Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
~Геофизический семинар 2012.pdf
Скачиваний:
84
Добавлен:
02.04.2015
Размер:
16.29 Mб
Скачать

Материалы X-го международного геофизического научно-практического семинара

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ГЛУБИННЫХ АНОМАЛИЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ В СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ ВОРОНЕЖСКОЙ АНТЕКЛИЗЫ

Алексанова Е.Д. 2, Варенцов Ив.М. 3, Куликов В.А. 1,2, Лозовский И.Н. 2,3, Пушкарев П.Ю. 1, Соколова Е.Ю. 3, Шустов Н.Л. 1, Яковлев А.Г. 1,2

1 Геологический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова, 2 ООО «Северо-Запад», Москва 3 ЦГЭМИ ИФЗ РАН, Москва

Аннотация

По результатам ГМТЗ в пределах северо-западного склона Воронежского массива выявлены и оконтурены коровые зоны пониженного сопротивления. Для трех профилей проведена двумерная бимодальная инверсия.

Summary

Two crustal anomalies of low resistivity were revealed and delineated on the north-western slope of Voronezh massif as a result of MT soundings. Two-dimensional bimodal inversion was performed.

Летом 1991 г. сотрудниками кафедры геофизики МГУ во время проведения работ методом магнитотеллурического зондирования (МТЗ) в районе Смоленской АЭС были получены аномальные кривые МТЗ, указывающие на наличие крупного проводящего объекта в земной коре. Начиная с конца 90-х годов, в рамках учебных практик, в районе исследований начались работы методом глубинного магнитотеллурического зондирования (ГМТЗ), а также наземные магнитометрические и гравиметрические измерения. Исследования подтвердили наличие в земной коре отчетливой линейной структуры субмеридионального простирания.

В 2007 г. начался качественно новый этап проведения магнитотеллурических измерений на аномалии электропроводности. По 6 субширотным профилям, пересекающим коровую аномалию электропроводности в Калужской, Брянской, Курской областях России и на севере Украины, были выполнены глубинные магнитотеллурические зондирования в общем объеме 67 ф.н.

Измерения 5 компонент электромагнитного поля проводились в синхронном режиме со станциями MTU канадской компании “Phoenix Geophysics”. Время записи составило 2 - 3 суток.

По данным ГМТЗ были построены карты кажущегося сопротивления, фазы импеданса, карты вещественных и мнимых индукционных векторов, а также карты амплитуд горизонтального магнитного тензора. В результате анализа МТ/МВ данных совместно с потенциальными геофизическими полями были выявлены и оконтурены коровые зоны пониженного сопротивления – Кировоградско-Барятинская

(1) и Курская (2) (Рис. 1).

Рис. 1. Карты субширотной компоненты кажущегося сопротивления (период 100 с) [а], фазы импеданса (период 40 с) [б] и максимальной амплитуды горизонтального магнитного тензора (период

400с) [в]

Для трех профилей ГМТЗ была проведена двумерная бимодальная инверсия по программе

10

Материалы X-го международного геофизического научно-практического семинара

R. Mackie [10]. В инверсию привлекались только четыре компоненты тензора импеданса, магнитовариационные параметры не использовались. Инверсия проводилась в несколько этапов, по методике, предложенной М.Н. Бердичевским [Бердичевский, Дмитриев, 2004].

По результатам 2D инверсии были получены модели сопротивлений до глубины 60 км и проведено сопоставление результатов ГМТЗ с потенциальными полями (Рис. 2).

Рис. 2. Результаты 2D инверсии для профилей «Бетлица», «Жиздра», «Навля»

Важнейшей задачей наших исследований являлось уточнение природы проводимости коровых аномалий. В нашем случае повышенная проводимость в коре на больших глубинах может быть связана с сульфидными залежами и областями гидротермально измененных пород в пределах БрянскоЯрославской проторифтовой зоны и более молодых ослабленных зон располагавшихся на ее месте. В пользу этой гипотезы говорит совпадение максимума гравитационной аномалии и восточного края проводящей зоны. В самой верхней части кристаллического фундамента пониженные значения сопротивления могут быть связаны также с влиянием графитизированных пород, а в местах развития железистых кварцитов с зонами их окисления.

11

Материалы X-го международного геофизического научно-практического семинара

Список литературы

1.Соколова Е.Ю., Шустов Н.Л., Хмелевской В.К., Яковлев А.Г., 2010, ЭM зондирование осадочного чехла и консолидированной земной коры в зоне перехода от Московской синеклизы к Воронежской антеклизе: проблемы и перспективы: Изв. РАН. Физика Земли, 8, 62-71.

2.Алексанова Е.Д., Баглаенко Н.В., Варенцов Ив.М., Куликов В.А., Логвинов И.М., Лозовский И.Н., Пушкарев П.Ю., Соколова Е.Ю., Соколов Н.С., Тарасов В.Н., Шустов Н.Л., Яковлев А.Г., Яковлев Д.В., 2011, Сопоставление геофизических полей в зоне Кировоградской и Курской аномалий электропроводности, Тезисы докладов Международной конференции «Современное состояние наук о Земле» им. В.М. Хайна, 33-37.

3.Бердичевский М.Н., Дмитриев В.И., 2004, Обратные задачи магнитотеллурики в современной постановке: Изв. РАН Физика Земли, 4, 2-29.

4.Бобачев А.А., Петрухин Б.П., Куликов В.А., Хмелевской В.К., Яковлев А.Г., 1996, Опыт применения основных электромагнитных зондирований для глубинных и региональных исследований в юго-западной части Московской синеклизы: Тезисы докладов научной конференции «Электромагнитные исследования с контролируемыми источниками, 1996, 89-90.

5.Бобров С. П., 2006, Тектоника и минерагения Калужской области и прилегающих к ней территорий. – Калуга, «Эйдос».

6.Бродовой В.В., Иванов А.А., 2004, Физико-геологические модели рудных объектов Калужской рудоносной области: Геофизика, 6.

7.Бродовой В.В., Иванов А.А., 2005, Магнитные исследования при изучении геологического строения и перспектив Северо-Калужского железорудного узла: Изв. вузов. Геология и разведка, 2.

8.Варенцов Ив.М., Алексанова Е.Д., Баглаенко Н.В., Куликов В.А., Логвинов И.М., Соколова Е.Ю., 2011а, Массив синхронных МТ/МВ зондирований KIROVOGRAD: первые модели 2D инверсии: V Всероссийская школа-семинар по ЭМ индукции.

9.Варенцов И.М., Ковачикова С., Куликов В.А., Логвинов И.М., 2011б, Изучение коровых аномалий электропроводности на западном склоне Воронежской антеклизы методом синхронного электромагнитного зондирования: Международная конференция ”Современное состояние наук о Земле” памяти В.Е. Хаина, 5с.

10.Mackie R.L., Rieven S. and Rodi W. Users manual and software documentation for two-dimensional inversion of magnetotelluric data. November 12, 1997.

12

Материалы X-го международного геофизического научно-практического семинара

МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ 3D-ИНВЕРСИИ ДАННЫХ МПП И ВП НА ОСНОВЕ КОНЕЧНОЭЛЕМЕНТНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ СТАНОВЛЕНИЯ

ПОЛЯ И ВЫЗВАННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ

Персова М.Г., Соловейчик Ю.Г., Симон Е.И., Токарева М.Г. Новосибирский государственный технический университет, persova@fpm.ami.nstu.ru

Аннотация

В работе рассматриваются методы и алгоритмы автоматической 3D-инверсии данных становления поля и вызванной поляризации, основанные на использовании конечноэлементного 3D-моделирования. На синтетических данных, полученных с использованием 3D-моделирования, приводится пример работы алгоритмов автоматической 3D-инверсии.

Summary

Methods and algorithms for automatic 3D inversion of transient electromagnetic data and induced polarization on the basis of the finite-element 3D modeling are considered in the article. The example of automatic 3D inversion algorithms are presented with the help of synthesized data obtained by means of 3D modeling.

Основные принципы процедур выполнения 3D-инверсий

Параметры трехмерной геоэлектрической модели проводимости определяются на основании минимизации функционала

Fa(b) = еL еK (wlk delk (b))2 + g(b - b)2 ,

l =1 k =1

где b – вектор искомых параметров; delk = e%lk - elk , elk – сигналы ЭДС, зарегистрированные в l -м приемнике в

моменты времени tk , e%lk – теоретические сигналы, полученные в результате решения прямой трехмерной задачи; b – вектор некоторых фиксированных параметров, определяющих регуляризирующую добавку; g – параметр регуляризации; wlk – некоторые веса, отражающие уровень погрешности при приеме сигнала в l -м приемнике и

масштаб изменения принимаемого сигнала по времени. В качестве весов wlk могут быть взяты, например,

значения, обратные к значениям ЭДС в центральной точке генераторной петли. Вектор искомых параметров b (размерностью M ) включает в себя значения удельной проводимости искомых объектов (заданных в исследуемой области в виде прямоугольных параллелепипедов), а также может включать границы этих объектов по x , y и z .

В результате линеаризации отклонений delk

и минимизации полученного функционала по Dbm получаем

СЛАУ вида

(A + gI) Db = f - g(b0 -

 

) ,

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

где I – единичная матрица, а элементы матрицы A

и вектора правой части f

определяются соотношениями

A ij = еL еK

(wlk )2

(delk )

 

(delk )

, fi = - еL еK (wlk )2 delk (b0 )

(delk )

, i,j = 1 K M .

bi

 

 

 

l =1 k =1

 

 

bj

 

 

l =1 k =1

bi

Решение прямой задачи при вычислении e%lk (b) выполняется с использованием векторного МКЭ

[1] для математической модели, основанной на технологии многоэтапного выделения поля [2], позволяющей очень быстро вычислять поле влияния одного объекта относительно всей трехмерной модели.

Процедура 3D-инверсии данных ВП основана на последовательном поиске параметров начальной поляризации и параметров функции спада в ячеистой структуре, заполняющей исследуемый объем. При поиске параметров начальной поляризации при некоторых фиксированных параметрах функции спада

выполняется минимизация функционала (Ui (

t )

 

 

 

 

 

 

 

%

– измеренные сигналы ВП, Ui ( t ) – теоретические

значения, γ k – параметры регуляризации, ω i ( t )

– некоторые веса)

 

 

 

 

n

p

 

 

2

 

K

0

 

2

 

Φ ( α, τ) = е е ω i ( tl ) (Ui

( tl ) Ui ( tl ) )

+

е

)

,

 

γ k (α k − α k

 

 

 

 

%

 

 

 

 

 

 

 

i= 1

l = 1

 

 

 

 

k = 1

 

 

 

 

которая эквивалентна решению СЛАУ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

Материалы X-го международного геофизического научно-практического семинара

 

 

 

n

p

n

p

%

( BγI+ α) b= γIα+

 

, Bqs =

е

е ω i ( tl ) Чβ q ( tl )Viq Чβ s ( tl )Vis ,

bq = е

е

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i= 1 l = 1

i= 1 l = 1

 

где Viq – значения сигнала ВП в i -м приемнике при единичной поляризации ячейки Ω q

При поиске параметров функции спада уже при найденных на предыдущей итерации параметров начальной поляризации выполняется минимизация функционала

 

 

Φ ( α, τ) = еn еp

ω i ( tl ) (δ Uil ( τ) )2 + еK

γ k (

τ k )2 ,

 

 

 

 

 

 

i= 1 l = 1

 

 

 

k = 1

 

 

 

 

 

которая эквивалентна решению СЛАУ вида

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( AγI+ )τ

f= , Aqs

= еn еp

ω i ( tl )

(δ Uil )

 

(δ Uil )

, fq =

еn

еp

ω i ( tl ) δ Uil ( τ0 )

(δ Uil )

.

 

∂ τ s

 

 

 

i= 1 l = 1

 

 

∂ τ q

 

 

i= 1 l = 1

 

 

∂ τ q

Для решения

прямой

задачи при

вычислении

значений

 

%

использовался подход и

Ui ( t )

соответствующая вычислительная схема, описанные в работах [3-4].

Верификация разработанных алгоритмов 3D-инверсий проводилась на геоэлектрических моделях различной степени сложности. Распределение удельной проводимости и параметров поляризуемости достаточно уверенно восстанавливалось при наличии во вмещающей среде нескольких обособленных 3D-объектов, дающих достаточно значимые вклады в регистрируемые в приемниках сигналы.

По полученным трехмерным распределениям удельной проводимости или параметров поляризуемости среды могут быть сформированы 3D-объекты, геоэлектрические свойства и размеры которых можно уточнить на втором этапе 3D-инверсии, в котором вектор искомых параметров наряду с значениями удельной проводимости или параметров поляризуемости включает в себя координаты границ 3D-объектов.

Пример 3D-инверсии для относительно сложной среды с наклонными объектами

В качестве примера рассмотрим задачу картирования наклонных объектов (имитирующих угольные пласты) с определением их верхней кромки и угла наклона. Истинная модель приведена на рисунке 1. Ячеистая структура, используемая для инверсии, приведена на рисунке 2.

Рис. 1. Геоэлектрическая модель наклонных поляризующихся объектов

14

Материалы X-го международного геофизического научно-практического семинара

Рис. 2. Ячеистая структура, используемая для выполнения 3D-инверсии

На рисунках 3–4 показаны результаты 3D-инверсии и их сопоставление с реальным положением объектов в сечениях вдоль двух профилей съемки. Обратим внимание на то, что в каждом из сечений на рисунках б показаны только те объекты реальной модели, которые пересекаются данным профилем. На рисунках черными линиями обозначены также условные центры пластов, которые может выделить интерпретатор по результатам 3D-инверсии.

Результаты 3D-инверсии показали, что при условии достаточности плотности съемки выходы под рыхлые отложения всех пластов в плане были определены верно и для большинства пластов были верно определены их наклоны, за исключением только двух (из рассмотренных шести) объектов – вертикального (не наклоненного) объекта, где отсутствие наклона было неочевидным, и для глубинного объекта, где по результатам инверсии наклон можно определить в другую сторону. Однако учитывая, что размеры и наклон этого объекта небольшие, а центр был определен верно, бурение по полученным результатам интерпретации все равно даст положительный результат – скважина попадет даже в такой небольшой заглубленный объект.

Рис. 3. Результаты 3D-инверсии для модели наклонных поляризующихся объектов в сечении вдоль центрального профиля съемки Y=0 м; а – результаты инверсии; б – результаты инверсии в сопоставлении с реальным расположением пластов

15

Материалы X-го международного геофизического научно-практического семинара

Рис. 4. Результаты 3D-инверсии для модели наклонных поляризующихся объектов в сечении вдоль ближнего профиля съемки Y=-200 м; а – результаты инверсии; б – результаты инверсии в сопоставлении с реальным расположением пластов

Заключение

Разработанные алгоритмы автоматической 3D-инверсии данных становления поля и вызванной поляризации основаны на конечноэлементном решении прямой трехмерной задачи. Предлагаемые в работе алгоритмы опробованы на синтетических данных, полученных с использованием 3Dмоделирования для геоэлектрических моделей различной сложности. Результаты апробации показали, что разработанные алгоритмы позволяют находить адекватное реальным моделям распределение проводимости и поляризуемости в трехмерной среде.

Список литературы

1.[1] Персова М.Г., Соловейчик Ю.Г., Тригубович Г.М. Компьютерное моделирование геоэлектромагнитных полей в трехмерных средах методом конечных элементов //Физика Земли. 2011а. № 2. С. 3–14.

2.[2] Соловейчик Ю.Г., Рояк М.Э., Персова М.Г. Метод конечных элементов для решения скалярных и векторных задач. Новосибирск: НГТУ. 2007. 896 с.

3.[3] Моисеев В.С., Рояк М.Э., Соловейчик Ю.Г. Математическое моделирование процессов вызванной поляризации в сложно построенных средах для токовой линии с заземленными электродами // Сибирский журнал индустриальной математики. 1999. Т. 2. № 1. С. 79-94.

4.[4] Соловейчик Ю.Г., Персова М.Г., Абрамов М.В., Токарева М.Г. Конечноэлементное моделирование электрического и магнитного полей вызванной поляризации в трехмерной среде// Сибирский журнал индустриальной математики. 2011. № 3(47). С. 112-124.

16

Материалы X-го международного геофизического научно-практического семинара

ОПЫТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ЗОНДИРОВАНИЯ В ПОЛЕ ЕСТЕСТВЕННЫХ И КОНТРОЛИРУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ (ПРОМЫШЛЕННЫХ ЛЭП) С

АППАРАТУРОЙ «VMTU-10» И «КВВН-7» В УСЛОВИЯХ ЯНАО

Жамалетдинов А.А.1,2,3, Шевцов А.Н.2, Колобов В.В.3, Петрищев М.С.1Селиванов В.Н.3, Скороходов А.А.2, Бируля М.А.4, , Копытенко Е.А.1,4, Дамаскин Р.В.5

1 Санкт Петербургский филиал ФГБУ науки Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН, г. Санкт-Петербург. E-mail abd.zham@mail.ru

2 ФГБУ науки Геологический институт Кольского научного центра РАН, г. Апатиты.

3 Центр физико-технических проблем энергетики Севера ФГБУ науки Кольского научного центра РАН, г. Апатиты

4 ООО «ВЕГА», г. Санкт-Петербург 5 Ямало-Ненецкое предприятие магистральных электрических сетей (ПМЭС) –

филиала ОАО ФСК ЕС Западной Сибири

Аннотация

На территории Ямало-Ненецкого национального округа (ЯНАО), выполнены электромагнитные зондирования в поле промышленной ЛЭП «Уренгой-Пангоды», в поле антенны сверхнизкочастотного (СНЧ) излучения «Зевс», расположенной на Кольском полуострове, и в полях естественных источников (АМТ-МТЗ). В разрезе установлены проводящие слои на глубинах в первые сотни метров и свыше 1 км, связываемые с изменениями литологического состава, пористости и флюидонасыщенности горных пород. Результаты исследований показывают перспективность применения комплексных электромагнитных зондирований с естественными и мощными контролируемыми источниками для прослеживания на глубине газонефтеперспективых горизонтов в осадочном чехле Западно-Сибирской платформы на территории ЯНАО.

Summary

In the territory of the Yamal-Nenets national district, are executed electromagnetic sounding in the field of industrial power line "Urengoy-Pangody", in the field of the aerial of superlow-frequency (SNCh) of radiation the "Zeus", which is located on the Kola Peninsula, and in the fields of natural sources (AMT-MTS). From results of sounding two conductive layers are revealed. The upper conducting layer is at the depths of the first hundred meters and the second - over 1 km. The nature of low conductivity is connected with changes of litological structure, porosity and a flyuid containing in the rock. Results of researches show high prospects of application of complex electromagnetic soundings with natural and controlled sources for tracing on depth of the gaze and oil prospecting horizons in a sedimentary cover of the West Siberian platform in the territory of the Yamalo-Nenets Autonomous District.

Введение

Электромагнитные зондирования с мощными контролируемыми источниками, обозначим их CSEMS, обладают тем преимуществом, что положение и конфигурация источника точно известны и может быть выбран оптимальный частотный диапазон зондирования. Современные мощные генераторные устройства [Велихов и др., 1994, Баранник и др., 2009] позволяют создавать электромагнитные поля высокой интенсивности, а компьютеризированные цифровые измерительные системы [Ингеров, 2011; Колобов и др., 2011; Kopytenko E. et all, 2010] позволяют уверенно регистрировать полезный сигнал контролируемых источников на фоне интенсивных промышленных помех. Наряду с этим необходимо отметить, что зондирования CSEMS не пользуются широким применением из-за высокой стоимости работ, связанной с необходимостью использования дорогостоящих генераторных устройств и питающих линий. Отмеченные недостатки CSEMS существенно снижаются при использовании промышленных ЛЭП и заземлений подстанций в качестве элементов излучающих антенн. В мировой практике известно большое число работ такого рода. Их рассмотрение с соответствующими литературными ссылками можно найти в работах [Boerner, 1991, Жамалетдинов, 2012]. Заметим, что большинство экспериментов по глубинному зондированию земли с промышленными ЛЭП не вышли за рамки уникальных исследовательских проектов, нацеленных на решение задач фундаментальной геоэлектрики. В настоящей работе представлен первый опыт проведения исследований с промышленными ЛЭП в комплексе с зондированиями АМТ-МТЗ для задач структурной электроразведки в пределах газонефтеперспективных территорий Ямало-Ненецкого автономного округа. Исследования проводились в 2011 и в 2012 годах.

Описание района исследований

Район исследований выделен квадратом на рисунке 1а, где приведено положение скважин СГ-6 (Тюменская), СГ-7 (Ен-Яхинская), и выделены основные газо-нефтеперспективные участки на

17

Материалы X-го международного геофизического научно-практического семинара

территории ЯНАО. Скважина СГ-6 (забой на глубине 7502 м) находится в 60 км к востоку от гигантского Нижне-Уренгойского месторождения газа. Скважина СГ-7 забурена в 2000 году на месторождении Большой Уренгой, на Песцовом валу. К настоящему времени на ней достигнута рекордная для осадочных бассейнов России глубина 8250 м.

Методика и результаты

Район экспериментальных исследований показан на рисунке 1б. Выполнены зондирования в поле промышленной ЛЭП 220 кВ «Уренгой-Пангоды» протяженностью 114 км, измерения сигналов мощного контролируемого источника «Зевс», расположенного на удалении 2000 км, на Кольском полуострове [Велихов и др., 1994], магнитотеллурические (АМТ-МТ) зондирования в поле естественных вариаций электромагнитного поля и зондирования на постоянном токе.

Рис. 1. Схема расположения района исследований на территории ЯНАО с обозначением газонефтеперспективных областей (а) и положение пунктов зондирования 1-8 относительно ЛЭП 220кВ «Уренгой-Пангоды» (б)

Регистрация сигналов осуществлялась в 2011 году с применением семиканальной цифровой станции КВВН-7 [Колобов и др., 2011] и в 2012 году - с двумя пятиканальными широкополосными станциями VMTU-10 (ООО «ВЕГА», Россия). Пример регистрации СНЧ-сигналов источника «Зевс» со станцией КВВН-7 на частотах 188, 144, 82, 62 и 44 Гц приведен на рис. 2 в виде диаграмм спектра плотности мощности (СПМ) для электрических и магнитных компонент поля. Можно видеть, что в районе скважины СГ-6 уровень помех значительно выше по сравнении с полем помех, наблюдаемым в районе СГ-7, особенно по электрическому полю.

Рис. 2. Пример регистрации электрической (Еу) и магнитной (Нх) компонент электромагнитного поля СНЧ-антенны «Зевс» в районе сверхглубоких скважин СГ-6 (а) и СГ-7 (б) и положение скважин относительно источника «Зевс» (в). Поле приведено в единицах десятичного логарифма спектра плотности мощности

18

Материалы X-го международного геофизического научно-практического семинара

Результаты совместной обработки АМТ-МТ-зондирований и зондирований в поле антенны Зевс в районе скважины СГ-7 приведены на рис. 3 в виде разреза, обозначенного полосой ρ (z) [Жамалетдинов, Петрищев и др., 2012]. Там же приведены результаты электрического каротажа, выполненного методами бокового каротажа (БК) и потенциал-зонда (ПЗ).

Рис. 3. Сопоставление

электрического разреза по стволу скважины СГ-7, полученного по данным каротажа (БК – боковой каротаж, ПЗ - потенциалзонд), с результатами решения обратной задачи глубинного зондирования над скважиной в поле естественных и контролируемых источников (полоса )

Можно видеть хорошее согласие данных, полученных с использованием разных методов. Преимуществом зондирования с контролируемым источником «Зевс» явилось то, что по его результатам наиболее ярко отметился верхний проводящий слой в диапазоне глубин 150-200 м. Однако, ограниченный частотный диапазон источника «Зевс» (44-188 Гц) не позволил изучить глубокие горизонты разреза.

Более широкий диапазон частотного зондирования с контролируемым источником был реализован в эксперименте НУР-2012. Зондирование выполнялось с использованием промышленной ЛЭП 220 кВ «Уренгой-Пангоды» протяженностью 114 км. Сигнал в питающую линию подавался от портативного генератора мощностью 2 кВт в диапазоне частот 0.2 - 175 Гц. Сила тока в линии при этом изменялась в пределах от 5 до 12 ампер в зависимости от частоты и от условий согласования.

19

Материалы X-го международного геофизического научно-практического семинара

Рис. 4.

Спектры

амплитуды электрических и магнитных компонент поля по результатам измерения сигналов от промышленной ЛЭП 220 кВ «УренгойПангоды» в точках № 5 и №7, удаленных от центра линии на 110 и 87 км, соответственно.

Положение

точек

зондирования показано на рис. 1б

Измерения поля промышленной ЛЭП выполнены с применением двух станций VMTU-10 компании «ВЕГА» в 8 пунктах, расположенных вдоль дорожных магистралей примерно в широтном и в меридиональном направлениях (Рис. 1б). В каждой точке выполнены также суточные записи МТ-АМТ поля и зондирования на постоянном токе. Пример регистрации сигналов промышленной ЛЭП на удалениях 75 и 100 км от центра линии, в точках 5 и 7 приведен на рис. 4. На удалении 100 км измерения электрического поля выполнялись с применением симметричной линии MN длиной 1 км. Можно видеть, что сигналы ЛЭП уверенно регистрируются вплоть до частоты 3.8 Гц, как по электрической, так и по магнитной компонентам. Примечательно, что амплитуда поля слабо изменяется с увеличением расстояния между источником и приемником. Выполненные расчеты показывают, что частично это объясняется за счет разной геометрии установки и частично за счет влияния ионосферы, увеличивающегося с удалением от источника. В настоящее время результаты эксперимента НУР-2012 находятся в обработке, которая включает комплексный анализ наблюдений в поле ЛЭП «УренгойПангоды», СНЧ-антенны «Зевс», АМТ-МТ зондирований и зондирований на постоянном токе с целью построения сводных геоэлектрических разрезов по двум профилям (Рис. 1б) – вдоль и вкрест простирания газо-нефтеперспективных структур.

Заключение

Таким образом, результаты электромагнитных зондирований с естественными и контролируемыми источниками позволили детально исследовать геоэлектрический разрез в районе ЕнЯхинской сверхглубокой скважины СГ-7. В разрезе верхней части коры здесь устойчиво выделяются два слоя пониженного сопротивления: в интервале глубин 150-200 м и 500-1500 м. Основные перспективы дальнейших глубинных электромагнитных исследований газо-нефтяных структур на территории ЯНАО связаны с применением промышленных ЛЭП и мощных контролируемых источников в широком диапазоне частот (от десятых долей герца до сотен герц) [Жамалетдинов и др., 2009]. Важным итогом

20

Материалы X-го международного геофизического научно-практического семинара

работ является вывод о перспективности использования портативных генераторов малой мощности (порядка 2-5 кВт) для исследования электрического разреза на средних удалениях до 100-150 км от источника. Совместная интерпретация зондирований с естественными и контролируемыми источниками позволяет существенно повысить качество и надежность интерпретации результатов глубинной геоэлектрики.

Благодарности. Настоящая работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 11-05-12033-офи-м- 2011 и гранта ОНЗ РАН № 6. Авторы выражают благодарность В.Ф. Григорьеву за помощь в координации сигналов источника «Зевс» и О.А. Есипко за предоставленные данные электрического каротажа сверхглубоких скважин.

Список литературы

1.Баранник М.Б., А.Н. Данилин, Б.В. Ефимов, В.В. Колобов, П.И. Прокопчук, В.Н. Селиванов, А.Н. Шевцов, Копытенко Ю.А, Жамалетдинов А.А., 2009. Высоковольтный силовой инвертор генератора «Энергия-2» для электромагнитных зондирований и мониторинга очаговых зон землетрясений. // Сейсмические приборы. Т. 45 , № 2 . С. 5-23.

2.Велихов Е.П., Жамалетдинов А.А., Собчаков Л.А., Вешев А.В., Сараев А.К., Токарев А.Д., Шевцов А.Н., Васильев А.В., Сонников А.Г., Яковлев А.В. Опыт частотного электромагнитного зондирования земной коры с применением мощной антенны СНЧ-диапазона. // ДАН, 1994. Т. 338, N 1. С. 106-109.

3.Жамалетдинов А.А. Теория и методика глубинных электромагнитных зондирований с мощными контролируемыми источниками. // СПб.: Изд-во СПбГУ, 2012. 163 с. ISBN 978-5-98340-271-0 (монография)

4.Жамалетдинов А.А.1,2,3, Петрищев М.С.1, Шевцов А.Н.2, Колобов В.В.3, Селиванов В.Н.3, Есипко О. А.4, Копытенко Е.А.1,5, Григорьев В.Ф.6. Электромагнитное зондирование земной коры в районе сверхглубоких скважин СГ-6 и СГ-7 в полях естественных и мощных контролируемых источников. // ДАН, 2012, том 445, № 2, с. 205–209

5.Ингеров О.И. Современные тенденции в развитии аппаратурного комплекса для электроразведочных работ на суше и на море. // Лекция. Материалы 5-й Всероссийской школы ЭМЗ-2011, Санкт-Петербург, Петродворец. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2011. Книга 1. С. 86-103

6.Колобов В.В., Куклин Д.Н., Шевцов А.Н., Жамалетдинов А.А. Многофункциональная цифровая

измерительная станция КВВН-7 для электромагнитного мониторинга сейсмоактивных зон. // Сейсмические приборы. 2011. Т. 47, № 2, с. 47-61.

7.Boerner D.E. 1991, Controlled source electromagnetic deep sounding: theory, results and correlation with natural source results: Invited Rewiew Paper for the 10th Workshop on EM Induction Ensenada Mexico. 3-50.

8.Kopytenko E.A., Palshin N.A., Poljakov S.V., Schennikov A.V., Reznikov B.I., Samsonov B.V. 2010, New portable multifunctional broadband MT system. // IAGA WG1.2 on Electromagnetic Induction in the Earth, 20th Workshop Abstract, Giza, Egypt, September 18-24, 2010.

21