Дистанционные геофизические исследования геологической среды методом космической и авиационной тепловизионной съемки

Решаемые задачи охватывают геологическую (поиски месторождений полезных ископаемых–нефть, газ, вода) и нефтегазовую (контроль за техническим состоянием нефте-и газопроводов) отрасли, геоэкологию, строительство, электроэнергетику, сельское хозяйство.

В основу технологии положено дистанционное непрерывное зондирование Земли с получением разновременных космических и разновысотных авиационных (вертолетных и/или дирижабельных) снимков теплового излучения в видимом и инфракрасном (8–14 мкм) диапазонах. Вычисляется эффективная плотность потока теплового излучения на заданных глубинах.

Используемые технические средства–снимки с космических аппаратов«Landsat-5», «Landsat-7», «Terra»,«Aqua» и видеотепловизионного комплекса на базе вертолета «Ми-2» или теплового дирижабля в составе:

•тепловизионная система NEC Thermo Tracer TH9260;

•цифроваяфотокамераCANON EOS350D; •система спутниковой навигации GarminGPSMAP496, обеспечивающая географическую привязку результатов тепловизионной съемки;

•бортовой вычислительный комплекс для управления и накопления информации.

Моделирование теплового поля Земли. По тепловому полю поверхности Земли исследуется эффективная плотность потока теплового излучения (суммарная энергетическая яркость излучающего тела) на заданных глубинах. В процессе интерпретации рассчитывается объемная модель среды. Выявляемые в разрезе геотермические аномалии позволяют формализовать их в реальные модели среды, так как температурный режим пород (ниже нейтрального слоя) определяется восходящим эндогенным тепловым потоком, динамикой геологической среды и тепловыми свойствами пород.

 

Геохимические методы основаны на изучении закономерностей пространственного распределения химических элементов или их природных соединений в литосфере и др. средах. В геохимических методах обычно оценивают концентрации ряда характерных для данного месторождения элементов-индикаторов, аномальные концентрации которых могут незначительно отличаться от геохимического фона. При этом используют высокочувствительные методы анализа.

Геохимические методы обычно дополняют геофизические методы, включают газовую, микробиологическую, люминесцентно-битумологическую и радиоактивную съемку. Газовая съемка проводится для определения микроконцентраций углеводородных газов в пробах грунта и припочвенного слоя воздуха, а также подземных вод, вытекающих на поверхность. Геохимические методы поиска используют преимущественно для поисков месторождений:

· Погребенных – т.е. покрытых более молодыми отложениями;

· Слепых – т.е. не затронутых эрозионным срезом

· Таких, в которых рудные тела внешне не отличаются от безрудных пород (например, в месторождениях редких, радиоактивных и рассеянных элементов)

С применением геохимических методов поиска открыты месторождения нефти и газа в Ухтинском районе.

Микробиологическая съемка выявляет в почве микроорганизмы, питающиеся углеводородами, аномалии в их распространении.

Люминесцентно-битумологическая съемка. Над залежами нефти обычно увеличено содержание битумных соединений в породе. Если пробу породы облучить ультрафиолетовым светом, то микропримеси битумных соединений начинают светиться. По характеру свечения и его интенсивности определяют присутствие битумных соединений в породе и его возможную связь с нефтяной залежью. В этом сущность принципа люминесцентно-битумологической съемки.

Радиоактивная съемка. При радиоактивной съемке измеряется радиоактивный фон, который обычно над нефтяными и газовыми залежами ниже.

Эффективность геохимических методов может быть обеспечена прежде всего высочайшей чувствительностью регистрирующих приборов, которые, например, должны надежно обнаруживать один атом примеси (УВ, микроорганизмов) среди десяти или даже 100 миллионов других атомов

 

Достижения последних 20-15 лет позволили широко применять геоинформационные компьютерные технологии для обработки и интерпретации получаемой геолого-геофизической компьютерной информации. В отличие от старых двухмерных плоскостных геологических моделей типа 2D с середины 70-хх годов XX века применяется трехмерное, объемное, пространственное моделирование – сейсморазведка 3D, особенно для случаев сложного геологического строения при шельфовых поисках нефти и газа, а также обязательно для глубоких скважин на суше и в море (Chevron и др.). С 1993 г. передовые нефтяные и геофизические компании (Shell, Schlumberger и др.) используют сейсморазведку 4D – сейсмомониторинг, позволяющий отслеживать также и изменения во времени, происходящие на месторождении по мере его разработки.