5. Методы геологоразведочных работ - vnekl.netnado.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1страница 2
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
6. этапы и стадии геологоразведочных работ 1 366.33kb.
7 Поисково-оценочный этап геологоразведочных работ Цель поисково-оценочного... 1 228.49kb.
5 Геофизические методы Зри в корень 1 168.69kb.
Для проведения лабораторных работ по большинству дисциплин специальности... 1 57.87kb.
Вопросы на экзамен по дисциплине «Численные методы» 1 19.11kb.
Межгосударственный стандарт рыба, морские млекопитающие, морские... 1 393.67kb.
Тест к зачету по дисциплине «Математические методы в экономике» Специальность... 1 252.61kb.
Комплексные методы лечения заикания у подростков и взрослых 1 67.67kb.
Урока Дата Тема урока Цели и задачи Форма урока Методы и приёмы Планируемые... 4 572.21kb.
Инструкция №021 по технике безопасности при проведении лабораторных... 1 62.51kb.
Практическая работа детского психиатра 1 363.68kb.
2. Поисковые критерии и поисковые признаки …Что там таит в себе земная... 1 181.92kb.
"Обозначение мягкости согласных на письме" 1 53.8kb.
5. Методы геологоразведочных работ - страница №1/2

0


5. Методы геологоразведочных работ

Мир, наверное, не такой, каким мы его знаем: будут другие орудия познания, и будет другой мир.

Л.Толстой


5.1. Общее представление о методах геологоразведочных работ
Геологи в своих работах применяют практически все методы, используемые в научных исследованиях. Общие – метод аналогии, моделирования и другие, а также, геологические методы – как общегеологические, так и приспособленные специально к нефтяной геологии. Далее будут описаны самые важные, из применяемых для поисково-разведочных работ. Это:

  • геологическое картирование и аэрокосмометоды,

  • геохимические методы,

  • геофизические и

  • буровые методы.

Геофизические и буровые методы будут охарактеризованы в минимальном объеме, только чтобы было понятным дальнейшее изложение, так как им посвящены специальные курсы вашего учебного плана.

Для поисков полезных ископаемых и в различных географических и климатических зонах эффективны различные комбинации методов. Так, например в высокогорном рельефе обнаженность коренных пород высокая, наносами в виде осыпей и речных отложений, покрыты незначительные площади. В этих условиях преобладают процессы физического разрушения горных пород, в связи с чем зона окисления отсутствует, либо слабо проявлена. Механический разнос рудного материала в виде обломков и происходит весьма интенсивно с образованием хорошо проявленных ореолов и потоков рассеяния. Высокая расчлененность рельефа позволяет изучать геологические разрезы на глубинах до 2-3км и представляет возможность выявлять месторождения на всем интервале. Применяются все методы, кроме геофизики. Особенно эффективны обломочный и шлиховой методы.

В равнинных районах и в местностях со слабо расчлененным рельефом обнаженность коренных пород низкая, приуроченная к бортам редких рек и оврагов, коренные породы вскрыты на малую глубину. Большая часть территории перекрыта чехлом молодых рыхлых отложений, на которых часто развиваются лесные массивы. Зона окисления месторождений в связи с высоким уровнем грунтовых вод неглубокая, а разнос рудного материала в большинстве случаев незначителен или отсутствует. В этих условиях возможность непосредственного выявления месторождений ограничена верхними, случайно вскрытыми эрозией, горизонтами. Здесь ведут поиски, сочетая геофизические методы с буровыми.

Резко различными природными условиями проведения поисковых работ характеризуются ландшафтные обстановки аридных и гумидных биоклиматических зон.

В аридных зонах с щелочными и нейтральными почвами и почвенно-грунтовыми водами преобладают процессы физического выветривания и переноса, связанные с резкими изменения температурного режима. Эти ландшафты благоприятны для повышенной концентрации большинства элементов-индикаторов и спутников рудной минерализации в приповерхностных природных образованиях. Рудные выходы выщелачиваются слабо, широко развиты механические ореолы рассеяния, обычно проявленные вблизи дневной поверхности, в рыхлых отложениях при их незначительной мощности, что способствует эффективному применению литохимических методов их выявления. При более значительном покрове рыхлых отложений образуются биохимические и литохимические солевые ореолы.

В гумидных зонах тропического и субтропического климата преобладают биохимические процессы выветривания, приводящие к образованию мощных кор выветривания, выносу растворенного вещества и механическому перемещению продуктов выветривания. В умеренно теплом климате высокая миграционная способность рудных элементов сохраняется, что приводит к формированию ореолов большой протяженности, часто оторванных от коренных рудных концентраций. Здесь обычно эффективны геофизические методы. В холодном климате преобладают процессы физической дезинтеграции, морозного выветривания и выноса рудных минералов с их накоплением в аллювиальных потоках рассеяния. Химическая миграция рудных элементов и спутников минерализации проявляется слабо, рудные выходы слабо изменены. В таких районах эффективны литохимические поиски.

Здесь методы изучения земных недр для удобства изложения описываются последовательно. На самом деле, при геологическом изучении недр они применяются комплексно, а тот, или иной метод доминирует в зависимости от особенностей территории, целей и масштаба работ.

Контрольные вопросы


  1. Какие основные методы применяются при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых?

  2. Какие методы какие методы геологоразведочных работ эффективны в расчлененном рельефе?

  3. Какие методы какие методы геологоразведочных работ эффективны в плоском рельефе?

  4. Какие методы какие методы геологоразведочных работ эффективны в гумидном климате?

  5. Какие методы какие методы геологоразведочных работ эффективны в аридном климате?



5.2. Геологическое картирование


 картинка


Melto et malleo
Разумом и молотком

 
Девиз геологических конгрессов



Геологическое картирование – это научно - производственная работа, по изучению недр. Она включает составление геологических карт (геологическую съемку), выделение перспективных площадей, поиски полезных ископаемых и выявление закономерностей их размещения.

Для создания геологической карты геолог с молотком и компасом ходит по земле, фиксирует выходящие на поверхность горные породы, определяет их свойства, возраст, условия залегания. Особое внимание уделяется геологическим границам. Так как горные породы обычно скрыты под наносами, геологу приходится организовывать дорогостоящие и продолжительные (проходку канав, штолен и бурение скважин) горные работы, применять косвенные методы (аэрокосмические, геофизические и геохимические), делать геологические построения. Кроме того, создаются карты геологического содержания, характеризующие другие особенности геологии района – карта четвертичных отложений, тектоническая. гидрогеологическая, полезных ископаемых и перспектив полезных ископаемых. В результате строится графическая модель геологического строения территории – геологическая карта как выходящих на поверхность отложений, так и скрытых на ту, или иную глубину; геологический разрез, составляется геологическое описание.

При различных этапах и масштабах изучения при геологических работах решаются различные задачи. Региональные геолого-геофизические работы 1: 1 000 000, 1:500 000 - определяется минерагеническая специализация региона и его отдельных частей. Минерагения это раздел геологии, изучающий региональные геологические закономерности формирования и размещения месторождений всех разновидностей полезных ископаемых. Разделяется на общую, частную и генетическую минерагению. Общая минерагения исследует эпохи формирования всех групп полезных ископаемых и их совокупное распределение по структурно-формационным зонам платформ, геосинклинально-складчатых территорий, дна морей и океанов. Частная минерагения характеризует эти процессы для отдельных разновидностей полезных ископаемых. Наиболее крупный её раздел — Металлогения, определяет региональные особенности образования и распределения рудных месторождений; в её рамках может рассматриваться металлогения месторождений отдельных металлов.

Минерагения нефти и газа описывает закономерности формирования нефтегазоносных бассейнов земного шара, размещающихся среди платформенных, краевых и межгорных впадин.

Минерагения угля исследует эпохи угленакопления в истории развития осадочной оболочки Земли в палеозое (преимущественно во внутреннем и краевых прогибах геосинклиналей), в мезозое (главным образом в межгорных впадинах) и в кайнозое (преимущественно на платформах).

Разрабатывается минерагения ископаемых солей, фосфоритов, подземных вод (пресных и минеральных) и других разновидностей полезных ископаемых.

Генетическая минерагения изучает региональные геологические закономерности возникновения и пространственного распределения отдельных генетических групп и классов месторождений полезных ископаемых таких, как осадочная, коры выветривания, стратиформная, гидротермальная, скарновая, карбонатитовая, пегматитовая, магматическая и др.

При крупномасштабых поисках большое внимание уделяется наблюдениям над вторичными изменениями пород, которые являются косвенным поисковым признаком. Так скарны, грейзены, серицитизация (+пиритизация) являются признаками месторождений олова, вольфрама, молибдена, золота, серебра, меди, свинца, цинка. Березиты указывают на золото, вольфрам молибден медь свинец цинк. Хлоритизация свидетельствует о повышенных концентрациях золота, олова, медно-полиметаллических руд.

При геологической съемке производится необходимый минимум геоморфологических наблюдений, потому что с одной стороны россыпи и коры выветривания связаны с определенными формами рельефа; а с другой стороны, вторично измененные породы, как правило, обладают иными по сравнению с вмещающими породами деструктивными свойствами, по другому сопротивляются выветриванию и образуют аномалии в рельефе (что можно видеть на космических снимках).

В районах промышленного и сельскохозяйственного освоения производится комплексная геолого-гидрогеологическая и инженерно-геологическая съемка.

Для выполнения геологических работ производится групповая геологическая съемка масштаба 1:200000 и затем - Геолого-съемочные работы масштаба 1:50000 с общими поисками.

При поисковых работах как правило изучаются ареалы механического рассеяния вокруг проявления полезного ископаемого. Наиболее употребительны при этом обломочный, валунно-ледниковый, и шлиховой методы.



Обломочный метод заключается в поисках рудосодержащих обломков на склонах гор и прослеживании их распределения вверх по склону. Ближе к рудопроявлению конус рассеивания обломков уменьшается а концентрация их увеличивается. Исчезновение рудосодержащих обломков указывает на локализацию рудопроявления (рис.5.1).

0_1

Рис. 5.1. Распределение обломков с рудным минералом на склоне: 1 – рудопроявление, 2 – рудосодержащие обломки, 3 – горизонтали

Валунно-ледниковый метод заключается в поисках рудосодержащих валунов в ледниковых отложениях и прослеживании их распределения против направления движения ледника. Ближе к рудопроявлению ледниковый веер уменьшается а концентрация валунов в них увеличивается. Исчезновение рудосодержащих валунов указывает на локализацию рудопроявления (рис.5.2).

0-3

Рис. 5.2. Распределение валунов с рудным минералом в ледниковом веере: 1 – валуны с вкраплениями рудного минерала, 2 – направление движения ледника, 3 – ледниковый веер, 4 – планируемые канавы для вскрытия коренного рудопроявления

Шлиховой метод заключается в промывке шлихов1 из рыхлых речных отложений и прослеживании распределения крупинок (знаков) полезных минералов вверх по течению реки. Ближе к рудопроявлению количество знаков увеличивается. Резкое уменьшение знаков указывает на локализацию рудопроявления. Шлихи промывают в специальных лотках разнообразной формы (рис. 5.3).

http://zolotodb.ru/fullsize/gallery/articles/457.jpg

http://www.fabrika-pgs.ru/components/com_jshopping/files/img_products/trinity_bowl2.jpg

0-4

http://www.vokrugsveta.ru/img/cmn/2007/04/08/019.jpg

http://www.fabrika-pgs.ru/components/com_jshopping/files/img_products/lotok_ggpl.jpg

а

б

Рис. 5.3. Шлиховой метод: а – разные виды промывочных лотков и процесс промывки, б – карта шлихового опробования 1 – река с точкой отбора шлиха, 2 – концентрация «знаков» в шлихе в условных единицах а – самая большая – г – самая маленькая), 3 – проектные канавы для вскрытия предполагаемого рудопроявления
Обломочным методом было найдено первое коренное есторождение алмазов в нашей стране – трубка «Зарница». Подробнее об этом можно прочитать в приложении 4.

При геолого-съемочных работах общего направления в районах с возможными проявлениями нефти и газа в их задачу входит:



  • выявление перспективных структур и углубленное их изучение.

  • изучение геологического разреза для выявления продуктивных стратиграфических подразделений и формаций.

  • изучение литологии и фаций продуктивных отложений и физических параметров пород продуктивных толщ.

При этом принимаются во внимание следующие критерии:

1. Компенсированное длительное и устойчивое во времени погружение значительных территорий.

2. Толщина осадочного разреза имеет мощность более 1000 м.

3. Отсутствие или слабое проявление магматизма.

4. Отсутствие или слабое проявление регионального метаморфизма (метаморфизм - фактор, снижающий пористость горных пород).

5. Наличие ловушек.

6. Периодические изменения режима регионального погружения, следствием которых является смена состава осадков и чередование по разрезу и в плане пород-коллекторов и пород-покрышек.

7. Наличие крупных глубинных разломов в центральной части бассейна.

8. Наличие развитой сети трещиноватости.

9. Наличие в разрезе нефтематеринских свит.

10. Наличие признаков нефтегазоносности.

Если в стратиграфическом разрезе на территории находят потенциально нефтегазоносные пласты-коллекторы, то ищут и изучают структуры, которые могут способствовать созданию ловушек. К ним относятся следующие геологические тела.

- Крупные антиклинальные поднятия с отдельными локальными антиклиналями, флексурами и структурными носами на крыльях.

- Склоны тектонических поднятий с несогласиями в потенциально нефтегазоносных горизонтах и перекрывающих их отложениях, экранирующие потенциально нефтегазоносный горизонт поверхности разломов.

- Поднятия типа соляных куполов и грязевых вулканов.

К настоящему времени работа по геологическому картированию в том, или ином масштабе, уже проделана для всей Земли. Однако её результаты зачастую не удовлетворяют современным требованиям, и геологические партии вновь возвращаются на уже изученные территории с новыми задачами, инструментами и методами, со свежими теориями, на основе которых строятся новые геологические модели. Месторождения, напрямую отражающиеся на земной поверхности, выявлены и отработаны. Познание недр идет на все большую глубину, и геологическое картирование все в большей степени становится методом, объединяющем, синтезирующем другие виды работ.


Контрольные вопросы:


  1. Что понимают под термином «геологическое картирование»?

  2. Какие карты составляются при геологическом картировании?

  3. Что такое минерагения и на какие разделы она как она делится?

  4. Какие особенности геологического строения изучаются при геологическом картировании?

  5. В чем заключается обломочный метод писков рудопроявлений?

  6. В чем заключается валунно-ледниковый метод писков рудопроявлений?

  7. В чем заключается шлиховой метод писков рудопроявлений?




 каринка

    1. Аэрокосмические методы

Лицом к лицу лица не увидать.


Большое видится на расстоянии

С.Есенин


Преимущество использования аэрокосмических методов в нефтегазовой геологии заключается в том, что благодаря естественной генерализации, картируемые тела предстают перед наблюдателем в их естественных границах и соотношениях.

В настоящее время имеется необозримый архив и постоянно пополняется обширный арсенал космических изображений и методов их преобразования и дешифрирования, которые, благодаря развитию компьютерных технологий, делаются все более доступными пользователю.

При аэро- и космосъемках регистрируются различные количественные характеристики электромагнитного излучения - солнечной радиации, или искусственного сигнала отраженного от поверхности Земли и собственного теплового излучения земной поверхности и атмосферы (рис. 5.4).

виды-излучения

Рис. 5.4. Схема видов излучения, фиксируемых при аэрокосмических исследованиях (по Кронбергу, с изменениями и дополнениями). 1 – поток солнечной энергии, 2 – рассеяние в атмосфере, 3 – поглощение водяным паром, пылью, двуокисью углерода и озоном, 4 – отраженное тепловое излучение, 5 – диффузное отражение, 5 – зеркальное отражение, 7 – собственное тепловое излучение Земли, 8 – искусственный радиолокационный сигнал

Так как излучение различной длины поглощается в атмосфере по-разному (5.5), съемочная аппаратура, предназначенная для изучения природных ресурсов, в основном создается для работы в «окнах прозрачности атмосферы».



l:\документы\электронные поиски\для уиц\готово\главы\часть 3\3-20-2аэрокосмические\3-окна прозрачности.pngРис. 5.5. Окна прозрачности атмосферы и применяемая аппаратура
Самые существенные характеристики космических изображений для геологических исследований – это их уровень генерализации (табл. 5.1), обусловленный обзорностью (разрешением) и зона (зоны) спектра (спектров), которые наряду с сезоном и временем съемки предопределяют тематическую информативность изображений для последующей обработки и геологического дешифрирования (табл. 5.2).

Уровень генерализации, это степень естественного обобщения отображаемых на снимках объектов.



Таблица 5.1

Уровни генерализации материалов дистанционных съемок и их использование в нефтегазовом деле

Уровни генерализации

Глобальный

Континентальный

Региональный

Локальный

Детальный

Целевой масштаб

1:5 000 000 и мельче

1:5 000 000 – 1: 2 500 000

1:2 500 000 – 1:100 000

1:100 000 – 1:25 000

1:25 000 – и крупнее

Разрешения

Километры

Сотни метров

Десятки и первые сотни метров

Первые десятки метров

10 и менее метров

Обзорность

Тысячи километров

Сотни километров

Первые сотни километров

Десятки километров

Километры, первые десятки километров

Области применения в нефтегазовом деле

Создание карт соответствующего масштаба Контроль состояния окружающей среды.

Прогнозные и научные работы

Геолого-поисковые и геолого-разведочные работы.
Геолого-поисковых и геолого-разведочные работы.

 

Обоснование перспективных площадей под поисковые работы на нефть и газ, прогнозирование и выявление ловушек нефти и газа, потенциальная оценка их нефтегазоносности.

Создание цифровых моделей рельефа.

Инвентаризация и контроль состояния объектов инфраструктуры транспортировки и добычи нефти и газа

Примеры съемочных платформ

NOAA

EOS-AM1
AQUA

Landsat, Radarsat

Spot, Eo-1, Terra, Radarsat

Ресурс ДК1, WorldView-1, Quickbird, Alos, TerraSar-X, Radarsat. Самолет, вертолет


Таблица 5.2

Основные виды дистанционных съемок и их применение в нефтегазовом деле

Спектральный диа-

пазон


Уровень генерали-

зации

Ультрафиолетовая (люминесцентная) съемка (0,1-0,4 мкм)

Видимый и ближний ИК диапазоны (0,4-0,7-1,1 мкм)

Тепловая (10-15 мкм)

Радиолокационная (0,3-100 см)

Монохромная

Панхромная

Многозональная

Гиперспектральная







Глобальный

-

Составление специализированных геологических карт

-

Составление специализированных геологических карт

Составление специализированных геологических карт в том числе на территориях, перекрытых песками (пустыни) и сплошным лесным покровом А также на территориях сплошной облачности.

Континентальный 

-

-

Региональный

-

Выявление фотоаномалий, связанных с «голубым смещением» растительного покрова, а также «выцветанием» почвы, или потемнением её в связи с восстановительными реакциями в почве и на поверхности 

Поиск месторождений нефти по положительным тепловым аномалиям
Поиск подводных выходов газа по отрицательным тепловым аномалиям

Локальный

-

Поиск подводных выходов газа по отрицательным тепловым аномалиям за счет адиабатического расширения газа

Детальный

Загрязнение природной среды нефтью

Проседания земной поверхности над разрабатываемыми  месторождениями

Приведенная таблица приблизительна, так как параметры изображений и их области применения зависят также от характеристик аппаратуры, помещенной на съемочную платформу. Материалы низкого разрешения глобального и континентального уровней генерализации позволяют исследовать критерии нефтегазоносности, связанные с осадочными бассейнами и нефтегазоносными провинциями в целом. Их используют для уточнения границ нефтегазоносных провинций, осадочных и нефтегазоносных бассейнов, определения положения трансконтинентальных и трансрегиональных линеаментов (разломов), территорий с единым геоморфологическим строением, обусловленным соответствующим тектоническим строением (щиты, антеклизы, синеклизы, тектонические ступени), участков с различными типами новейших тектонических движений. Результат дешифрирования, как правило, носит оценочный характер, позволяющий понять роль и место исследуемой территории в контексте других тектонических структур (рис.5.6).



l:\документы\электронные поиски\для уиц\готово\главы\часть 3\3-20-2аэрокосмические\3.1мел-палеогеновые.pngа

l:\документы\электронные поиски\для уиц\готово\главы\часть 3\3-20-2аэрокосмические\3.2 космический-снимок.pngб

l:\документы\электронные поиски\для уиц\готово\главы\часть 3\3-20-2аэрокосмические\3.3-лансат.pngв

l:\документы\электронные поиски\для уиц\готово\главы\часть 3\3-20-2аэрокосмические\3.4-схема-дешифрирования.pngг

Рис. 5.6. Нефтегазоносная провинция Южного Судана: а – Мел-палеогеновые нефтеносные бассейны Южного Судана 1 – разломы, 2 – нефтеносные бассейны - 1 – Мужлад, 2 – Мелут [Долгинов, Фарах, 2008]; б – фрагмент космического снимка Метеор-М низкого разрешения., в – схема дешифрирования разломов на мозаике изображений Landsat среднего разрешения., г – схема геологического дешифрирования космических снимков низкого и среднего разрешения 1 – нефтеносные бассейны , 1 – Мужлад, 2 – Мелут, 2 – докайнозойские породы, 3 - линеаменты (разломы) – границы грабена, 4 – линеаменты (разломы) определяющие внутреннюю структуру грабена
На рис. 5.6.а приведена карта, составленная без учета данных космических съемок. На рисунке 5.6 б приведено космическое изображение низкого уровня генерализации. На нем отчетливо видны конуры сужающегося в востоку гигантского грабена, не показанного ни на одной тектонической карте. На рисунке 5.6.в приведна мозаикаЮ составленная из изображений среднего разрешения. Видны основные черты тектонического строения провинции. Наконе, на рисунке 5.6.г приведена итоговая карта, составленная с учетом геологического дешифрирования материалов дистанционных съемок.

По материалам среднего разрешения регионального и локального уровней генерализации, как правило, устанавливаются детали границ осадочных бассейнов, их структурный план и блоковое строение. Эти же материалы позволяют детализировать внутреннее строение нефтегазоносных провинций, выявлять закономерности пространственного распределения известных залежей по площади, и разрезу, выявить особенности строения слагающих бассейны тектонических структур второго порядка – сводов, валов, авлакогенов, впадин. Возможно выявление наиболее приподнятых блоков, а в их пределах – основных разрывных нарушений, контролирующих размещение цепей локальных структур и блоковую фрагментацию зон нефтегазонакопления, а также оценить движения новейшего и современного тектонического этапа, влияющего на перераспределение углеводородов в недрах (рис. 5.7).



c:\documents and settings\userxp\рабочий стол\14-конспект-поиски\курс-основы поисков\электр-поиски\часть 3\3-20-2аэрокосмические\4.1-пур.png

а


c:\documents and settings\userxp\рабочий стол\14-конспект-поиски\курс-основы поисков\электр-поиски\часть 3\3-20-2аэрокосмические\4.2-усть-харампурское.png б


Рис. 5.7. Западная Сибирь. Среднее течение р. Пур. Прямолинейный отрезок его долины маркирует разлом, к которому приурочена система месторождений, в том числе - Уренгойское (а). Сиреневым кружком показано положение пересекающего его разлома северо-западного направления, к которому приурочено Усть-Харампурское месторождение (б).
На материалах дистанционных съемок высокого разрешения локального уровня генерализации устанавливаются детали складчатых и разрывных дислокаций, расположения ландшафтных аномалий, нередко соответствующих погребенным локальным структурам, в том числе и по нефтегазоносным горизонтам. По материалам снимков высокого разрешения выделяются небольшие линейные элементы ландшафта (микролинеаменты), статистический анализ которых позволяет прогнозировать степень тектонической раздробленности территории, обнаруживать разломы, разделяющие нефтегазоносные залежи на отдельные блоки, выявлять зоны "уплотнения-разуплотнения" и получать косвенные сведения о напряженном состоянии недр.

Изучение изменений в характере микрорельефа, растительности, осадков, степени водонасыщенности и других дешифровочных признаков, позволяет давать оценку состояния многолетнемерзлых пород и определять места просачивания флюидов и т.д.

В нефтегазовой геологии чаще всего используются спектральные каналы, соответствующие видимому спектру и "окна прозрачности" инфракрасного диапазона (до 15 мкм). Широкое распространение получили также радиолокационные системы, использующие сантиметровый диапазон. Кроме того, для геологического дешифрирования применяют тепловую и радиолокационную съемки.

Ультрафиолетовая (люминесцентная) съемка. Так как углеводороды способны светиться при облучении в ультрафиолетовом диапазоне, люминесцентная съемка используется для обнаружения техногенных загрязнений. Вследствие очень сильного поглощения атмосферой ультрафиолетового излучения, люминесцентную съемку применяют только с низковысотных аэроносителей, чаще всего – с вертолетов.

Съемка в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне. Свойства ближнего инфракрасного (ИК) излучения очень близки к видимому спектру, они находятся в едином окне прозрачности атмосферы и их обычно рассматривают совместно. Съемку ведут в широкой полосе видимого и ближнего ИК спектра, или же в отдельных узких зонах. Число таких зон может достигать нескольких сотен (мультиспектральная, гиперспектральная съемка). Съемка в коротковолновой части спектра используется при работах на шельфе, так как это излучение проходит сквозь воду, а также в пустынных засушливых регионах. На изображениях, сделанных в ближней инфракрасной области спектра структура территории выступает обычно наиболее выразительно (рис. 5.8).
c:\documents and settings\userxp\рабочий стол\14-конспект-поиски\курс-основы поисков\электр-поиски\часть 3\3-20-2аэрокосмические\5-зоны-спектра.png

Рис. 5.8. Сравнение изображений в различных зонах спектра. Фрагмент изображения Landsat-7. Южный Судан. Болота. Ноябрь 2000 г.


Не все объекты дешифрирования одинаково хорошо проявляются в узких зонах электромагнитного спектра. В целом, объекты, связанные:

  • с растительностью, лучше всего отражаются в видимом (0,6-0,7 мкм) и ближнем инфракрасном (0,7-0,9 мкм) диапазонах;

  • с изменениями в горных породах - ближнем инфракрасном (0,7-0,9 мкм) и коротковолновом инфракрасном (1,6-1,7; 2 – 2,4 мкм) диапазонах;

  • с углеводородных флюидов и экологии – 2.27-2.46 мкм (фиксируется адсорбция углеводородов);

  • в диапазоне 2,0-2,4 мкм наилучшим образом отражаются минералы, образующиеся под действием мигрирующих от залежей флюидов [Аэрокосмические… 2002].

Изображения можно визуализировать в монохромном (черно-белом), или полихромном (цветном) виде. Изображения, полученные в отдельных узких зонах спектра можно кодировать в различные цвета, и комбинировать, чтобы интересующий исследователя объект выглядел максимально наглядно.

Инфракрасная съемка фиксирует тепловое излучение поверхности Земли - как собственное, так и отраженное солнечное. Тепловым зондированием называют съемку в дальней области ИК-излучения в диапазоне 8-14 мкм, попадающую в окно прозрачности атмосферы в этом диапазоне волн. Современные технические средства обеспечивают измерения с чувствительностью 0,1°С и лучше. Съемка производится обычно в нескольких спектральных интервалах. Ближние из них (по отношению к видимому свету) удобны для ночной съемки, когда влияние тепловых помех, обусловленных солнечным нагревом, сведено к минимуму. Эти снимки позволяют выявлять наиболее мелкие элементы в структуре изображения. В дальних диапазонах располагается максимум собственного теплового излучения большинства геологических объектов. По изображениям, полученным в таких интервалах, устанавливают закономерности регионального характера.

Залежи углеводородов также проявляются в геотемпературном поле. Формирование тепловых аномалий над залежами углеводородов объясняется окислением мигрирующих к поверхности легких углеводородов, а также жизнедеятельностью живущих в месторождении бактерий.. Также различаются тепловые аномалии над газо-водяным и водо-нефтяным контактами.. [Корниенко, 2002].

Важным применением тепловых снимков является контроль промышленных стоков, загрязнений акваторий; аварий на нефтепроводах, пожаров, незаконных факелов.

Радиолокационная съемка основана на способности геолого-геоморфологических объектов по-разному отражать направленные на них радиоимпульсы сантиметрового диапазона. С помощью специальной аппаратуры формируется изображение, яркость которого пропорциональна интенсивности отраженного радиосигнала. Проникающая способность радиоимпульсов и очень четкое изображение рельефа даже при небольших превышениях используются для выявления структуры и состава горных пород под снегом, льдом, растительным покровом, маломощным чехлом рыхлых отложений, обнаружения неглубоко залегающих грунтовых вод и т.д.

Глубина проникновения при радиолокационной съемке зависит, с одной стороны, от соотношения между длиной волны падающего сигнала и неровностями облучаемой поверхности, а с другой - от значения комплексной диэлектрической постоянной её материала. Как правило, проникающая способность микроволн возрастает с ростом длины волны, но все равно это десятки сантиметров и первые метры. На рис. 5.9 изображен фрагмент радиолокационного изображения среднего течения р. Нил.




c:\documents and settings\userxp\рабочий стол\14-конспект-поиски\курс-основы поисков\электр-поиски\часть 3\3-20-2аэрокосмические\6-радиолокационное.png

Рис. 5.9. Фрагмент радиолокационного изображения среднего течения р. Нил.

По облику рельефа, дешифрирующегося под наносами песка и речных отложений (аллювия) видно строение коренных пород, разломы и границы между различными породами. В отличие от съемок в видимом спектре, радиолокационные съемки можно производить в любых метеоусловиях (за исключением грозы), в любое время суток и года.

Обработка по специальной методике гиперспектральных снимков в комплексе с радиолокационными и тепловыми изображениями позволяет выделить слабые спектральные аномалии, которые возникают в результате миграции углеводородов к дневной поверхности. [Безукладнов, 2000]. Однако к известным закономерностям изменения фототона над месторождениями надо подходить индивидуально. Например, иногда над месторождениями углеводородов фототон делается более белесым за счет обеднения почвы гумусом, а иногда – более темным за счет восстановительных реакций при окислении углеводорода. Но главное – техногенные изменения при геолого-разведочных работах так искажают тонкие взаимосвязи компонентов ландшафта, что увидеть их можно только на архивных изображениях, сделанных до открытия месторождения.

Чтобы извлечь из изображения целевую информацию, его необходимо отдешифрировать – распознать в линиях, пятнах, аномалиях спектральной яркости (фототона) и фоторисунка те расположенные в недрах объекты, которые они отражают. Геологическое дешифрирование глубинного строения недр возможно потому, что благодаря системным свойствам недр его аномалии так, или иначе проявляются на поверхности, отражаются в ландшафте и могут быть зафиксированы на материалах дистанционных съемок. При этом космическое изображение сравнивается с эталонным образом искомого объекта. Эти эталонные образы хранятся либо в памяти исследователя и оказались там благодаря предыдущему опыту, либо во внешних по отношению к исследованию банках образов – каталогах, фототеках, описаниях и т.д. Интерпретация глубинного строения достигается исключительно благодаря отражению на дневной поверхности строения недр в виде аномалий отдельных компонентов ландшафта, или их комплексов (рельеф, гидросеть, растительный покров, почвы и т.д.).

На снимках мы никогда не увидим месторождения углеводородов, или других объектов нефтегазогеологического районирования, а только их поисковые признаки и поисковые критерии. Дешифровочные признаки одних и тех же объектов обычно отличаются друг от друга в различных геологических контекстах, ландшафтных условиях, на изображениях, сделанных в разное время года и на разных снимках. Поэтому нефтегазогеологическое дешифрирование так трудно формализовать и его успех во многом зависит от квалификации исполнителя.

Методики геологического дешифрирования чрезвычайно разнообразны. Из их арсенала исследователь выбирает ту систему, от набор, который позволяет оптимально решать поставленные перед ним задачи.

По способу работы с изображениями выделяют визуальное (экспертное, авторское) и инструментальное (компьютерное, автоматизированное) дешифрирование.

При визуальном дешифрировании снимки или другие материалы, предназначенные для работы, воспринимаются и осмысляются непосредственно. Результатом является формирование модели, которая в свою очередь, влияет на восприятие изображения, корректируя его. Модель регистрируется в той или иной форме (схемы, карты, описания и пр.), проверяется полевыми или иными методами и после соответствующей правки оформляется окончательно в виде материалов дешифрирования. Инструментальное дешифрирование осуществляется с помощью приборов. Сейчас, как правило, эти виды дешифрирования используются совместно.

Как визуальное, так и инструментальное дешифрирование может быть качественным или количественным (измерительным). При качественном дешифрировании на снимках выделяются предполагаемые геологические объекты. При количественном - измеряются их размеры и другие характеристики: спектральная яркость отдельных частей изображения или спектры его изменения. Спектральная яркость является числовым выражением фототона отдельного фрагмента снимка, а спектр – его фоторисунка.

По способу извлечения информации из изображений различают контрастно-аналоговое и ландшафтно-индикационное дешифрирование. Первое обусловлено тем, что одинаковые объекты в сходных условиях выглядят на изображениях одинаково, а различные – по-разному. То есть при контрастно-аналоговом дешифрировании используются аналогии. При ландшафтно-индикационном дешифрировании выявляются ландшафтные индикаторы, указывающие на наличие на изображении искомого объекта.

При работе исследователь опирается на дешифровочные признаки, т. е. те особенности изображения, которые позволяют сопоставить его с природными объектами. Дешифровочные признаки делятся на прямые и косвенные.

Прямые признаки относятся непосредственно к выделяемому геологическому объекту и отражают его образ. Например, прямым дешифровочным признаком поисковой площади является сеть сейсмических профилей (рис. 5.10.а), а месторождения – его наземная инфраструктура (рис. 5.10.б).



c:\documents and settings\userxp\рабочий стол\14-конспект-поиски\курс-основы поисков\электр-поиски\часть 3\3-20-2аэрокосмические\7-верхняя-чона-просеки.png

c:\documents and settings\userxp\рабочий стол\14-конспект-поиски\курс-основы поисков\электр-поиски\часть 3\3-20-2аэрокосмические\8-самотлор.png

а

б

Рис. 5.10.а. Фрагмент лицензионного участка в районе Верхней Чоны. Восточная Сибирь. Видна сеть просек для сейсмических профилей, б - фрагмент Самотлорского месторождения. Система скважин
Косвенными дешифровочными признаками называются особенности изображения определенных элементов ландшафта, раскрывающие геологические объекты, не наблюдаемые непосредственно. Косвенный дешифровочный признак разлома - трассирующиеся по одной прямой линии линейные фотоаномалии (рис. 5.11.а,б).

c:\documents and settings\userxp\рабочий стол\14-конспект-поиски\курс-основы поисков\электр-поиски\часть 3\3-20-2аэрокосмические\9-верхрвья-пур.png

c:\documents and settings\userxp\рабочий стол\14-конспект-поиски\курс-основы поисков\электр-поиски\часть 3\3-20-2аэрокосмические\10-прямолинейная цепочка-озер.png

а

б

Рис. 5.11. Пример прямолинейных аномалий речной сети: а - Западная Сибирь, реки в верховьях р. Пур, б - прямолинейная цепочка озер, сменяющая по простиранию прямолинейную долину реки. Юг Западной Сибири
Отнесение дешифровочных признаков к прямым или косвенным зависит от задачи дешифрирования.

Перечисленные методы дешифрирования авторские, экспертные и в значительной степени зависят от личностных качеств дешифровщика и его принадлежности к той, или иной научной школе. Поэтому большие надежды возлагаются на компьютерное дешифрирование. Один из примеров такого подхода воплощен в ГИС технологии обработки и интерпретации материалов дистанционного зондирования, разработанной во ВНИИКАМ [ГИС-технология, 1999].

По


следующая страница >>