- •1. Предмет и методы полевой геофизики
- •2. Гравиразведка
- •2.1. Сила притяжения и ее потенциал
- •2.2. Сила тяжести на поверхности Земли
- •Практическое задание № 1
- •2.3. Вторые производные потенциала силы тяжести и их физический смысл
- •Единицы измерения в гравиразведке
- •2.4. Изменение силы тяжести внутри Земли
- •2.5. Изменения гравитационного поля во времени
- •2.6. Нормальное поле силы тяжести
- •Нормальные значения вторых производных потенциала.
- •2.7. Методы измерений ускорения силы тяжести и устройство гравиметров
- •2.7.1. Классификация методов измерений
- •2.7.2. Динамические методы измерений силы тяжести
- •2.7.3. Статические методы измерений силы тяжести
- •Общее устройство кварцевых астазированных гравиметров.
- •Чувствительная система гравиметра.
- •Подготовка гравиметров к работе
- •2.8. Методика гравиметрической съемки
- •2.8.1. Общие положения
- •2.8.2. Опорная сеть
- •2.8.3. Рядовая сеть
- •2.8.4. Методика топо-геодезического обеспечения гравиметрических работ
- •2.9. Камеральная обработка данных съемки
- •2.9.1. Первичная обработка данных
- •9.2.2. Окончательная обработка
- •1. Поправка за высоту точки стояния прибора.
- •3. Поправка за влияние окружающего рельефа
- •2.10. Решение прямой и обратной задач гравиразведки
- •2.10.1. Способы решения прямой задачи.
- •2.10.2. Способы решения обратной задачи.
- •Практическое задание № 3
- •2.10.3. Построение контактной поверхности
- •Практическое задание № 4
- •Контрольные вопросы
- •3. Магниторазведка
- •3.1. Магнитное поле земли
- •3.1.1. Дипольное поле Земли и элементы вектора геомагнитного поля
- •3.1.2. Магнитосфера и радиационные пояса Земли
- •3.1.3. Структура геомагнитного поля
- •3.1.4. Вариации геомагнитного поля
- •3.1.5. Нормальное магнитное поле
- •3.1.6. Генеральная магнитная съемка и магнитные карты
- •Практическое задание № 5
- •3.1.7. Природа магнитного поля Земли
- •3.1.8. Элементы вектора Та
- •3.1.10. Условия и область применения магниторазведки
- •3.2. Магнетизм горных пород
- •3.2.1. Магнитные свойства минералов
- •3.2.2. Магнитные свойства горных пород
- •3.2.3. Палеомагнетизм и археомагнетизм
- •3.3. Способы измерения магнитногополя
- •3.3.1. Классификация способов измерений магнитного поля
- •3.3.2. Оптико-механические магнитометры.
- •3.3.3. Феррозондовые магнитометры.
- •Протонные магнитометры.
- •Квантовые магнитометры.
- •3.3.6. Индукционные и криогенные магнитометры.
- •3.4. Методика полевых работ и обработка полевых данных
- •3.4.1. Методика полевых магнитных съемок
- •3.4.2. Обработка данных магнитной съемки
- •3.5. Различие и взаимосвязь гравитационных и магнитных аномалий
- •3.5.1. Особенности гравитационных и магнитных аномалий
- •3.5.2. Определение величины и направления вектора намагничения геологических тел по наблюденным гравимагнитным аномалиям
- •Практическое задание № 6
- •Контрольные вопросы
- •4. Электрические методы разведки
- •4.1. Физико-геологические основы и классификация методов электроразведки
- •Метод сопротивлений
- •4.2.1. Нормальные поля точечных и дипольных источников
- •4.2.2. Электрическое профилирование (эп).
- •Над вертикальным пластом. Установка (в см) а2в6m2n.
- •4.2.3.Вертикальные электрические зондирования
- •Практическое задание № 7
- •Факторы, определяющие электрические свойства горных пород
- •Методы электрохимической поляризации
- •Метод естественного электрического поля
- •- Медный стержень; 2 – пробка; 3 – резиновая прокладка; 4 – пластмассовый корпус; 5 – пористый сосуд.
- •Практическое задание № 8
- •4.3.2. Метод вызванной поляризации
- •Электромагнитные и магнитотеллурические методы
- •Общие принципы электромагнитных зондирований.
- •Дистанционные и частотные зондирования
- •Магнитотеллурическое зондирование
- •Контрольные вопросы.
- •5.1.2. Устойчивое и подвижное радиоактивное равновесие
- •5.1.3. Единицы измерения радиоактивных величин.
- •5.2. Способы регистрации радиоактивных излучений
- •5.2.1. Газонаполненные детекторы излучения
- •5.2.2. Сцинтилляционные счетчики
- •5.2.3. Полупроводниковые счетчики
- •5.3. Основы полевой гамма-спектрометрии
- •5.3.1. Принцип раздельного определения u(Rа), Тh, к.
- •5.3.2. Факторы, влияющие на результаты γ-спектрометрии
- •5.3.3. Обработка и интерпретация материалов аэрогамма-съемки
- •5.3.4. Характеристика аэрогамма-спектральных аномалий
- •Контрольные вопросы.
- •6. ТерМические методы разведки
- •6.1. Физико-геологические основы терморазведки
- •6.1.1. Тепловые и оптические свойства горных пород.
- •6.1.2. Принципы теории терморазведки
- •6.1.3. Тепловое поле Земли
- •6.2. Аппаратура для геотермических исследований
- •6.3. Методика работ и области применения терморазведки
- •Контрольные вопросы
- •7. Возможности методов полевой геофизики при поисках нефтегазовых месторождений
- •7.1. Применение гравиразведки
- •1.Локальные структуры тектонического типа.
- •2.Локальные структуры аккумулятивного типа
- •7.2. Применение магниторазведки
- •7.2.1. Отражение месторождений углеводородов в региональном магнитом поле
- •7.2.2. Возможности магниторазведки при поисках залежей углеводородов.
- •Применение электроразведки для поисков нефтеперспективных объектов
- •7.3.1. Геоэлектрическая модель залежи углеводородов
- •7.3.2. Применение методов электроразведки для поисков нефтегазовых структур
- •Комплексирование методов полевой геофизики для поисков нефтеперспективных объектов
- •7.4.1. Физико-геологические модели залежей углеводородов
- •7.4.2. Комплексирование геофизических методов при нефтегазопоисковых работах.
- •Практическое задание № 9
- •Справочные сведения к выполнению работы.
- •4. Контрольные вопросы.
- •Литература
4. Электрические методы разведки
4.1. Физико-геологические основы и классификация методов электроразведки
Электрические методы разведки или сокращенно электроразведка – это совокупность методов изучения и строения земной коры и поисков месторождений полезных ископаемых, основанных на измерении естественных или искусственно возбуждаемых электромагнитных полей.
Физической основой методов электроразведки является зависимость электромагнитного поля от той среды, в которой это поле распространяется. Горные породы и руды различаются по электрическим свойствам – удельному электрическому сопротивлению, диэлектрической проницаемости, поляризуемости и др. Эти свойства зависят от литологического состава пород и руд, их состояния и характера геологических процессов, в которых они участвовали. Поэтому любой объем горных пород можно представить как часть пространства, занятую средами с различными электрическими свойствами. Аналогично геологическому разрезу, где горные породы разделяются по своим литологическим, стратиграфическим и др. характеристикам, в электроразведке используется понятие геоэлектрический разрез, в котором горные породы различаются по электрическим свойствам.
Чаще всего в электроразведке изучается удельное электрическое сопротивление среды ρ, которое определяется как удельное сопротивление кубика горной породы со стороной 1 метр электрическому току, текущему перпендикулярно одной из граней кубика.
Из курса физики известно, что удельное сопротивление ρ любого проводника определяется, как
, (4.1)
где R – полное сопротивление проводника, S - его сечение, l – длина проводника.
В соответствии с данным определением и формулой (4.1) в электроразведке размерность удельного электрического сопротивления будет Ом*м.
Кроме величины удельного электрического сопротивления (УЭС) иногда используют удельную проводимость (электропроводность) среды γ, которая определяется как обратная величина УЭС:
. (4.2)
Поскольку 1/Ом в физике называется Сименс (См), размерность удельной проводимости среды будет См/м.
Электроразведка представляет собой группу методов, каждый из которых, в свою очередь, имеет несколько модификаций (иногда их неправильно называют также методами). Так же, как в целом геофизические методы, группы методов электроразведки делятся по характеру используемого пространства на наземные, подземные, морские и аэрометоды (рис.4.1), по области применения на рудную, структурную, инженерно-геологическую, нефтяную и др., по характеру используемых полей методы делятся на активные (использующие искусственно возбуждаемые поля) и пассивные (изучающие поля естественного происхождения). По типу решаемых задач выделяются задачи зондирования среды, то есть изучения среды на глубину в одном месте и задачи профилирования –объемного изучения геологического пространства на постоянной глубине.
По специфике изучаемых полей и измеряемым электрическим параметрам в электроразведке выделяют следующие группы методов (рис. 4.2):
1. Методы сопротивлений, изучающие поля точечных и дипольных источников постоянного или низкочастотного тока, среди которых выделяют модификации электропрофилирование (ЭП), вертикальное электрическое зондирование (ВЭЗ) и метод заряженного тела (МЗТ).
Рис. 4.1. Классификация групп методов электроразведки
Рис. 4.2. Классификация методов электроразведки
по специфике изучаемых полей.
2. Методы электрохимической поляризации, изучающие поля поверхностно- и объемнополяризованных тел и включающие пассивный метод естественного поля (ЕП), а также активный метод вызванной поляризации (ВП).
3. Индуктивные методы – это активные методы изучения электромагнитных полей незаземленных источников, среди которых выделяют метод переходных процессов (МПП) и низкочастотный индуктивный метод (НЧИ).
4. Электромагнитные методы изучают чаще всего переменные поля электромагнитных диполей и среди них наиболее часто применяемыми модификациями являются частотное зондирование (ЧЗ) и зондирование становлением поля в ближней зоне (ЗСБЗ).
5. Магнитотеллурические методы, изучающие электромагнитные поля ионосферных источников и дальних гроз (пассивные методы), решающие задачи зондирования (магнитотеллурическое зондирование – МТЗ) и профилирования (магнитотеллурическое профилирование – МТП).
6. Радиоволновые методы относятся к высокочастотным активным методам, среди которых выделяют радиоволновое профилирование (РВП) и метод компарации и пеленгации (радиокип).
Строго говоря, здесь приведена неполная классификация методов электроразведки, с каждым годом появляется все больше новых методов и, особенно, модификаций различных методов, что говорит о больших возможностях изучения электромагнитных полей при решении геологических задач.