Применение геоакустической эмиссии и электромагнитного излучения в комплексе со стандартными методами геофизических исследований для выявления зон геодинамической активности в рудных скважинах

Объект исследований. Скважина №1 Северо-Тараташского участка (Средний Урал) и скважина №2 ВосточноТарутинского месторождения (Южный Урал). Литологический разрез скв. №1 сложен преимущественно гнейсами с маломощными прослоями долеритов, кварцитов, габбро и магнетитовыми кварцитами. Литологический разрез скв. №2 представлен диоритовым порфиритом, скарном, пропилитом, метасоматитами. По всему разрезу наблюдается сульфидная и магнетитовая минерализации с различным содержанием рудных компонентов.

Цель. Выявление зон геодинамической активности горных пород посредством измерения сигналов геоакустической эмиссии и электромагнитного излучения в комплексе со стандартными методами геофизических исследований скважин.

Методика. Расчет и анализ коэффициентов корреляции Пирсона для параметров геоакустической эмиссии, электромагнитного излучения и параметров стандартного комплекса геофизических исследований. Сопоставление диаграмм измеренных параметров с учетом значимых коэффициентов корреляции и литологического строения исследуемых скважин.

Результаты. Рассчитаны коэффициенты корреляции между параметрами электромагнитного излучения и геоакустической эмиссии, кажущимся электрическим сопротивлением, потенциалами собственной поляризации, магнитной восприимчивостью, кавернометрией и естественной радиоактивностью горных пород. В скв. №1 и 2 выявлены зоны геодинамической активности горных пород в интервалах оруденения и по контактам руда–вмещающая порода. Дана качественная оценка геодинамической активности скважин.

Выводы. Зоны геодинамической активности горных пород проявляются в полях геоакустической эмиссии и электромагнитного излучения в широком диапазоне частот. Комплексирование результатов каротажа геоакустической эмиссии и электромагнитного излучения со стандартными методами геофизических исследований скважин позволяет не только проводить литологическое расчленение разреза скважины, но и выделять зоны нарушенности и трещиноватости горных пород.

1. Астраханцев Ю.Г., Баженова Е.А., Белоглазова Н.А., Вдовин А.Г., Глухих И.И., Иванченко В.С., Хачай О.А. (2018) Комплексные геофизические исследования массивов горных пород в естественном залегании. (Отв. ред. О.А. Хачай). Екатеринбург: УрО РАН, 105 с. ISBN 978-5-7691-2517-1.

2. Аузин А.А., Ахмад Х.М. (2019) Возможности скважинной термометрии при решении гидрогеологических задач. Вестн. Воронеж. гос. ун-та. Сер.: Геол., (1), 72-75.

3. Белоглазова Н.А., Троянов А.К. (2003) Оптимизация комплекса информативных параметров геоакустических шумов при решении задач в нефтегазовых скважинах. Материалы XIII сессии Российского акустического общества. М., 57-60

4. Беспалько А.А. (2019) Физические основы и реализация метода электромагнитной эмиссии для мониторинга и краткосрочного прогноза изменений напряженно-деформированного состояния горных пород. Дисс. … докт. техн. наук. Томск: ФГАОУ ВО НИ ТПУ, 395 с.

5. Беспалько А.А., Яворович Л.В., Федотов П.И. (2005) Связь параметров электромагнитных сигналов с электрическими характеристиками горных пород при акустическом и квазистатическом воздействиях. Изв. Томск. политехн. ун-та, 308(7), 18-23.

6. Битнер А. К., Прокатень Е.В. (2018) Методы исследования пород-коллекторов и флюидов: учеб. пособие. Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 224 с. ISBN 978-5-7638-3819-0.

7. Вдовин А.Г. (2019) Лабораторные исследования сигналов электромагнитного излучения на образцах с различной магнитной восприимчивостью. Урал. геофиз. вестн., 4(38), 4-9.

8. Демин В.М., Майбук З.-Ю. Я., Лементуева Р.А. (1998) О роли пьезоэффекта при механоэлектрическом преобразовании в полиметаллических рудах. Физика Земли, (11), 50-55.

9. Дьяконов Б.П., Улитин Р.В. (1982) Земные приливы и вариации физических характеристик горных пород. ДАН СССР, 264(2), 322-325.

10. Ипатов А.И., Городнов А.В., Ипатов С.И., Марьенко Н.Н., Петров Л.П., Скопинцев С.П. (2004) Исследование амплитудно-частотных спектров сигналов акустического и электромагнитного шума при фильтрации флюидов в породах. Геофизика, (2), 25-30.

11. Косарев И.Б., Соловьев С.П. (2011) Физические модели генерации электромагнитных сигналов при деформации и разрушении горных пород с низкой пористостью. Динамические процессы в геосферах, (2), 165-176.

12. Орехов А.Н., Амани М.М.М. (2019) Возможности геофизических методов для прогнозирования трещиноватости коллекторов. Изв. Томск. политехн. ун-та. Инжиниринг георесурсов, 330(6), 198-209.

13. Перелыгин В.Т., Машкин К.А., Рыскаль О.Е., Коротченко А.Г., Гайнетдинов Р.Г., Романов В.М., Глухов В.Л., Сафонов П.А., Камалтдинов А.Ф., Огнев А.Н., Шабиев И.Х. (2015) Аппаратурно-методические комплексы для исследования рудных, угольных и гидрогеологических скважин. Каротажник, 9(255), 99-127.

14. Пимонов А.Г., Иванов В.В. (1990) Имитационная модель процесса трещинообразования в очагах разрушения горных пород. ФТПРПИ, (3), 34-37.

15. Полтавцева Е.В., Власов Ю.А., Гаврилов В.А. (2013) Исследование откликов на приливное воздействие в рядах скважинных геоакустических измерений. Вестн. Камчатской региональной ассоциации Учебно-научный центр. Сер.: Науки о Земле, 2(22), 178-183.

16. Садовский М.А., Болховитинов Л.Г., Писаренко В.Ф. (1982) О свойстве дискретности горных пород. Изв. АН СССР. Физика Земли, (12), 3-18.

17. Троянов А.К., Дьяконов Б.П., Мартышко П.С., Астраханцев Ю.Г., Начапкин Н.И., Гаврилов В.А., Белоглазова Н.А. (2011) Сейсмоакустическая эмиссия и электромагнитное излучение трещиноватых пород в скважинах. Докл. АН, 436(1), 118-120.

18. Троянов А., Иголкина Г.В., Астраханцев Ю.Г., Баженова Е.А. (2012а) Трехкомпонетный геоакустический каротаж для контроля при разработке газовых месторождений. Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений, 2, 53-58.

19. Троянов А.К., Мартышко П.С., Юрков А.К., Дьяконов Б.П., Астраханцев Ю.Г., Начапкин Н.И., Козлова И.А., Баженова Е.А., Вдовин А.Г. (2012б) Выделение проницаемых зон по скважинным наблюдениям сейсмоакустической эмиссии и концентрации гелия. Докл. АН, 445(2), 210-213.

20. Ягафаров А.К., Клещенко И.И., Новоселов Д.В. (2013) Современные геофизические и гидродинамические исследования нефтяных газовых скважин: учеб. пособие. Тюмень: ТюмГНГУ, 140 c.

21. Li D., Huang L., Zheng Y., Li Y., Wannamaker P., Moore J. (2022) Feasibility of source-free DAS logging for nextgeneration borehole imaging. Sci. Rep., 12(1), 11910

22. Mari J.L., Delay F., Voisin C., Gaudiani P. (2023) Active and Passive acoustic logging applied to the detection of preferential flow in a sedimentary aquifer. Sci. Technol. Energy Transit., 78, 25.

23. Rader D. (1975) Acoustical logging of oil wells. J. Acoust. Soc. Amer., 57(S1), S29-S30.