Аппаратурные разработки лаборатории


Сейсмическая станция "Синус"


Рабочая сейсмограмма


Спектрограмма сейсмического поля



Сейсмогеологический разрез
1. Сейсморегистрирующая система «Синус», позволяющая проводить детальные сейсмогеологические исследования в самых труднодоступных и «зашумленных» участках местности. Основное назначение сейсмических станций ряда «Синус» - изучение верхней части геологического разреза. Станции могут применяться в наземном, шахтном и скважинном вариантах исследований. Сейсмическая информация, регистрируемая с помощью станций обеспечивает решение таких задач, как определение карстовых пустот и воронок на глубинах от 1 до 50 м и более; определение поправок за рельеф коренных пород, что значительно повышает точность при поисках и разведке МПИ, в частности при локализации нефтегазоносных структур небольшой мощности; определение рельефа коренных пород и наличия неоднородностей в зонах предполагаемого строительства зданий, сооружений, транспортных и коммуникационных магистралей; локализация геологических объектов в варианте межскважинного просвечивания и т. д. Сейсмические станции «Синус» относятся к классу высокочастотных, малоканальных станций линейного типа и легко конфигурируются в 6, 12 и 24-канальный вариант. Стандартный частотный диапазон 5 – 4000 Гц может быть расширен до 8, 16 или 32 кГц. Динамический диапазон регистрируемых сигналов – не менее 120 дБ. Разрядность аналого-цифрового преобразования – 16. Станции «Синус» включают два модуля. Первым является компактный, экономичный блок, который может работать как самостоятельно, выполняя практически все функции измерительной и регистрирующей системы, так и в связке с компьютером типа Notebook. Второй модуль – компьютерная программа просмотра и обработки сейсмических сигналов, выполненная в Delphi и обладающая широким набором функциональных возможностей: масштабирование сигналов по вертикали и горизонтали, определение амплитуды и времени в любой точке сейсмограммы, инверсия, фильтрация, построение спектров, вывод информации на печать, сохранение данных в стандартном формате SEG-Y и т. д. В сейсмических станциях «Синус» применен простой и эффективный алгоритм цифровой коррекции смещения нуля, практически не требующий дополнительных затрат вычислительных мощностей и обеспечивающий приведение сигнала к нулевому уровню в реальном времени даже после нескольких сотен синхронных накоплений.

Сейсмический регистратор "Регистр"


Интерфейс управления


Сейсмограмма


Гистограмма энергии сейсмического поля
2. 3-канальный регистратор сейсмических сигналов «Регистр». Регистратор предназначен для длительных мониторинговых наблюдений активности сейсмического поля в точке или на некоторой площади. Отличительной особенностью аппаратуры от существующих аналогов является встроенный алгоритм вычисления энергии сейсмического поля в точке наблюдения в реальном масштабе времени, в результате чего удалось создать компактный, экономичный и чрезвычайно дешевый прибор. Сеть исследования некоторой площади, состоящая из сейсмических регистраторов данного типа позволяет оперативно оценивать изменчивость поведения сейсмического поля, вычленять наиболее активные участки, выстраивать прогнозные заключения. Проводятся работы по оценке возможности локализации сейсмического события в пространстве с использованием только энергетических характеристик регистрируемого сейсмического поля.
     
3. Aпаратурно-методический комплекс трехкомпонентных измерений геоакустичес-их шумов (ГАШ) диапазона частот 20-4500 Гц в скважинах, методика обработки и интерпретации экспериментальных данных, выявлены, обоснованы и предложены для практической реализации информативные параметры ГАШ, характеризующие современную динамику геологической среды. Во многом эти работы, начатые по инициативе Б.П. Дьяконова, являются приоритетными и совместно с исследованиями в других организациях послужили развитию нового направления в геофизике.

На основе многолетних исследований пространственно-временного распределения характеристик ГАШ был создан новый геофизический метод исследования скважин, который используется для решения следующих практических задач:

1. При изучении современной геодинамики геологической среды:

- исследование характера пространственного распределения ГАШ;

- изучение временных вариаций в блоках консолидированных пород и в зонах тектонических разломов.

2. В сверхглубоких и глубоких скважинах:

- изучение геодинамического состояния пород и прогноз геологических осложнений при проходке скважин.

3. На рудных объектах:

- изучение зон трещиноватости и дробления горных пород по стволу скважины;

- выявление тектонических зон в околоскважинном пространстве по их динамической активности;

4. На месторождения нефти и газа:

- определение характера нефтегазоводонасыщенности коллекторов по данным амплитудно-частотного состава ГАШ на стадии эксплуатации скважин и решение других задач контроля за разработкой месторождений;

- выделение газоносных коллекторов и индикация наличия или отсутствия газа в исследуемой среде.

Основные направления деятельности лаборатории сейсмометрии в настоящий и будущий периоды

Исследования по изучению сейсмичности Уральского региона и создание региональной сейсмологической сети и районных прогностических (охранных) сетей проводятся совместно с государственным областным унитарным научно-производственным предприятием ГОУ НПП "УралСейсмоЦентр" и Уральским филиалом Центра РГГИ "Геон" им. В.В. Федынского. В настоящий момент создана первая очередь региональной сети и зарегистрировано несколько местных сейсмических событий с магнитудой М=2-3. Информация, получаемая этой сетью, представляет интерес для многих научно-производственных организаций в России и за рубежом, особенно после начала функционирования сети в полном объеме.

Дальнейшее усовершенствование и разработка новых аппаратно-программных комплексов и методик для решения задач инженерной сейсмики, сейсмического мониторинга, изучения физико-механических свойств верхней части геологического разреза в естественном залегании и на образцах горных пород, локализации активных тектонических нарушений.

В частности, предусматривается разработка нового современного полевого петрофизического комплекса для изучения упругих свойств образцов (керна) с использованием прямых продольных и поперечных волн. Базовыми вехами в данной разработке являются известные исследования Н.И.Немзорова, С.Н.Никитина, К.В.Сарсадских.

Разработанная в лаборатории сейсморегистрирующая система "Синус" позволяет пересмотреть некоторые позиции метода отраженных волн, к каковым относятся, например, малоглубинные исследования ВЧР. Разрешение аппаратуры, частотный диапазон, оригинальная аппаратно-программная реализация, а также методические приемы позволяют в настоящее время получить позитивные результаты при проведении МОВ на чрезвычайно малых глубинах и, главное, в совершенно неординарных для сейсмики ситуациях. Примером таковых может служить исследование дна озера с максимальной глубиной не более 5 метров, в зимнее время, с поверхности сильно заснеженного льда.

Разработка методики комплексного мониторинга геологических сред с умеренной (редкой) сейсмичностью на примере Урала; Исследования выполняются совместно с ГОУ НПП "УралСейсмоЦентр" и ГУПР по Свердловской области. Эта методика должна включать изучение пространственно-временных вариаций расщепления сдвиговых волн в анизотропных средах; выделение неоднородностей среды и их мониторинг по результатам комплексных электромагнитных и сейсмических исследований в частотно-геометрическом варианте (совместно с группой СЭМИ лаборатории электрометрии); наблюдения за эманациями радона (совместно с лабораторией ядерной геофизики); изучение динамики обменных волн (совместно с Центром РГГИ «Геон»), наблюдения за вариациями электрических неоднородностей на основе разночастотных магнитотеллурических зондирований и вертикального электрического зондирования с искусственными и естественными источниками, исследования геоакустических шумов в скважинном и наземном вариантах (совместно с лабораториями электрометрии и промысловой геофизики). В настоящий момент разработаны и опробованы отдельные составляющие комплексного мониторинга. При наличии соответствующих условий он может быть полностью или частично внедрен на одном из планируемых охранных полигонов Среднего Урала (Н. Тагил, Первоуральск - Екатеринбург, БАЭС, ПО Маяк и др.)

Составление схематических карт потенциальной сейсмической и геодинамической опасности М 1:500000 – 1:10000 для областей, районов и городов Среднеуральского региона повышенной сейсмичности (СОП). К настоящему времени составлен ряд схематических карт для Свердловской области и некоторых городов: Екатеринбург, Первоуральск, Карпинск, Н. Салда, Н. Тура и др., которые используются при составлении генпланов и оценки сейсмической опасности на стадии отвода земли и проектирования строительства.

Проведение работ комплексом методов по детальному сейсмическому районированию наиболее опасных в экологическом отношении участков.

Изучение связи геофизических полей и сейсмичности, в том числе между аномалиями атмосферных параметров и проявлениями сейсмогеодинамической активности земной коры; Исследования выполняются совместно со Свердловским гидрометом. Первый этап указанных исследований выполнен: собрана и проанализирована метеоинформация за 150 лет по данным Уралгидромета с привязкой к особенностям геологической среды и ее сейсмогеодинамической активности, создан проект метеосейсмомониторинга, для реализации которого станции Уральской региональной сейсмологической сети предполагается разместить на стационарных пунктах наблюдения Уралгидромета.

Разработка и внедрение методики поисков углеводородов в новых районах и новых объектах (область сочленения ВЕП и Урала, доюрские комплексы ЗСП и Зауралья, рифейские отложения восточной окраины ВЕП) на предлицензионной стадии научно-исследовательских работ по созданию глубинной основы М 1:500000; Исследования проводятся совместно с Уральским филиалом Центра РГГИ "Геон" и лабораторией региональной геофизики Института. Это оценка нефтегазоперспективности на основе разработанных глубинных критериев, выбор перспективной площади для детальных геолого-геофизических исследований с предварительным составлением карт строения верхней части земной коры, включая древний фундамент, М 1:200000; после получения более детальной информации по перспективной площади – составление объемной геолого-геофизической модели М 1:50000 в увязке с особенностями глубинного строения. После этих исследований делается прогноз на УВ, включая подсчет запасов по категории С-Д и проектируются первоочередные одна-две поисково-параметрические скважины. Применение такой технологии экономит время и средства на проведение поисковых работ в новых районах и на новых объектах, что в конечном итоге способствует повышению их эффективности и большей привлекательности для потенциальных инвесторов. В настоящее время такие работы выполнены для 4-х районов Свердловской и Пермской областей.

Лаборатория сейсмометрии работает в тесном контакте с Институтом геологии и геохимии, Горным институтом УрО РАН, Тюменским Индустриальным университетом, Региональным агентством по природопользованию Уральского Федерального округа, Центром региональных геофизических и геоэкологических исследований «Геон», Баженовской геофизической экспедицией, Пермнефтегеофизикой, Уралсейсмоцентром, Уралтрансгазом, Институтом РОСТЭК.
© Институт геофизики им. Ю.П. Булашевича, 2006-2015
Icons by Freepik from www.flaticon.com
 
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика