nznistuНауки о Земле и недропользованиеEarth sciences and subsoil use2686-99932686-7931Federal State Budget Educational Institution of Higher Education "Irkutsk National Research Technical University"10.21285/2686-9993-2024-47-4-381-388rspkfonznistu-372Research ArticleГеофизикаGeophysicsВозможности уменьшения стартовой глубины исследований в методе становления электромагнитного поляReducing starting depth in the transient electomagnetic methodhttps://orcid.org/0000-0001-5938-1942ПоспеевА. В.PospeevA. V.

Поспеев Александр Валентинович, член-корреспондент РАЕН, доктор геолого-минералогических наук, профессор, ведущий научный сотрудник; заместитель главного геофизика

Alexander V. Pospeev, Corresponding Member of the Russian Academy of Natural Sciences, Dr. Sci. (Geol. & Mineral.), Professsor, Leading Researcher; Deputy Chief Geophysicist

avp@crust.irk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5204-9530БуддоИ. В.BuddoI. V.

Буддо Игорь Владимирович, кандидат геолого-минералогических наук, заведующий лабораторией комплексной геофизики, лабораторией комплексных исследований Арктики; доцент кафедры прикладной геологии, геофизики и геоинформационных систем,институт «Сибирская школа геонаук»

Igor V. Buddo,Cand. Sci. (Geol. & Mineral.),Head of the Laboratory of Integrated Geophysics,Laboratory of Integrated Arctic Research; Associate Professor of the Department of Applied Geology,Geophysics and Geoinformation Systems,Siberian School of Geosciences

biv@crust.irk.ruhttps://orcid.org/0009-0009-5602-5358АбсалямоваД. Ф.AbsalyamovaD. F.

Абсалямова Дарья Фахрулловна, геофизик

Daria F. Absalyamova, Geophysicist

absalyamovadf@rusgeology.ruИнститут земной коры СО РАН; АО «Иркутское электроразведочное предприятие»РоссияInstitute of the Earth’s Crust SB RAS; JSC Irkutsk Electroprospecting CompanyRussian FederationИнститут земной коры СО РАН; Иркутский национальный исследовательский технический университетРоссияInstitute of the Earth’s Crust SB RAS; Irkutsk National Research Technical UniversityRussian FederationАО «Иркутское электроразведочное предприятие»РоссияJSC Irkutsk Electroprospecting CompanyRussian Federation202421022025474381388Copyright © Поспеев А.В., Буддо И.В., Абсалямова Д.Ф., 20252025Поспеев А.В., Буддо И.В., Абсалямова Д.Ф.Pospeev A.V., Buddo I.V., Absalyamova D.F.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.nznj.ru/jour/article/view/372

В ходе проведенной работы рассматривались возможности уменьшения стартовой глубины исследований в методе зондирования становлением электромагнитного поля за счет определения величины эффективного разноса. Актуальность решения данной задачи заключалась в необходимости применения индуктивной электроразведки с использованием незаземленных соосно-разнесенных установок в природно-климатических условиях Арктики. Оптимизация технологии проведения исследований методом зондирования становлением электромагнитного поля в дальней и ближней зонах позволит расширить диапазон изучаемых глубин, что крайне важно для исследований скоплений трудноизвлекаемых углеводородов, залегающих на глубинах от первых десятков метров до 3–4 км. При решении данной задачи для модели полупространства было произведено математическое моделирование сигналов зондирования становлением электромагнитного поля с учетом геометрического разноса, что позволило за счет решения обратной задачи определить эффективный разнос. На основе полученных данных была построена номограмма зависимости эффективного разноса от размера генераторной петли и геометрического разноса установки. Использование полученных в ходе исследования результатов позволяет обеспечивать фактическую стартовую глубинность электромагнитных зондирований от 7–10 м, что существенно повышает диапазон изучаемых глубин за счет интерпретации дальней зоны зондирования.

The article considers the possibilities of reducing the starting depth of studies using the near-field transient electromagnetic method by determining the effective transmitter-receiver offset. The solution of this problem is relevant due to the need to apply inductive electromagnetic exploration using ungrounded multi-offset templates in the climatic conditions of the Arctic. Optimization of the transient electromagnetic method technology in the far and near-field zones will expand the range of explored depths, which is extremely important for studying the accumulations of difficult to recover hydrocarbons located at depths from the first tens of meters to 3–4 km. To solve this problem for a half-space model, mathematical modeling of the transient electromagnetic signals was carried out taking into account the geometric spacing of soundings, which allowed to determine the effective signal offset by solving the inverse problem. On the basis of the mathematical modeling performed, a nomogram of the effective offset dependence on the transmitter loop size and template geometric spacing has been built. The use of the results obtained makes it possible to provide the actual starting depth of electromagnetic soundings from 7–10 m, which significantly increases the range of the studied depths due to the interpretation of the far-field sounding zone.

электромагнитные зондированиязондирования становлением поляближняя и дальняя зоны зондированиямногоразносные установкиматематическое моделированиеАрктикаelectromagnetic soundingstransient electromagnetic sounding (TEM sounding)near- and far-field zonesmulti-spacing sounding installationsmathematical modelingArcticReferencesПавленко В.И., Коротков Ю.В. Особенности и экономическая эффективность использования электроразведочного метода переходных процессов для инженерно-геологических изысканий в районах севера и Арктики России // Арктика: экология и экономика. 2012. № 4. С. 40–45. EDN: PXDAJJ.Pavlenko V.I., Korotkov Yu.V. Features and economic efficiency of using the electromagnetic sounding method of transient processes for engineering-geological surveys in the northern and Arctic regions of Russia. Arctic: Ecology and Economy. 2012;4:40-45. (In Russ.). EDN: PXDAJJ.Мисюркеева Н.В., Буддо И.В., Шелохов И.А., Агафонов Ю.А., Смирнов А.С., Нежданов А.А. Электроразведочные исследования ЗСБ для изучения криолитозоны арктической зоны Западной Сибири // PROНЕФТЬ. Профессионально о нефти. 2023. Т. 8. № 3. С. 102–114. https://doi.org/10.51890/2587-7399-2023-8-3-102-114. EDN: EJKNCT.Misyurkeeva N.V., Buddo I.V., Shelokhov I.A., Agafonov Yu.A., Smirnov A.S., Nezdanov A.A. Transient electromagnetic surveys for the cryolithozone studies of the Western Siberia arctic zone. PROneft. Professionals about Oil. 2023;8(3):102-114. (In Russ.). https://doi.org/10.51890/2587-7399-2023-8-3-102-114. EDN: EJKNCT.Ваньян Л.Л. Становление электромагнитного поля и его использование для решения задач структурной геологии. Новосибирск: Наука, 1966. 168 с.Van’jan L.L. Formation of electromagnetic field and its application for solving structural geology problems. Novosibirsk: Nauka, 1966. 168 p.Баталева Е.А., Мухамадеева В.А. Комплексный электромагнитный мониторинг геодинамических процессов Северного Тянь-Шаня (Бишкекский геодинамический полигон) // Геодинамика и тектонофизика. 2018. Т. 9. № 2. С. 461–487. https://doi.org/10.5800/GT-2018-9-2-0356. EDN: UVUNPA.Bataleva E.A., Mukhamadeeva V.A. Complex electromagnetic monitoring of geodynamic processes in the Northern Tien Shan (Bishkek geodynamic test area). Geodynamics & Tectonophysics. 2018;9(2):461-487. (In Russ.). https://doi.org/10.5800/GT-2018-9-2-0356. EDN: UVUNPA.Баранов М. А., Компаниец С. В., Буддо И. В., Мисюркеева Н. В., Агафонов Ю. А. Возможности электромагнитных зондирований при картировании многолетнемерзлых пород // Вестник ИрГТУ. 2014. № 7. C. 25–31. EDN: SIJXIX.Baranov M., Kompaniets S., Buddo I., Misyurkeeva N., Agafonov Yu. Electromagnetic sounding potential for permafrost rocks mapping. Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2014;7:25-31. (In Russ.). EDN: SIJXIX.Ваньян Л.Л. Основы электромагнитных зондирований. М.: Недра, 1965. 109 с.Van’jan L.L. Fundamentals of electromagnetic sounding. Moscow: Nedra; 1965, 109 p. (In Russ.).Кауфман А.А., Морозова Г.М. Теоретические основы метода зондирования становлением поля в ближней зоне. Новосибирск: Наука, 1970. 124 с.Kaufman A.A., Morozova G.M. Theoretical foundations of the near-field transient EM sounding method. Novosibirsk: Nauka; 1970, 124 p. (In Russ.).Шейнман С.М. Современные физические основы теории электроразведки. Л.: Недра, 1969. 224 с.Sheinman S.M. Modern physical foundations of the electrical prospecting theory. Leningrad: Nedra; 1969, 224 p. (In Russ.).Компаниец С.В., Кожевников Н.О., Мурзина Е.В., Емельянов В.С. Интерпретация данных зондирования методом становления поля в ближней зоне с учетом индукционно-вызванной поляризации при площадных нефтегазопоисковых исследованиях на юге Сибирской платформы // Науки о Земле и недропользование. 2019. Т. 42. № 2. С. 151–164. https://doi.org/10.21285/2541-9455-2019-42-2-151-164. EDN: WSDYQV.Kompaniets S.V., Kozhevnikov N.O., Murzina E.V., Emelyanov V.S. Interpretation of near-field transient electromagnetic sounding data with the account of induction-induced polarization in areal exploration for oil and gas in the south of the Siberian craton. Earth sciences and subsoil use. 2019;42(2):151-164. (In Russ.). https://doi.org/10.21285/2541-9455-2019-42-2-151-164. EDN: WSDYQV.Буддо И.В., Поспеев А.В. Прецизионная инверсия данных ЗСБ при поисках нефти и газа на юге Сибирской платформы. Иркутск: Изд-во ИГУ, 2019. 149 с.Buddo I.V., Pospeev A.V. Precision inversion of TEM in oil and gas exploration in the south of the Siberian platform. Irkutsk: Irkutsk State University; 2019, 149 p. (In Russ.).Parasnis D.S. Principles of applied geophysics. London: Chapman & Hall, 1996. 456 p.Parasnis D.S. Principles of applied geophysics. London: Chapman & Hall; 1996, 456 p.Компаниец С.В., Токарева О.В., Поспеев А.В., Семинский И.К. К вопросу о возможности использования данных бокового каротажа при формировании геоэлектрических моделей осадочного чехла юга Сибирской платформы // Вестник ИрГТУ. 2014. № 5. С. 53–57. EDN: SGJFAB.Kompaniets S., Tokareva O., Pospeev A., Seminsky I. To possibility of using lateral logging data when building geoelectric models of southern Siberian Platform sedimentary cover. Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2014;5:53-57. (In Russ.). EDN: SGJFAB.Li X., Xue G., Yin C. Migration Imaging of the transient electromagnetic method. Singapore: Springer, 2017. 148 p.Li X., Xue G., Yin C. Migration Imaging of the transient electromagnetic method. Singapore: Springer; 2017, 148 p.Попов С.Б. Исследование боковой воздушной электромагнитной волны в электроразведке // Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. 2020. № 128. С. 1–36. https://doi.org/10.20948/prepr-2020-128. EDN: YKACDI.Popov S.B. Investigation of a lateral air electromagnetic wave in electrical prospecting. Keldysh Institute Preprints. 2020;128:1-36. https://doi.org/10.20948/prepr-2020-128. EDN: YKACDI.Kearey P., Brooks M., Hill I. An introduction to geophysical exploration // Blackwell Science. 2002. Vol. 140. Iss. 3. P. 366–366. https://doi.org/10.1017/S0016756803378021.Kearey P., Brooks M., Hill I. An Introduction to geophysical exploration. Blackwell Science. 2002;140(3):366-366. https://doi.org/10.1017/S0016756803378021.Reynolds J.M. An Introduction to applied and environmental geophysics. Chichester: John Wiley & Sons, 1997. 796 p.Reynolds J.M. An Introduction to applied and environmental geophysics. Chichester: John Wiley & Sons; 1997, 796 p.Поспеев А.В., Буддо И.В., Агафонов Ю.А., Шарлов М.В., Компаниец С.В., Токарева О.В. [и др.]. Современная практическая электроразведка: монография. Новосибирск: Гео, 2018. 231 с. https://doi.org/10.21782/B978-5-9909584-1-8. EDN: VTWOGC.Pospeev A.V., Buddo I.V., Agafonov Y.A., Sharlov M.V., Kompaniec S.V., Tokareva O.V., et al. Modern applied electroprospecting. Novosibirsk: Geo; 2018, 231 p. (In Russ.). https://doi.org/10.21782/B978-5-9909584-1-8. EDN: VTWOGC.Ратушняк А.Н., Байдиков С.В. Импульсные индуктивные электромагнитные зондирования слоистых сред // Глубинное строение, геодинамика, тепловое поле Земли, интерпретация геофизических полей: материалы Всеросс. конф. с междунар. участием (г. Екатеринбург, 20–24 сентября 2021 г.). Екатеринбург: Изд-во ИГФ УрО РАН, 2021. С. 200–204. EDN: CILVZA.Ratushnyak A., Baidikov S. Pulse inductive electromagnetic sensing of layered media. In: Glubinnoe stroenie, geodinamika, teplovoe pole Zemli, interpretatsiya geofizicheskih polei: materialy Vseross. konf. s мezhdunar. uchastiem = Deep structure, geodynamics, thermal field of the Earth, interpretation of geophysical fields: materials of the All-Russian conference with International participation. 20–24 September 2021, Ekaterinburg. Ekaterinburg: Bulashevich Institute of Geophysics; 2021, p. 200-204. EDN: CILVZA.Матвеев Б.К. Интерпретация электромагнитных зондирований. М.: Недра, 1974. 232 с.Matveev B.K. Interpretation of electromagnetic soundings. Moscow: Nedra; 1974, 232 p.Куликов В.А., Каминский А.Е., Яковлев А.Г. Совместная двумерная инверсия данных электротомографии и аудиомагнитотеллурических зондирований при решении рудных задач // Записки Горного института. 2017. Т. 223. С. 9–19. https://doi.org/10.18454/PMI.2017.1.9. EDN: YGCWJV.Kulikov V.A., Kaminskij A.E., Yakovlev A.G. Joint two-dimensional inversion of electrotomography and audio magnetotelluric probing data in solving ore problems. Journal of Mining Institute. 2017;223:9-19. (In Russ.). https://doi.org/10.18454/PMI.2017.1.9. EDN: YGCWJV.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.