. Широко применяют также различные геофизические методы (сейсморазведка на суше, магниторазведка с применением авиационной техники и космических аппаратов и др.) с целью воссоздать глубинное строение недр и найти предполагаемые нефтяные и газовые залежи.

Сейсморазведка – раздел разведочной геофизики, включающий методы изучения строения Земли, основанные на возбуждении и регистрации упругих волн. При сейсморазведкеизмеряют скорость распространения взрывной волны в толще горных пород на глубине исследований не более 2-3 км. Для возбуждения колебаний применяется взрывы зарядов тротила в неглубоких скважинах, а также длительное (вибрационное) или короткое (импульсное) ударное воздействие на горные породы. Взрывные источники наносят большой урон окружающей среде. Невзрывные источники могут использовать многократно в одной и той же точке, более управляемы, но гораздо слабее.

Породы земной коры различаются по упругим свойствам — модулю Юнга, коэффициенту Пуассона и плотности, что приводит к тому, что упругая волна распространяется в них с различной скоростью, а на границах сравнительно однородных пластов испытывает явления отражения, преломления и прохождения. Распространяясь в объеме горных пород, упругая волна попадает на границы раздела, изменяет направление и динамические свойства и образуются новые волны. Наличие резких границ раздела между пластами приводит к образованию вторичных волн, интенсивность которых зависит от контрастности границы по упругим свойствам. Чем сложнее строение изучаемой геологической среды, тем больше волн образуется на границах ее раздела. Образовавшиеся вторичные волны содержат информацию о строении и составе горных пород, через которые они проходят.

Для регистрации колебаний упругих волн применяют специальные устройства — сейсмоприемники, располагающиеся на пути следования волн и преобразующие колебания частиц почвы в электрический сигнал. Продольные (раньше изучали только эти волны) и поперченные волны этих упругих колебаний, отраженные от слоев горных пород (с различной плотностью и упругостью), регистрируются сейсмоприемниками (датчиками), которые располагаются по определенной схеме на поверхности изучаемой территории. Получаемые зависимости объединяются в сейсмотрассы (графики колебаний), которые затем объединяются в сейсмограммы. Полученные данные в виде сейсмограмм затем обрабатываются на ПК, и на основе анализа полученных результатов составляется глубинная карта границ залегания тех или иных пород с различными свойствами, по которым можно предположить наличие нефтегазоносных залежей.

Методы сейсморазведки различают по типу используемых полезных волн, по стадии геологоразведочного процесса, по решаемым задачам, по способу получения данных, типу источника колебаний. Выделяют (наиболее важные):

· Метод отраженных волн (основан на выделении волн, однократно отраженных от целевой геологической границы; наиболее востребованный метод)

· Метод преломленных волн (ориентирован на преломленные волны, которые образуются при падении волны на границу двух пластов под определенным углом)

По размерности сейсморазведка различается на 1D, 2D и 3D варианты. Зависит от расстановки пунктов приема возбуждения и приема.

Магниторазведка позволяет изучать с помощью высокочувствительных магнитометров аномалии магнитного поля Земли, которые связаны с различиями магнитных свойств разных пород на глубине до 7 км. Такие найденные аномалии, измеряемые у поверхности Земли, позволяют предположить в ряде случаев существование в недрах складчатых структур или пластов плотных кристаллических пород в изучаемом районе. Замеченное снижение электрического сопротивления недр и служит косвенным признаком возможного скопления нефти и газа. Геомагнетизм исследует магнитное поле Земли (его источники и изменения на протяжении геологической истории Земли), а также магнитные свойства горных пород. Принято считать, что глобальное магнитное поле Земли обусловлено электрическими токами в жидком внешнем ядре, его напряженность изменяется с периодичностью от 100 до 10 000 лет, а полярность подвержена обращениям (инверсиям). Измерения интенсивности и направления намагниченности горных пород позволяют изучать происхождение и изменения во времени геомагнитного поля и служат ключевой информацией для развития теории тектоники плит и дрейфа материков. С целью поисков месторождений полезных ископаемых магниторазведка применяется в виде наземной, морской или аэромагнитной съёмки. Магнитная съемка проводится, как правило, по сети параллельных линий, или профилей. После ввода необходимых поправок строится карта магнитного поля в виде графиков или изолиний. На карте могут находится области с покойного поля и магнитные аномалии — локальные возмущения магнитного поля, вызванные неоднородностями магнитных свойств горных пород. Магниторазведка проводится с целью выявления аномалий как непосредственно связанных с полезным ископаемым, так и с контролирующими залежь тектоническими и стратиграфическими структурами.

Магниторазведка с успехом применяется при поисках железнорудных месторождений, где ее можно рассматривать как прямой метод поисков и где полученные данные могут использоваться для предварительной оценки запасов и качества руд. При поисках других полезных ископаемых магниторазведка как правило применяется в комплексе с другими геофизическими методами и решает в основном задачи геологического картирования.

Гравиразведка. Гравиразведкой или гравиметрией называется геофизический метод, изучающий изменение ускорения свободного падения в связи с изменением плотности геологических тел. Гравиметрическая разведка основана на изучении естественного поля силы тяжести на земной поверхности. Информация об элементах этого поля позволяет по распределению в земной коре геологических тел различать плотности, устанавливать глубинное строение изучаемых площадей.

Физической основой метода является закон всемирного тяготения Исаака Ньютона, в соответствии с которым разные по плотности горные породы создают различные изменения в гравитационном поле. Горные породы имеют определенные и устойчивые плотностные характеристики, определенные сочетания которых создают характерные гравитационные поля (аномальные поля). Интенсивность аномалий определяется контрастностью физических свойств, относительной глубиной объекта, уровнем помех (к ним относятся неоднородности верхней части геологической среды, неровности рельефа, космические, атмосферные, климатические, промышленные и др).

В результате гравиразведки рассчитываются аномалии силы тяжести, обусловленные теми или иными плотностными неоднородностями – прямая задача. Определение местоположения, залегания, формы, размеров и плотности тел по известным аномалиям – обратная задача.

Первым этапом интерпретации результатов является качественная интерпретация – дается видуальное описание характера аномалий силы тяжести по картам и профилям. При этом отмечается форма аномалий, их простирание, примерные размеры, амплитуда. Устанавливается гравитационных аномалий с геологическим строением, выделяются региональные аномалии, связанные со строением земной коры, и локальные аномалии, представляющие разведочные интерес. Региональные аномалии связаны с глубинными аномалиями плотности, крупными структурами земной коры, поверхностью кристаллического фундамента и неоднородностью его состава. Локальные аномалии приурочены к антиклинальным, синклинальным структурам в осадочном чехле и фундаменте, залежам полезным ископаемых.

Гравиразведка активно применяется при региональном исследовании земной коры и верхней мантии, выявлении глубинных тектонических нарушений, поиске полезных ископаемых — преимущественно рудных, выделении алмазоносных трубок взрыва. Гравиразведка позволяет изучать состав горных пород, и их положение в геологическом разрезе, например для магматических с ростом основности возрастает концентрация железистых соединений и плотность.

Для проведения гравиразведки применяются гравиметры, чувствительные приборы измеряющие ускорение свободного падения. Единицей измерения этой величины является Гал или более употребительный мГал. Крупные геологические тела характеризуются аномалиями в десятки и даже сотни мГал. В отечественной практике наиболее широко применяются кварцевые гравиметры ГНУ-КС и ГНУ-КВ.

Электроразведка – совокупность методов изучения строения земной коры и поисков месторождений полезных ископаемых, основанных на изучении естественных и искусственных электромагнитных полей; это геофизический метод, основанный на измерении удельного электрического сопротивления горных пород. Удельное электрическое сопротивление измеряют как по глубине в одной точке (вертикальное электромагнитное зондирование), так и по площади, получая карту сопротивлений (электропрофилирование).

Измерения УЭС пород происходит на поверхности. В землю втыкаются электроды, одни из которых приемные, а другие – питающие. С помощью специальной аппаратуры через питающие электроды подается ток, а на приемных электродах измеряется разность потенциалов. Показания записываются и впоследствии обрабатываются на компьютере.

Важно понимать, что каждому изучаемому геологическому разрезу соответствует его модель – геоэлектрический разрез, представляющий собой совокупность электрических и геометрических характеристик горных пород и руд, слагающих данный разрез. Исследования геологического разреза на глубину называются зондированием, а в горизонтальном направлении на определенной глубине – профилированием.

Результатом вертикального электромагнитного зондирования являются геоэлектрические разрезы, на которых по показаниям сопротивлений выделяют литологические слои. При электропрофилировании основной целью является получение площадных данных, поэтому результатом электропрофилирования является карта сопротивлений.

Методы электроразведки позволяют изучать параметры геологического разреза, измеряя параметры постоянного электрического или переменного электромагнитного поля.

В электроразведке сейчас насчитывается свыше 50 различных методов и модфикаций, предназначенных как для глубинных исследований, так и для изучения верхней части разреза. В зависимости от принципа исследования их можно разделить на следующие группы: методы сопротивлений (метод постоянного тока) и электромагнитные методы.

Методы сопротивлений основаны на пропускании в земле с помощью пары электродов известного постоянного тока и измерении напряжения, вызванного этим током, с помощью другой пары электродов. Зная ток и напряжение можно вычислить сопротивление, а с учетом конфигурации электродов можно установить к какой части подповерхностного пространства это сопротивление относится (вертикально электрическое зондирование – ВЭЗ, электропрофилирование – ЭП, метод заряженного тела – МЗТ). Данные методы, как правило, применяют при региональных, структурно-картировочных и разведочных исследованиях, когда ставятся задачи расчленения геологического разреза на слои и блоки, определения последовательности залегания пластов и картирования тектонических структур.

Следующие методы электроразведки:

· Методы электрохимической поляризации (метод естественного поля – ЕП, метод внешнего поля – ВП)

· Магнитотеллурические методы (магнитотеллурическое зондирование – МТЗ, магнитотеллурическое профилирование – МТП)

· Индуктивные методы (низкочастотные индуктивные методы – НЧИМ, метод переходных процессов – МПП)

· Электромагнитные зондирования (зондирование становлением –ЗС, частотное зондирование – ЧЗ, дистанционные электромагнитные зондирования – ДЭМЗ)

· Радиоволновые методы (радиоволновое зондирование – РВЗ, радиоволновое профилироваие – РВП, георадар)