Способ сейсморазведки при поиске подземных вод (артезианских бассейнов)

Авторы патента:

G01V9/02 - для обнаружения подземных вод и определения направления их течения

Владельцы патента RU 2300125:

Боровик Сергей Борисович (RU)
Шутов Геннадий Яковлевич (RU)

Изобретение относится к области сейсмологии, в частности к сейсморазведке, и может быть использовано для прямых поисков подземных вод (артезианских бассейнов). Изобретение направлено на расширение области использования способа сейсморазведки за счет обеспечения обнаружения подземных вод с использованием тех же средств. Способ сейсморазведки при поиске подземных вод заключается в регистрации естественного сейсмического фона и сейсмического сигнала на исследуемом пространстве, измеренных одним и более сейсмическими комплексами, с последующей математической обработкой измеренных значений, по результатам которой судят о наличии подземных вод на исследуемом пространстве. О наличии подземных вод (артезианских бассейнов) судят по существенному (в 5-10 раз) повышению уровня сейсмического фона в диапазоне частот 4-15 Гц по отношению к уровню естественного сейсмического фона на контрольных участках с гарантированным отсутствием подземных вод и наличию резонансных пиковых значений уровня фона на частотах 5-13 Гц. 1 ил.

Изобретение относится к области сейсмологии, в частности к сейсморазведке, и может быть использовано для прямых поисков подземных вод (артезианских бассейнов).

Известен способ сейсморазведки (см., например, авт. св. СССР №949574, кл. G01V 1/00, 1980), включающий формирование в зонах излучения и приема сейсмических сигналов, регистрацию информационного сигнала с последующей математической обработкой полученных данных, причем сигнал регистрируют не менее чем двумя трехкомпонентными сейсмическими установками, размещенными на некотором расстоянии друг от друга.

Для осуществления этого способа необходимо использовать сейсмоизлучатели и проводить предварительное изучение геологического разреза в районе поиска.

Также известен способ сейсморазведки при поиске нефтегазовых месторождений (патент РФ №2054697, кл. G01V 1/00 1992), основанный на определении длины волны L преобладающего сейсмического фона на бесперспективном участке, при которой корреляционная связь между одноименными компонентами ослабляется более чем в два раза. На исследуемом участке располагают на расстоянии L/4 не менее двух трехкомпонентных установок. Регистрируют по всем компонентам естественный сейсмический фон на частотах 1-20 Гц. О наличии месторождения судят по сдвигу в сторону низких частот максимума частотного спектра сейсмического сигнала, зарегистрированного на исследуемой площади.

Однако этот способ не позволяет обнаруживать наличие подземных вод (артезианских бассейнов).

Наиболее близким к заявленному способу (его прототипом) является способ сейсморазведки при поиске подземных вод (артезианских бассейнов), раскрытый в WO 98/37439 А1, опубликованный 27.08.1998. Указанный способ заключается в размещении по крайней мере трех электрических зондов в Земле в раздельных положениях по прямой линии, пропускании через исследуемый участок Земли между первым и вторым зондом электрического тока и измерении разности потенциалов между первым и третьим зондом, а также между третьим и вторым зондом. Указанные разности потенциалов сравнивают между собой и на основании такого сравнения определяют присутствие подземной воды.

Однако описанный выше способ-прототип не позволяет достичь требуемой степени достоверности определения участка с подземными водами.

Изобретение направлено на расширение области использования способа сейсморазведки за счет обеспечения обнаружения подземных вод (артезианских бассейнов) с использованием тех же средств.

Для решения поставленной задачи в способе сейсморазведки при поиске подземных вод (артезианских бассейнов), включающем регистрацию естественного сейсмического фона и сейсмического сигнала на исследуемом пространстве, измеренных одним и более сейсмическими комплексами, с последующей математической обработкой измеренных значений, по результатам которой судят о наличии подземных вод (артезианских бассейнов) на исследуемом пространстве, о наличии подземных вод (артезианских бассейнов) судят по существенному (в 5-10 раз) повышению уровня сейсмического фона в диапазоне частот 4-15 Гц по отношению к уровню естественного сейсмического фона на контрольных участках с гарантированным отсутствием подземных вод (артезианских бассейнов) и наличию резонансных пиковых значений уровня фона на частотах 5-13 Гц.

Существо способа заключается в следующем.

Предварительно на площади, находящейся вблизи места поиска подземных вод (артезианских бассейнов) и имеющей сходный геологический разрез, определяют спектральные характеристики естественного сейсмического фона Земли с помощью сейсмических комплексов, регистрируют их. Затем располагают один и более сейсмических комплексов в районе поиска подземных вод (артезианских бассейнов) и регистрируют сейсмический фон в диапазоне частот 1-20 Гц.

Повторяют регистрацию сейсмического фона в других точках над местом предполагаемого нахождения подземных вод (артезианских бассейнов).

Запись сейсмического фона производят в течение 30-60 минут.

О наличии подземных вод (артезианских бассейнов) судят по существенному (в 5-10 раз) повышению общего уровня сейсмического фона на исследуемом пространстве и наличию резонансных пиковых значений амплитуд сейсмического фона на частотах 5-13 Гц.

Характерная форма сигнала в измеряемом динамическом диапазоне, его превышение над фоном (в 5-10 раз), наличие пиковых значений позволяют использовать для обнаружения подземных вод (артезианских бассейнов) однокомпонентные или двухкомпонентные сейсмические комплексы, сориентированные по соответствующим осям, с последующей математической обработкой полученных данных.

В основу предложенного способа были положены следующие экспериментальные данные.

Были построены амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) естественного сейсмического фона ряда исследуемых участков земной поверхности (см. приведенный на чертеже к предложенному способу - пример обработанного сигнала, характеризующего водонасыщение коллектора). Как следует из указанной АЧХ, при поиске подземных вод информативной является полоса частот, лежащих в диапазоне от 4 до 15 Гц, поскольку именно в диапазоне указанных частот амплитуда измеряемого сейсмического сигнала превышает уровень естественного фона Земли.

Резонансная же амплитудная аномалия в частотном диапазоне 5-13 Гц объясняется состоянием среды. Так, коллекторы, насыщенные водой, являются более плотной средой для прохождения акустической волны, чем наполненные газом. Исследования показали, что при прохождении акустических волн через жидкости и газы происходит релаксация в сторону высоких частот при увеличении плотности. Это явление собственно и положено в основу способа нахождения водонасыщенных коллекторов.

Практические результаты проведенных исследований по обнаружению подземных вод (артезианских бассейнов) показали, что при наличии подземных вод существенно (в 5-10 раз) повышается общий уровень сейсмического фона на исследуемом пространстве, а на частотах 5-13 Гц появляются резонансные пиковые значения амплитуд по отношению к уровню естественного сейсмического фона.

Таким образом, предложенный способ позволяет обнаружить наличие подземных вод (артезианских бассейнов) на исследуемом пространстве с использованием однокомпонентных, двухкомпонентных и трехкомпонентных сейсмических комплексов, что значительно упрощает реализацию предложенного способа.

Способ сейсморазведки при поиске подземных вод (артезианских бассейнов), включающий регистрацию естественного сейсмического фона и сейсмического сигнала на исследуемом пространстве, измеренных одним и более сейсмическими комплексами, с последующей математической обработкой измеренных значений, по результатам которой судят о наличии подземных вод (артезианских бассейнов) на исследуемом пространстве, отличающийся тем, что о наличии подземных вод (артезианских бассейнов) судят по существенному (в 5-10 раз) повышению уровня сейсмического фона в диапазоне частот 4-15 Гц по отношению к уровню естественного сейсмического фона на контрольных участках с гарантированным отсутствием подземных вод (артезианских бассейнов) и наличию резонансных пиковых значений уровня фона на частотах 5-13 Гц.

Способ разведки очагов загрязнения подземных вод // 2184386

Изобретение относится к области гидрогеологических исследований динамики подземных вод и может быть использовано в гидрогеологии и инженерной геологии, преимущественно при исследованиях загрязненных подземных вод.

Способ поиска и разведки подземных вод // 2178191

Изобретение относится к геологическим методам поисков и разведки месторождений подземных вод и может быть использовано для геологического обоснования проведения поисково-разведочных работ на подземные пресные и минерализованные воды.

Способ оценки экологического состояния подземных вод // 2172502

Устройство для исследования вод в скважинах // 2153184

Изобретение относится к устройствам для дистанционного измерения параметров водной среды, в частности для измерений температуры, гидростатического давления, удельной электропроводности, водородного показателя pH, окислительно-восстановительного потенциала Eh, содержания растворенного кислорода, концентраций различных ионов водной среды в скважинах.

Способ контроля состояния пульсирующего термального источника или скважины // 2150133

Устройство для ввода в скважину индикаторной жидкости // 2148846

Способ геохимического контроля проницаемости водозащитной толщи на месторождениях калийных солей // 2123194

Способ определения глубины уровня грунтовых вод // 2094832

Устройство для исследования вод в скважинах // 2084006

Устройство для геофизических исследований в скважинах // 2335789

Изобретение относится к устройствам для дистанционного измерения параметров водной среды, в частности для измерений температуры, гидростатического давления, удельной электропроводности жидкости, содержания нефти в воде, водородного показателя рН, окислительно-восстановительного потенциала Eh, концентраций различных ионов водной среды, а также для измерения электрических полей в скважинах

Способ определения гидрогеодинамических параметров взаимосвязи подземных и поверхностных вод // 2382387

Изобретение относится к области гидрогеологии и может найти применение при проектировании подземных водозаборов, гидротехнических сооружений, объектов горных работ и дренажных устройств

Способ индикаторного моделирования взаимосвязи водоносных горизонтов // 2458365

Изобретение относится к гидрогеологии и может быть использовано для изучения динамики подземных вод

Способ определения обеспеченности водозаборных сооружений естественными ресурсами пластовых и глубинных вод // 2543666

Изобретение относится к области гидрогеологии и может быть использовано для изучения и оценки достаточности ресурсов подземных вод в условиях дополнительного притока глубинных вод для водообеспеченности водозаборного сооружения. Сущность: отбирают водные пробы из водозаборных скважин. Альфа-спектрометрическим методом определяют величину отношения альфа-активностей изотопов урана-234 и урана-238 (234U/238U=γ). Строят линии равных значений величины по площади и разрезу водоносного горизонта. По аномалиям на картах в горизонтальной плоскости и куполовидной конфигурации изолиний величины γ в вертикальной плоскости определяют в пределах водоносного горизонта очаги поступления глубинных вод. Определяют конфигурацию границ участка распространения глубинных вод. Затем по максимальным значениям величины γ выявляют участки поступления глубинных вод в пределы водоносного горизонта. Определяют величину изменения динамического уровня ΔH подземных вод в пределах этих участков относительно среднего уровня для изучаемого района. При положительном значении величины ΔH делают вывод о дополнительном восполнении запасов подземных вод в эксплуатируемом горизонте за счет притока глубинных вод; при отрицательном значении величины ΔH - о превышении суммарного водоотбора над суммарными ресурсами собственно пластовых и глубинных вод и необеспеченности водозаборных сооружений даже суммарными ресурсами собственно пластовых и глубинных вод; при ΔH=0 - о восполнении дефицита ресурсов собственно пластовых вод за счет дополнительного поступления глубинных вод. Технический результат: повышение эффективности и геологической информативности получаемых результатов при определении степени обеспеченности водоносных горизонтов ресурсами подземных вод в условиях неучитываемого гидрогеологическими способами дополнительного притока глубинных вод, уменьшение трудоемкости проведения работ. 3 ил.

Способ тепловизионной диагностики геологической среды (варианты) // 2556737

Изобретение относится к способам дистанционного изучения геологической среды. Сущность: проводят тепловизионную съемку геологической среды. Получают и обрабатывают спектрозональные снимки в диапазонах видимого спектра и дальнего инфракрасного интервала длин волн. Формируют объемную модель блоково-разломных структур плотности потока в дальнем спектре инфракрасного интервала длин волн. Интерпретируют полученные данные и составляют результативные карты. Причем съемку ведут с пошаговым линейным приближением к выделенной области геологической среды. При этом после получения первого снимка проводят его анализ на наличие опасных участков. При выявлении опасных участков проводят их детализацию на зоны и равноудаленную съемку каждой зоны при последующем приближении. Далее продолжают приближение, детализацию и съемку каждой зоны до получения снимков с максимальным разрешением. На основе интерпретации объемной модели блоково-разломных структур плотности потока формируют трехмерный образ геологической среды с выделением геотермических признаков. Судят об опасных техногенных участках исследуемой геологической среды и местоположении подземных вод. Технический результат: повышение точности диагностики геологической среды. 2 н. и 30 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ выявления очагов современного поступления глубинных углеводородных флюидов в пределы эксплуатируемых нефтегазовых месторождений // 2569918

Изобретение относится к нефтегазовой геологии и может быть использовано для оценки перспектив разработки нефтегазовых месторождений. Сущность: отбирают пробы попутных вод из промысловых скважин после сепарации водонефтяной смеси. Выделяют из водной пробы природный уран в необходимом для физических измерений количестве. Проводят радиохимическую очистку природного урана от альфа-активных изотопов радия и тория. Проводят электролитическое осаждение урана на диск из нержавеющей стали. Выполняют альфа-спектрометрическое измерение количества индикатора - отношения альфа-активностей γ=234U/238U. Строят линии равных значений этого индикатора по площади и разрезу водоносного горизонта. Определяют пространственные процессы образования попутных вод в результате взаимодействия вод различных источников. Судят о наличии притока глубинных вод совместно с глубинными углеводородными флюидами в пределы продуктивного горизонта и выделяют очаги их поступления. Технический результат: повышение эффективности выявления очагов современного поступления углеводородных флюидов в пределы эксплуатируемых нефтегазовых месторождений. 2 табл., 3 ил.

Способ поиска и разведки подземных вод в криолитозоне // 2606939

Изобретение относится к геологическим методам поиска и разведки месторождений подземных вод в криолитозоне и может быть использовано в районах Крайнего Севера, Западной и Восточной Сибири, Северо-Востока. Сущность: способ включает определение перспективных площадок, проведение геофизических исследований многоразносной установкой бесконтактного измерения электрического поля, составение карты равных кажущихся сопротивлений для различных глубин исследований, выделение и оконтуривание таликовых зон. Вдоль протяженности таликовой зоны разбивается профиль для замеров бесконтактного измерения электрического поля многоразносной установкой, составляется геоэлектрический разрез кажущихся сопротивлений. В характерных точках разреза определяются пикеты для измерений вертикального электрического зондирования, по результатам которого строится геоэлектрический разрез кажущихся сопротивлений и закладываются площадки в аномальной зоне для бурения разведочных скважин на подземные воды. Технический результат: увеличение точности обнаружения месторождений подземных вод в районах сплошного распространения многолетнемерзлых пород, сокращение времени работ. 3 ил.

Способ поиска подземных вод // 2645849

Изобретение относится к методам поисков месторождений подземных вод и может быть использовано для геологического обоснования проведения поисково-разведочных работ на подземные, пресные и минерализованные воды. Технический результат изобретения выражается в повышении достоверности прогноза подземных вод при одновременном снижении трудоемкости работ. Заявленный технический результат достигается за счет того, что в способе поиска и разведки подземных вод, включающем предварительные (дистанционные) исследования земной поверхности с выделением потенциально водоносных структур, указанные предварительные исследования земной поверхности осуществляют путем проведения комплексной аэрогеофизической разведки становлением электромагнитного поля и магниторазведки. По данным комплексной аэрогеофизической разведки выделяют зоны пониженного сопротивления и зоны пониженных значений магнитного поля. В выделенных зонах проводят наземные электроразведочные работы, по которым локализуют аномалии электрического сопротивления, электрической поляризуемости и естественного электрического поля. Водонасыщенные зоны определяют по совмещению минимумов аномалий электрического сопротивления и электрической поляризуемости с аномалиями повышенного естественного электрического поля. Аэрогеофизическую съемку преимущественно осуществляют с использованием комплексной аэрогеофизической системы, одновременно измеряющей как минимум два параметра: магнитное поле и электрическое сопротивление методом становлением электромагнитного поля. Кроме того, в пределах водоносной структуры, выделенной по данным ВП СЭП и ЕП, дополнительно выполняют геофизические исследования методом электротомографии. 2 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.