Geophysics 2009

В данной работе проводится спектральный и фрактальный анализ цифровых записей вариаций магнитного поля Земли, зарегистрированных с разрешением 10Гц на высокоширотной обсерватории Баренцбург (Φm = 76°N; Λm = 115°; LT = UT+0100) в течение 2008 года. Целью исследований является изучение скейлинговых (масштабно-инвариантных) характеристик УНЧ излучений в диапазоне f = 0.002-1 Гц в зависимости от геомагнитной активности и локального времени.

Одним из актуальных приложений геофизики является использование геофизических методов в археологии для выявления остатков искусственных древних сооружений в верхней части геологического разреза. Мощность разреза, интересующая археологов, колеблется от первых десятков сантиметров до десяти метров. В этом интервале глубин расположен так называемый «культурный слой», характеризующийся искусственно переработанными грунтами с неоднородными физическими свойствами, содержащий остатки многовековой деятельности человека. Физические свойства этих остатков сильно изменчивы и могут быть изучены геофизическими методами.

В общем виде эмпирическая модель Лихтенекера-Асаада для расчета эффективной теплопроводности горных пород, которые могут моделироваться как система минеральная матрица – флюид, имеет вид [1]: = - ×F × f ×F флюид f эфф M l l1 l (1)

С инженерно-геологических и строительных позиций, помимо петрографических признаков породы (минеральный и химический состав, геологические особенности), важное значение имеет и ее физическое состояние (трещиноватость, плотность и т.д.), а также динамичность свойств, т.е. изменение их во времени под влиянием напряженного состояния, влажностного и температурного режимов. Поэтому, изучение верхних частей геологического разреза (ВЧР) в последнее время становится одной из актуальных задач геологоразведки.

Картирование тектонических нарушений в верхней части разреза (ВЧР) выполнялось с помощью акустической съемки, электроразведки (радиолокационное зондирование, метод СДВР) и магниторазведки. Акустическая съемка выполнялась по энергии акустических сигналов, а мощность зон тектонических нарушений, которые отождествлялись с зонами пониженной скорости упругих волн или с волноводами, оценивалась по частотным (резонансным) характеристикам акустических сигналов (рис. 1).

Поисковая и разведочная геофизика обладают широким арсеналом методов изучения подземного пространства. Большинство методов носят косвенный характер, особенно это касается методов скважинной геофизики. В стандартный набор методов исследования скважин входит акустический каротаж с регистрацией полных волновых картин [1]. Наряду с очевидными достоинствами такого способа исследования (прямое определение физических свойств пород в их естественном залегании) имеется ряд недостатков, не позволяющих на данном этапе развития науки и техники использовать его возможности для определения состояния вскрытых толщ в полной мере.

Отечественная технология ядерно–магнитного каротажа (ЯМК) в искусственном магнитном поле широко применяется для исследования сложных разрезов песчано- глинистых, карбонатных и магматических пород [1]. Для анализа информативности метода в различных сложных ситуациях был разработан комплекс программ для моделирования информации ЯМК. В программном комплексе разрез представляется пачкой прослоев произвольной мощности. Каждому прослою соответствует свой спектр ЯМК. В зависимости от задачи могут использоваться как реальные спектры (например, полученные на образцах керна при измерениях на ЯМР- релаксометре), так и модельные [2]. При моделировании спектров может учитываться распределение пор по размерам, состав и ЯМР- характеристики пластовых флюидов (вода, нефть, газ), смачиваемость и другие характеристики. По спектру восстанавливается соответствующая «идеальная» релаксационная кривая. Далее выбираются параметры измерительного канала и условий измерений (вертикальный и радиальный геометрические факторы зонда, градиент магнитного поля, параметры импульсной последовательности, скорость проведения каротажа, прогнозный уровень “шума” и др.). Проводится моделирование «регистрируемой» информации ЯМК при перемещении скважинного прибора по стволу скважины. Полученные данные ЯМК в стандартном режиме обрабатываются в программно-методическом комплексе “NMR Processor” [3] с получением «реальных» спектров ЯМР. Анализ соответствия модельных и полученных спектров позволяет оценить возможности метода в конкретной ситуации.

Данные о теплопроводности пластовых флюидов необходимы при математическом моделировании процессов тепло- и массопереноса в нефтяной или газовой скважине и околоскважинном пространстве, при прогнозе эффективной теплопроводности горных пород, проектировании и добыче вязких нефтей и в других случаях изучения теплового режима горных массивов. Вместе с тем, информация о теплопроводности легких и вязких нефтей и других пластовых флюидов, включая буровые растворы, имеющаяся в научной литературе, недостаточно представительна, чтобы заменить или исключить необходимость экспериментальных исследований. Измерения теплопроводности флюидов остаются необходимыми и важными элементами исследований при решении широкого круга фундаментальных и прикладных геофизических задач.

C целью изучения строения, а также процесса консолидации геологической среды, нарушенной сильным сейсмическим воздействием Чуйского землетрясения 2003 года (М=7.3) в республике Горный Алтай, в эпицентральной области, в западной части Чуйской впадины, начиная с 2004 года, проводятся регулярные измерения методом вертикальных электрических зондирований (ВЭЗ). Пункты зондирований располагаются в пределах двух различных участков проявления последствий землетрясения: c тектоническими трещинами на поверхности и в области их отсутствия. В этих участках с целью определения коэффициентов электрической анизотропии выполнены крестовые и круговые зондирования. Измерения проводились симметричной градиентной четырехэлектродной установкой Шлюмберже (MN<

Сейсмологический мониторинг на рудниках ОАО «Сильвинит» осуществляется с 1995 года с помощью сети сейсмопавильонов, установленных в горных выработках. Данные, полученные в результате мониторинга, позволяют решить задачу выделения геодинамически активных зон и оценки сейсмической активности территории. Данная задача была реализована на базе ArcGIS 9.3., который представляет собой интегрированный набор программных ГИС-продуктов для создания полноценной современной геоинформационной системы [1, 3]. За 10 лет с 1999 по 2008 год локальной сейсмологической сетью было зарегистрировано около 3500 событий, связанных с деформационными процессами в подработанном массиве пород.