nznistuНауки о Земле и недропользованиеEarth sciences and subsoil use2686-99932686-7931Federal State Budget Educational Institution of Higher Education "Irkutsk National Research Technical University"10.21285/2686-9993-2019-42-4-461-475nznistu-80Research ArticleФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХPHYSICAL-GEOLOGICAL MODELS OF MINERAL DEPOSITSПроявление низкочастотной дисперсии электромагнитных свойств земли в измерениях переходного процесса на морских акваториях глубиной до 100 мManifestation of the low-frequency dispersion of the earth electromagnetic properties in transient measurements for marine waters up to 100 m deepВодневаЕ. Н.VodnevaE. N.

ведущий инженер

664033, г. Иркутск, ул. Улан-Баторская, 3, Россия

Lead Engineer

3 Ulan-Batorskaya St., Irkutsk 664033, Russia

ven21@mail.ruАгеенковЕ. В.AgeenkovE. V.

кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры геологии, геофизики и геоинформационных систем, Институт недропользования

664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Россия

Cand. Sci. (Geol. & Mineral.), Associate Professor, Department of Geology, Geophysics and Geoinformation Systems, Institute of Subsoil Use

83 Lermontov St., Irkutsk 664074, Russia

aev@dnme.ruСитниковА. А.SitnikovA. A.

генеральный директор

664044, г. Иркутск, ул. Щапова, 9, Россия

CEO

9 Shapova St., Irkutsk 664044, Russia

aas@dnme.ruЛимнологический институт СО РАНРоссияLimnological Institute, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian FederationИркутский национальный исследовательский технический университетРоссияIrkutsk National Research Technical UniversityRussian FederationООО «Сибирская геофизическая научно-производственная компания»РоссияSiberian Geophysical Research and Production CompanyRussian Federation201908092020424461475Copyright © Воднева Е.Н., Агеенков Е.В., Ситников А.А., 20202020Воднева Е.Н., Агеенков Е.В., Ситников А.А.Vodneva E.N., Ageenkov E.V., Sitnikov A.A.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/80

Целью данного исследования стало изучение проявления низкочастотной дисперсии электромагнитных свойств геологических образований в измерениях переходного процесса электрической установкой для областей шельфа с глубиной моря не более 100 м. Использованные методы включали вычисление и анализ изменения сигнала переходного процесса, конечной разности сигнала переходного процесса и трансформанты (отношения этих величин) в зависимости от глубины погружения электроразведочной установки, состоящей из источника - горизонтальной заземленной электрической линии (AB) длиной 500 м - и приемника - трехэлектродной электрической линии (MON) длиной 500 м. Эти величины на погруженных установках сопоставлялись с такими же величинами на поверхностной установке, также сравнивались величины от проводящей и проводящей поляризующейся модели для установок, находящихся на одинаковых глубинах. Учет поляризуемости основания осуществлен введением частотно зависимого удельного электрического сопротивления формулой Коула - Коула. Расчеты показали, что поле становления внутри проводящей среды в поздней стадии распределено равномерно. Сигнал переходного процесса, определяющийся только становлением, становится одинаковым в поздней стадии на установках, помещенных на разных глубинах. Если основанию модели свойственна поляризация, то на временах поздней стадии становления сигнал переходного процесса в водной толще распределен неравномерно, а его неоднородность изменяется в зависимости от расстояния до поляризующегося основания. Опираясь на расчеты, можно утверждать: при глубине моря до 100 м низкочастотная дисперсия геологических образований для рассмотренной модели проявляется на электрической установке с длиной источника 500 м на всем диапазоне глубин.

The article presents a study of the low-frequency dispersion of the geological formations’ electromagnetic properties in transient measurements for the offshore areas with a depth of not more than 100 m. The research methods include calculation and analysis of the transient signal change, the finite difference of the transient signal, and the ratio of the two as a function of the electrical probe immersion depth. The probe consists of a source (a horizontal grounded electric line 500 m long) and a receiver (a three-electrode electric line 500 m long). The study has compared the values obtained at the submerged probes with those obtained at the surface probes. The values for the conducting and polarizable conducting models, obtained at the probes located at the same depth, have been also compared. The base polarizability has been included by introducing frequency-dependent electrical resistivity by the Cole-Cole formula. The calculations have shown a uniform distribution of the transient electric field in the conducting medium at the late stage, the transient signal being the same for the probes located at different depths. For a polarizable model base, the distribution of the transient signal at the late stage is non-uniform, the non-uniformity being a function of the distance to the base. Based on the calculations, it can be argued that with the sea depth of up to 100 m, the low-frequency dispersion of the geological formations for the given model is manifested at the electrical probe with the source length of 500 m on the entire depth range.

шельфрасчет переходного процессаформула Коула - Коулааквальная геоэлектрикаshelftransient calculationCole-Cole modelaquatic geoelectricReferencesИбрагимов А.М., Устарханов У.Н. Территориальные претензии арктических государств на континентальный шельф Арктики // Юридический вестник Дагестанского государственного университета. 2017. Т. 24. № 4. С. 104–108.of the Arctic States on the continental shelf of the Arctic. Yuridicheskii vestnik Dagestanskogo gosudarstvennogo universiteta = Law Нerald of Dagestan State University. 2017;24(4):104–108. (In Russ.)Леонтьев О.К. Дно океана. М.: Мысль, 1968. 320 с.Leont'ev OK. Ocean floor. Moscow: Mysl'; 1968. 320 p. (In Russ.)Маловицкий Я.П., Гагельганц А.А., Коган Л.И. [и др.]. Морские геофизические исследования. М.: Недра, 1977. 375 с.Malovitskii YaP, Gagel'gants AA, Kogan LI, et al. Marine geophysical survey. Moscow: Nedra; 1977. 375 p. (In Russ.)Edwards R.N., Law L.K., Wolfgram P.A., Nobes D.C., Bone M.N., Trigg D.F., et al. First results of the MOSES experiment: sea sediment conductivity and thickness determination, Bute Inlet, British Columbia, by magnetometric offshore electrical sounding // Geophysics. 1985. Vol. 50. Iss. 1. P. 153–160.Edwards RN, Law LK, Wolfgram PA, Nobes DC, Bone MN, Trigg DF, et al. First results of the MOSES experiment: sea sediment conductivity and thickness determination, Bute Inlet, British Columbia, by magnetometric offshore electrical sounding. Geophysics. 1985;50(1):153–160.International patent WO 2007/053025. A method for hydrocarbon reservoir mapping and apparatus for use when performing the method / P. Barsukov, E. Fainberg, B. Singer. 2007.Barsukov P, Fainberg E, Singer B. A method for hydrocarbon reservoir mapping and apparatus for use when performing the method. International patent WO 2007/053025; 2007.Holten T., Flekkøy E.G., Singer B., Blixt E.M., Hanssen A., Måløy K.J. Vertical source, vertical receiver, electromagnetic technique for offshore hydrocarbon exploration // First Break. 2009. Vol. 27. No. 5. P. 89–93.Holten T, Flekkøy EG, Singer B, Blixt EM, Hanssen A, Måløy KJ. Vertical source, vertical receiver, electromagnetic technique for offshore hydrocarbon exploration. First Break. 2009;27(5):89–93.Ситников А.А., Агеенков Е.В., Иванов С.А., Жуган П.П., Мальцев C.Х. Аппаратура, устройства и системы наблюдений для решения нефтегазопоисковых и инженерногеологических задач на акваториях электроразведочными методами ДНМЭ и НДЭМЗ // Приборы и системы разведочной геофизики. 2017. Т. 60. № 2. С. 42–49.Sitnikov AA, Ageenkov EV, Ivanov SA, Zhugan PP, Maltsev SKh. Equipment, devices and surveying systems to solve the proЬlems of oil and gas exploration and engineering geology in water areas with application of DNME and NDEMS electrical prospecting methods. Pribory i sistemy razvedochnoi geofiziki = Devices and Systems of Exploration Geophysics. 2017;60(2):42–49. (In Russ.)Chave A.D., Constable S.C., Edwards R.N. Electrical exploration methods for the seafloor // Electromagnetic Methods in Applied Geophysics / eds. M.N. Nabighian. Tulsa: Society of Exploration Geophysicists, 1991. P. 931–966.Chave AD, Constable SC, Edwards RN. Electrical exploration methods for the seafloor. In: Nabighian MN (eds.). Electromagnetic Methods in Applied Geophysics. Tulsa: Society of Exploration Geophysicists; 1991. p.931–966.Eidesmo T., Ellingsrud S., Macgregor L.M., Constable S., Sinha M.C., Johansen S.E., et al. Sea bed logging (SBL), a new method for remote and direct identification of hydrocarbon filled layers in deepwater areas // First Break. 2002. Vol. 20. No. 3. P. 144–152.Eidesmo T, Ellingsrud S, Macgregor LM, Constable S, Sinha MC, Johansen SE, et al. Sea bed logging (SBL), a new method for remote and direct identification of hydrocarbon filled layers in deepwater areas. First Break. 2002;20(3):144–152.Constable S., Srnka L.J. An introduction to marine controlled source electromagnetic methods for hydrocarbon exploration // Geophysics. 2007. Vol. 72. No. 2. P. WA3–WA12. https://doi.org/10.1190/1.2432483Constable S, Srnka LJ. An introduction to marine controlled source electromagnetic methods for hydrocarbon exploration. Geophysics. 2007;72(2):WA3–WA12. https://doi.org/10.1190/1.2432483Veeken P.C.H., Legeydo P.J., Davidenko Yu.A., Kudryavceva E.O., Ivanov S.A., Chuvaev A. Benefits of the induced polarization geoelectric method to hydrocarbon exploration // Geophysics. 2009. Vol. 74. No. 2. P. B47–B59. https://doi.org/10.1190/1.3184802Veeken PCH, Legeydo PJ, Davidenko YuA, Kudryavceva EO, Ivanov SA, Chuvaev A. Benefits of the induced polarization geoelectric method to hydrocarbon exploration. Geophysics. 2009;74(2):B47–B59. https://doi.org/10.1190/1.3184802Сидоров В.А. Импульсная индуктивная электроразведка. М.: Недра, 1985. 192 с.Sidorov VA. Pulse inductive electrical exploration. Moscow: Nedra; 1985. 192 p. (In Russ.)Вишняков А.Э., Лисицын Е.Д., Яневич М.Ю. Влияние временных параметров вызванной поляризации залежей углеводородов на переходные процессы электромагнитного поля // Техника и методика геофизических исследований Мирового океана: сб. науч. тр. / науч. ред. Н.Н. Ржевский, М.А. Холмянский. Л.: Изд-во ПГО «Севморгеология», 1988. С. 124–132.Vishnyakov AE, Lisitsyn ED, Yanevich MYu. The influence of IP time parameters of hydrocarbon deposits on the transient processes of the electromagnetic field. In: Rzhevskii NN, Kholmyanskii MA (eds.). Tekhnika i metodika geofizicheskikh issledovanii Mirovogo okeana = Technique and procedure of geophysical research on the World Ocean. Leningrad: Production geological association “Sevmorgeologiya”; 1988. p.124–132. (In Russ.)Петров А.А. Возможности метода становления электрического поля при поисках углеводородов в шельфовых зонах // Геофизика. 2000. № 5. С. 21–26.Petrov AA. The potential of TEM for hydrocarbon exploration in shelf zones. Geofizika = Russian Geophysics. 2000;5:21–26. (In Russ.)Легейдо П.Ю., Мандельбаум М.М., Рыхлинский Н.И. Дифференциально-нормированный метод электроразведки при прямых поисках залежей углеводородов // Геофизика. 1995. № 4. С. 42–45.Legeido PYu, Mandel'baum MM, Rykhlinskii NI. Differential-normalized electrical survey method in direct hydrocarbon exploration. Geofizika = Russian Geophysics. 1995;4:42–45. (In Russ.)Легейдо П.Ю., Мандельбаум М.М., Рыхлинский Н.И. Информативность дифференциальных методов электроразведки при изучении поляризующихся сред // Геофизика. 1997. № 3. С. 49–56.Legeido PYu, Mandel'baum MM, Rykhlinskii NI. Selfdescriptiveness of differential methods of electrical survey in polarizable medium research. Geofizika = Russian Geophysics. 1997;3:49–56. (In Russ.)Агеенков Е.В., Ситников А.А., Пестерев И.Ю. Проявление разных типов вызванной поляризации в электромагнитных измерениях заземленной линией // Геофизика. 2018. № 2. С. 37–43.Ageenkov EV, Sitnikov AA, Pesterev IYu. Display of induce polarization different types in electromagnetic measurements by the line. Geofizika = Russian Geophysics. 2018;2:37–43. (In Russ.)

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