Метод ПМП (ТЭМП)
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 индукционного зондирования, основанный на использовании промышленного магнитного поля
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
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.)
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 выделения границы между отработанной и неотработанной частями разреза методом ПМП
Пример применения метода ТЭМП на нефтяном месторождении совместно с другими методами
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
