Метод ПМП (ТЭМП)

Метод индукционного зондирования, основанный на использовании промышленного магнитного поля

Электротехническая промышленность является мощным источником электромагнитных полей, формируемых при производстве электрической энергии, передаче ее на большие расстояния, подключении различных потребителей, преобразователей и распределителей. Эти поля, проникая вглубь земли, способны нести определенную информацию об ее строении. Возможность использования данных полей привлекает внимание многих ученых. Наиболее актуальной данная задача становится при необходимости исследований в условиях высокоурбанизированных территорий, крайне не благоприятных для применения традиционных методов геофизики.

Метод Промышленных магнитных полей

Метод ПМП (патент на изобретение №2568986) основан на использовании промышленного электромагнитного поля основной частоты (50/60 Гц) и ее гармоник (100, 150, 200, 250 и т.д. Гц), формируемого совокупностью различного вида стационарных техногенных источников: линий электропередач, трансформаторных подстанций и т.п. Теоретические расчеты и практика ведения работ показывают, что при использовании гармоник до 12-13 порядков, регистрируемых с помощью стандартной аппаратуры, при среднем продольном сопротивлении пород разреза, составляющем 10-15 Ом∙м, имеется возможность контроля толщи пород в интервале глубин примерно от 50 до 250 м. При этом используемые поля характеризуются относительно высокой стабильностью во времени и слабым затуханием с расстоянием.

Процесс выполнения полевой съемки

Процесс выполнения полевой съемки

Разработанный базовый комплекс аппаратурно-программных средств (патент на полезную модель № 148256) для выполнения индуктивного зондирования, основанного на использовании промышленных электромагнитных полей, включает регистрационные однокомпонентные и трехкомпонентные магнитные датчики, аналого-цифровые преобразователи, GPS-модуль, блок питания, ноутбук и специально созданные программы для регистрации наблюденного поля (H3D Recorder, св-во № 2014611489) и обработки данных (Analyzer H3D, св-во № 2015617490), а также интерпретационный комплекс программ Зонд.

Основные преимущества метода:

  • оперативность съемки;
  • экономическая эффективность полевых наблюдений;
  • отсутствие необходимости в генераторных установках;
  • возможность использования в условиях высокоурбанизированных территорий;
  • способность исследования высокоомных пород, являющихся экраном для электроразведочных методов, основанных на использовании постоянного тока, и др.

Одни из первых опытных измерений промышленного поля были выполнены в условиях Верхнекамского месторождения калийных солей при аварийной ситуации в 2006 г., связанной с прорывом пресных вод в шахту одного из рудников и началом его затопления. Выделенная по данным метода ПМП аномальная зона резко пониженных сопротивлений в интервале глубин залегания пород водозащитной толщи (ВЗТ), отождествляемая с областью наиболее вероятного развития соляного карста, была подтверждена позднее (примерно через 9 месяцев) образованием одного из крупнейших провалов. Полученные результаты подтверждают информативность метода ПМП.

Карта кажущегося сопротивления (а), полученная по результатам измерений промышленного электромагнитного поля в октябре 2006 г. за 9 месяцев до начала образования одного из провалов (б) (август 2007 г.)

Карта кажущегося сопротивления (а), полученная по результатам измерений промышленного электромагнитного поля в октябре 2006 г. за 9 месяцев до начала образования одного из провалов (б) (август 2007 г.)

На данный момент метод ПМП постоянно совершенствуется и активно используется ООО «НПО Уралгеополе» для решения различных задач:

  • исследование особенностей геологического строения территории;
  • изучение и прогнозирование потенциально опасных физико-геологических процессов;
  • выделение вторичных проявлений месторождений углеводородов;
  • контроль состояния гидротехнических сооружений;
  • решение гидрогеологических задач;
  • мониторинг состояния геологической среды и развития физико-геологических процессов и др.
Пример совместного применения метода ПМП и комбинированного электропрофилирования

Пример совместного применения метода ПМП и комбинированного электропрофилирования

Пример выделения границы между отработанной и неотработанной частями разреза методом ПМП

Пример выделения границы между отработанной и неотработанной частями разреза методом ПМП

Пример применения метода ТЭМП на нефтяном месторождении совместно с другими методами

Пример применения метода ТЭМП на нефтяном месторождении совместно с другими методами

Пример мониторингового контроля геологической среды методом ТЭМП

Пример мониторингового контроля геологической среды методом ТЭМП

В целом, опыт практического применения метода ПМП и сравнительный анализ полученных результатов с известными сведениями о геологическом строении среды, наличии подземных технических объектов, а также с результатами применения других методов, подтверждают его эффективность при решении ряда геологических задач, возможность повышения оперативности и экономической эффективности проведения комплексных геофизических исследований. Функциональные возможности метода ПМП позволяют организовать двухэтапный процесс выполнения работ, включающий сочетание региональной съемки данным методом, обеспечивающей оперативное районирование территории с выделением наиболее перспективных по степени аномальности участков, с последующим применением на них совокупности более трудоемких детализационных методов, направленных на получение необходимой дополнительной информации об исследуемой толще пород. Такая технология, нацеленная на прогнозную оценку обследуемой территории экономичным и достаточно информативным методом, обеспечивает принципиальную возможность существенного снижения трудозатрат, объемов  и стоимости выполнения работ при повышении  информативности результатов за счет комплексного использования совокупности взаимодополняющих методов на перспективных участках.

Патенты на изобретение

image011 image010 image009 image008