Спосіб геофізичної розвідки

Реферат: Винахід належить до геофізики, зокрема до області електромагнітної розвідки з використанням вимірювань природного імпульсного електромагнітного поля Землі (ПІЕМПЗ), та може бути використаний для виявлення та картування структурних і літологічних неоднорідностей земної кори, для пошуку та розвідки родовищ корисних копалин, в тому числі, родовищ нафти і газу в UA 111252 C2 (12) UA 111252 C2 умовах наявності завад від локальних (розташованих на досліджуваній території і безпосередньо поблизу неї) і віддалених джерел. Використання запропонованого способу дозволяє підвищити ефективність виявлення та картування структурних і літологічних неоднорідностей земної кори на основі вимірювань параметрів природнього імпульсного електромагнітного поля Землі: геологічних розломів і місць їх пересікання, тріщин, меж різнорідних порід, вуглеводневих пасток. Це досягається за рахунок підвищення ефективності виділення імпульсів ПІЕМПЗ місцевого походження, параметри яких несуть інформацію про геофізичну будову досліджуваної території на фоні завад від локальних (розташованих на досліджуваній території і безпосередньо поблизу неї) і віддалених джерел, в тому числі завад природного (атмосферного і літосферного) походження. UA 111252 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до геофізики, зокрема до області електромагнітної розвідки з використанням вимірювань природного імпульсного електромагнітного поля Землі (ПІЕМПЗ), та може бути використаний для виявлення та картування структурних і літологічних неоднорідностей земної кори, для пошуку та розвідки родовищ корисних копалин, в тому числі, родовищ нафти і газу в умовах наявності завад від локальних (розташованих на досліджуваній території і безпосередньо поблизу неї) і віддалених джерел. Геофізичні дослідження, направлені на пошук та розвідку корисних копалин, дуже часто мають певні ускладнення, пов'язані не лише з складністю геологічної будови досліджуваної території, а й з технічними можливостями проведення досліджень. Однією з перешкод при проведенні геофізичної розвідки є наявність електромагнітних завад, у тому числі небажаних фізичних явищ або впливів електричних, магнітних або електромагнітних полів, електричних струмів або напружень зовнішнього або внутрішнього джерела, які порушують нормальну роботу технічних засобів або викликають погіршення їх технічних характеристик і параметрів. Крім того, електромагнітні завади можуть бути природного походження (космічні шуми, радіовипромінювання Землі і об'єктів Сонячної системи, атмосферні завади Землі) або вони можуть також бути генеровані штучно (індустріальні або промислові завади — випромінювання промислових машин, побутових електроприладів і т. д.; контактні завади - завади, що виникають при перехідних процесах; станційні завади - від інших радіоелектронних засобів: радіостанцій і ін.). Таким чином, більшість способів та пристроїв геофізичної розвідки мають на меті створення такої системи, алгоритму роботи, які забезпечили б отримання найбільш достовірних результатів, навіть при умові існування електромагнітних завад. Заявнику відомо багато аналогічних способів та відповідних пристроїв геофізичної розвідки, серед яких найближчими за сукупністю суттєвих ознак є наступні. Відомий пристрій для реєстрації природного імпульсного електромагнітного поля Землі, за допомогою якого може бути реалізований спосіб геофізичної розвідки, який містить магнітну антену, з'єднану з підсилювачем, послідовно з'єднані блок фільтрів, підсилювач з програмованим коефіцієнтом підсилювання, аналогово-цифровий перетворювач, мікропроцесор ЕОМ та пристрій оперативної пам'яті з незалежним живленням, а також амплітудний дискримінатор з програмованим порогом дискримінації, підключений своїм входом до виходу підсилювача з програмованим коефіцієнтом підсилення. При цьому пристрій додатково містить багатоканальний з паралельними каналами адаптивний режекторний фільтр, підключений входом до підсилювача, першим виходом - до блока фільтрів, а другим виходом до мікропроцесора ЕОМ, при цьому в багатоканальному режекторному фільтрі кожний канал підключений до спільного входу і вміщує послідовно з'єднані вузькосмуговий фільтр, амплітудний детектор, схему керованого порогу та індикатор завади, а також ключову схему, підключену сигнальним входом до виходу вузькосмугового фільтра, керуючим входом - до другого виходу схеми керованого порогу, а виходом - до відповідного входу схеми додавання зі спільним виходом та до відповідного входу мікропроцесора ЕОМ (патент України UA 70417 на винахід, опублікований 15.10.2004, бюлетень № 10). Одним з недоліків способу, який реалізується відомим пристроєм, є те, що відсутні засоби для виділення сигналів ПІЕМПЗ місцевого походження, які несуть інформацію про геофізичну будову території, що досліджується, з загального потоку сигналів ПІЕМПЗ, які можуть включати і завади від локальних та віддалених джерел. Це б, в свою чергу, дозволило підвищити точність отримання даних про геофізичні аномалії та картування на основі цих даних, та, відповідно, результати встановлення наявності та місце розташування родовищ корисних копалин, зокрема вуглеводнів. Найбільш близьким за своєю суттю є спосіб геофізичної розвідки, що його вибрано за прототип, який включає проведення синхронних вимірювань інтенсивності природного імпульсного електромагнітного поля Землі (ПІЕМПЗ) в різних точках досліджуваної території, при цьому всі вимірювання проводять в діапазоні дуже низьких частот не менш ніж у двох різних в напрямках прийому сигналу, побудова графіків просторових змін інтенсивності полів уздовж профілю робіт, за якими дають геологічну інтерпретацію отриманих результатів, причому до перспективних територій, що містять нафту або газ, відносять територію з аномально низькими значеннями інтенсивності ПІЕМПЗ, додатково реєструють момент приходу і число імпульсів природного імпульсного електромагнітного поля Землі, при цьому спочатку антени n-пристроїв для реєстрації природного імпульсного електромагнітного поля Землі, де n=2, 3, 4, встановлюють на відстані не більше 1 м один від одного і для однакових каналів прийому орієнтують антени в однаково заданих напрямках простору, налаштовують чутливість каналів за типовим добовим ходом ПІЕМПЗ, потім порівнюючи один з одним показання пристроїв, 1 UA 111252 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 вирівнюють чутливість каналів, що приймають сигнали з однакових напрямків, регулюючи коефіцієнти ослаблення і величини опорних напруг, отримані параметри настройки пристроїв запам'ятовують, потім проводять синхронні вимірювання часових варіацій полів усіма пристроями протягом робочих годин, визначають середні значення інтенсивності для кожного пристрою і кожного напрямку прийому сигналів, будують графіки зміни середньої інтенсивності від часу, порівнюючи отримані графіки між собою, сортують пристрої на реперні та маршрутні, причому як реперні вибирають ті пристрої, показання яких близькі до середніх значень показань всіх пристроїв, серед реперних пристроїв вибирають базовий пристрій, що зареєстрував найбільш близькі значення інтенсивності сигналу до середніх значень показань реперних пристроїв, для всіх пристроїв і кожного напрямку прийому сигналу визначають передавальні функції, що відображають різницю в показаннях кожного пристрою до показань базового пристрою в певний робочий час, будують графіки цих залежностей, згладжують їх ковзаючим вікном такої тривалості, щоб вони не мали гострих стрибків, потім встановлюють реперні пристрої, включаючи базовий, в обраних точках досліджуваної території, орієнтують антени їх однакових каналів прийому в однаково заданих напрямках простору, використовуючи параметри, визначені при налаштуванні, по сигналу точного часу проводять вимірювання в безперервному режимі, із попередньо заданою дискретністю опитування каналів, потім використовуючи маршрутні пристрої проводять профілювання, причому орієнтують їх антени в просторі так, щоб їх орієнтація збігалася з орієнтацією антен реперних пристроїв, а параметри налаштування і вимірювання відповідали раніше вибраним значенням, визначають варіації виміряних параметрів ПІЕМПЗ вздовж профілю, шляхом видалення з показань маршрутних пристроїв часових варіацій, зареєстрованих реперними пристроями, роблять висновок про наявність геофізичної аномалії на вивченому профілі, картують межі аномалій і дають геологічну інтерпретацію отриманих результатів, при цьому наявність структурних і літологічних неоднорідностей оцінюють за зміною інтенсивності сигналу, а розривні порушення виявляють за підвищеними значеннями інтенсивності сигналу, причому великі і трансконтинентальні розломи підвищують інтенсивність сигналу в районі берегів і знижують інтенсивність сигналу в осьовій зоні, а при картуванні кордонів родовищ вуглеводнів або інших корисних копалин порівнюють показання маршрутних пристроїв з показаннями реперних, які встановлюють на продуктивній території, і вважають продуктивними ті території, де параметри, що реєструються, незначно відрізняються від параметрів, що реєструються реперними пристроями, решту території відносять до малопродуктивної, за межами продуктивних і малопродуктивних територій окреслюють межу родовища, у разі якщо інформація про продуктивність території відсутня, то проводячи вищевказані вимірювання, визначають території з максимально низькою і максимально високою інтенсивністю ПІЕМПЗ, потім використовуючи інші способи геофізичної розвідки або буріння визначають в одній з аномальних територій наявність нафти чи газу, за отриманими комплексними результатами ділять решту території на продуктивну і непродуктивну (міжнародна заявка WO2010/082868 А1 на винахід, опублікована 22.07.2010 р.). Недоліком способу за прототипом є те, що додатково не здійснюється цифрова фільтрація для виділення сигналів в умовах завад. Відсутність такої зменшує можливість отримання якісних результатів, оскільки в результаті використання цифрової фільтрації здійснюється пригнічення вузькосмугових завад. Крім того, в даному способі відсутня групова обробка сигналів маршрутних і опорних станцій, яка дозволяє проводити виділення сигналів ПІЕМПЗ на фоні імпульсних завад, що дозволяє більш якісно реєструвати ПІЕМПЗ в умовах таких завад. В основу винаходу, способу геофізичної розвідки, поставлене завдання шляхом вдосконалення відомого способу геофізичної розвідки, відповідно до прототипу, підвищити ефективність виявлення та картування структурних і літологічних неоднорідностей земної кори на основі вимірювань параметрів природного імпульсного електромагнітного поля Землі, зокрема, геологічних розломів і місць їх пересікання, тріщин, меж різнорідних порід, вуглеводневих пасток. Вдосконалення відомого способу геофізичної розвідки на основі реєстрації природного імпульсного електромагнітного поля Землі здійснюється за рахунок підвищення ефективності виділення імпульсів ПІЕМПЗ місцевого походження, параметри яких несуть інформацію про геофізичну будову досліджуваної території на фоні завад від локальних (розташованих на досліджуваній території і безпосередньо поблизу неї) і віддалених джерел, в тому числі завад природного (атмосферного і літосферного) походження. Поставлена задача вирішується таким чином, що спосіб геофізичної розвідки, так само як і в прототипі, включає проведення синхронних вимірювань інтенсивності природного імпульсного електромагнітного поля Землі (ПІЕМПЗ) в різних точках досліджуваної території, при цьому всі вимірювання проводять в діапазоні дуже низьких частот не менш ніж у двох різних напрямках 2 UA 111252 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 прийому сигналів за допомогою опорних і маршрутних пристроїв, на початку проводять налаштування чутливості та ідентичності прийому сигналів усіма опорними і маршрутними пристроями, антени однакових каналів прийому всіх задіяних пристроїв орієнтують в однаково заданих напрямках простору, здійснюють побудову графіків просторових змін інтенсивності електромагнітного поля вздовж профілю робіт, визначення наявності геофізичної аномалії на досліджуваному профілі, при цьому наявність структурних і літологічних неоднорідностей оцінюють за аномальною зміною інтенсивності ПІЕМПЗ, картування межі аномалій, підготовку геологічної інтерпретації отриманих результатів, відповідно до заявленого винаходу, додатково встановлюють опорні пристрої для вимірювання електромагнітного поля для подальшої компенсації завад від локальних і віддалених джерел, встановлюють на кожному пікеті не менше двох маршрутних пристроїв, проводять профілювання при одночасному вимірюванні сигналів усіма маршрутними і опорними пристроями із попередньо заданою дискретністю, проводять цифрову фільтрацію для виділення сигналів в умовах завад, проводять групову обробку сигналів від опорних і маршрутних пристроїв шляхом встановлення допустимих діапазонів значень коефіцієнтів взаємних кореляцій між сигналами відповідних каналів різних маршрутних пристроїв, різних маршрутних та опорних пристроїв, встановлення часового інтервалу для розрахунку коефіцієнтів взаємних кореляцій сигналів, розрахунку коефіцієнтів взаємних кореляцій між сигналами відповідних каналів маршрутних пристроїв, між сигналами відповідних каналів маршрутних і опорних пристроїв, порівняння значень кожного з розрахованих коефіцієнтів взаємних кореляцій для кожного маршрутного пристрою та відповідних допустимих діапазонів значень коефіцієнтів взаємних кореляцій сигналів з наступним визначенням сигналу маршрутного пристрою як сигналу ПІЕМПЗ в точці поточного розташування маршрутного пристрою за умови відповідності значень розрахованих коефіцієнтів взаємних кореляцій попередньо заданому відповідному допустимому діапазоні коефіцієнтів взаємних кореляцій, далі для кожного маршрутного пристрою в межах часового інтервалу, відповідного заданій дискретності вимірювання сигналів, підраховують кількість сигналів визначених як сигнали ПІЕМПЗ в кожній точці поточного розташування відповідного маршрутного пристрою та визначають інтенсивність ПІЕМПЗ у цих точках для наступного картування меж геофізичної аномалії на основі значення інтенсивності ПІЕМПЗ в різних точках досліджуваної території. Між сукупністю суттєвих ознак винаходу і результатом, що досягається при застосуванні винаходу, є наступний причинно-наслідковий зв'язок. В процесі досліджень з використанням відомого способу, зокрема, відомого з рівня техніки, винахідником були здійснені дослідження відносно підвищення ефективності виявлення та картування структурних і літологічних неоднорідностей земної кори на основі вимірювань параметрів природного імпульсного електромагнітного поля Землі та випробування запропонованого способу. В процесі проведення цих випробувань винахідником встановлено, що технічний результат досягається лише при умові застосування певних додаткових робіт та розрахунків, пов'язаних з фільтрацією і обробкою отриманих даних в процесі досліджень. Для вирішення поставленої задачі, а саме підвищення ефективності виявлення та картування структурних і літологічних неоднорідностей земної кори на основі вимірювань параметрів природного імпульсного електромагнітного поля Землі, винахідником була визначена необхідність створення способу, який дозволив би покращити здійснення даних досліджень на фоні завад, за рахунок покращення операцій і дій, пов'язаних з цифровою фільтрацією та груповою обробкою отриманої інформації. В процесі проведених досліджень для реєстрації сигналів використовувались однотипні пристрої з максимально близькими характеристиками, які умовно поділяються на маршрутні пристрої та опорні пристрої. Опорні пристрої в процесі вимірювань розташовуються стаціонарно в обраних для реєстрації точках, а маршрутні пристрої можуть перемішатися між обраними пікетами уздовж профілю. Опорні пристрої використовуються для реєстрації часових варіацій магнітної компоненти поля. Проведені випробування показують, що додаткове встановлення опорних пристроїв для подальшої компенсації завад від локальних і віддалених джерел дозволить додатково спочатку зареєструвати інтенсивність сигналів завад від локальних джерел завад. Для цього пристроями (опорними і маршрутними) реєструють інтенсивність сигналів поблизу джерел техногенних завад (наприклад, генеруючі електроенергію станції, трансформаторні підстанції, наземні і підземні лінії електропередач, виробництва та ін.) і одночасно реєструють інтенсивність цих сигналів завад в районі пікетів на профілі. Це дозволить за рахунок проведення аналізу встановити рівень інтенсивності сигналів від локальних джерел завад на досліджуваній території. 3 UA 111252 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Результати аналізу рівня інтенсивності сигналів від локальних джерел завад на досліджуваній території дозволяють уточнити місця установки опорних пристроїв в районі тільки тих джерел локальних завад, сигнали від яких були зареєстровані на досліджуваній території, а також дають можливість встановити опорні пристрої для реєстрації сигналів від віддалених джерел завад на відстані 10-30 км від досліджуваної території. Для отримання необхідних результатів під час виділення слабких сигналів ПІЕМПЗ на кожному пікеті встановлюють не менше двох маршрутних пристроїв. Встановлення не менше двох маршрутних пристроїв на відстані близько 1 м дозволить здійснити певну перевірку відносно отриманої інформації, оскільки сигнали на таких невеликих відстанях не можуть суттєво відрізнятись, це може слугувати достовірністю того, що вони належать даній досліджуваній точці профілю і не є шумом приладу. Проведення профілювання при одночасному вимірювання сигналів всіма маршрутними і опорними пристроями з попередньо заданою дискретністю забезпечується здійсненням наступних етапів проведення досліджень, пов'язаних з обробкою інформації. При цьому дискретність вимірювання сигналів усіма маршрутними і опорними пристроями, допустимі діапазони значень коефіцієнтів взаємних кореляцій між сигналами відповідних каналів різних пристроїв, значення часового інтервалу для розрахунку коефіцієнтів взаємних кореляцій сигналів встановлено винахідником самостійно за результатами статистичної обробки записів інформації з різних районів досліджень, розрахунків, підбору вручну відповідних діапазонів, різних порогів. Ці параметри підлягають уточненню для кожної нової території досліджень. Таким чином, в процесі проведення багатьох досліджень була встановлена дискретність вимірювання сигналів, що починається від 1 с і більше. Крім того, саме за рахунок проведеної статистики були отримані діапазони значень коефіцієнтів взаємних кореляцій для території, представленої в нижче наведеному прикладі. Значення даних діапазонів складають: 0,7-1 - діапазон схожості; (-0,3) - (+0,3) - діапазон відмінності. На відміну від прототипу, в запропонованому способі додатково проводиться цифрова фільтрація для виділення сигналів в умовах завад. Автоматична процедура цифрової фільтрації здійснюється з використанням вейвлет-аналізу вихідного каналу, відомого з рівня техніки (наприклад, Daniel T.L. Lee, Akio Yamamoto, Wavelet Analysis: Theory and Applications, Hewlett-Packard Journal, December 1994). В результаті використання цифрової фільтрації здійснюється пригнічення вузькосмугових завад, які проявляються у вигляді піків у спектрі сигналу, при умові, що дані піки одночасно присутні в сигналах маршрутних та опорних пристроїв. Після проведення цифрової фільтрації в запропонованому способі проводиться групова обробка сигналів маршрутних і опорних станцій, при якій здійснюється виділення сигналів ПІЕМПЗ на фоні імпульсних завад, які одночасно реєструються маршрутними і опорними станціями. Саме застосування групової обробки шляхом встановлення допустимих діапазонів значень коефіцієнтів взаємних кореляцій між сигналами відповідних каналів різних маршрутних пристроїв, різних маршрутних та опорних пристроїв, встановлення часового інтервалу для розрахунку коефіцієнтів взаємних кореляцій сигналів, розрахунку коефіцієнтів взаємних кореляцій між сигналами відповідних каналів маршрутних пристроїв, між сигналами відповідних каналів маршрутних і опорних пристроїв, порівняння значень кожного з розрахованих коефіцієнтів взаємних кореляцій для кожного маршрутного пристрою та відповідних допустимих діапазонів значень коефіцієнтів взаємних кореляцій сигналів з наступним визначенням сигналу маршрутного пристрою як сигналу ПІЕМПЗ в точці поточного розташування маршрутного пристрою, за умови відповідності значень розрахованих коефіцієнтів взаємних кореляцій попередньо заданому відповідному допустимому діапазоні коефіцієнтів взаємних кореляцій, дозволяє провести виділення ПІЕМПЗ на фоні імпульсних завад, що дозволяє більш якісно реєструвати ПІЕМПЗ в умовах таких завад. При цьому під різними маршрутними та опорними пристроями маються на увазі однакові маршрутні та опорні пристрої, які використовують під час профілювання при здійсненні заявленого способу та є такими, що відрізняються місцем розташуванням у певний проміжок часу. Групова обробка дозволяє виділити імпульси ПІЕМПЗ саме в точці розташування маршрутного пристрою з сукупності імпульсів, включаючи як ПІЕМПЗ, так і імпульси завад від локальних та віддалених джерел. Підрахунок кількості сигналів визначених як сигнали ПІЕМПЗ у кожній точці поточного розташування відповідного маршрутного пристрою здійснюється для кожного маршрутного 4 UA 111252 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 пристрою в межах часового інтервалу, відповідного заданій дискретності вимірювання сигналів, за рахунок чого визначається інтенсивність ПІЕМПЗ, на основі просторової зміни якої на досліджуваній території роблять висновок про наявність геофізичної аномалії на вивченому профілі, проводять картування межі аномалій на основі значення інтенсивності ПІЕМПЗ в різних точках досліджуваної території і дають геологічну інтерпретацію отриманих результатів, таким чином, забезпечуючи можливість здійснення пошуку та розвідки родовищ корисних копалин, зокрема, родовищ нафти і газу. Заявлений винахід ілюструється наступним варіантом здійснення способу, прикладом реалізації даного способу, а також відповідними кресленнями. На фіг. 1 приведена структурна схема пристрою реєстрації сигналів ПІЕМПЗ, на якій зображено: 1 - маршрутні пристрої реєстрації сигналів; 2 - опорні пристрої реєстрації сигналів; 3 - пристрій групової обробки; 4 - електронно-обчислювальна машина (ЕОМ). На фіг. 2 приведена структурна схема пристрою реєстрації сигналів, на якій зображено: 5 канал прийому магнітної компоненти X; 6 - канал прийому магнітної компоненти Y; 7 - канал прийому магнітної компоненти Z; 8 - пристрій управління. На фіг. 3 приведена структурна схема каналу прийому магнітної компоненти, на якій зображено: 9 - індукційний магнітометр; 10 - регульований підсилювач; 11 - аналого-цифровий перетворювач; 12 - мікроконтролер каналу. На фіг. 4 приведена структурна схема пристрою керування (відповідно до прототипу), на якій зображено: 13 - керуючий мікроконтролер; 14 - зумер; 15 - кнопка запуску; 16 - оперативний пристрій; 17 - годинник; 18 - контролер послідовного порту; 19-GPS. На фіг. 5 приведена структурна схема пристрою групової обробки, на якій зображено: 20 мікропроцесор цифрової фільтрації; 21 - мікропроцесор групової обробки; 22 - монітор; 23 пристрій введення (клавіатура). На фіг. 6 показана зміна інтенсивності сигналу в часі за 165 с., зареєстрована на пікеті пристроєм, побудованим на прикладі прототипу (без застосування цифрової фільтрації сигналів). Зміна інтенсивності майже в два рази обумовлена включенням віддаленого джерела завади з 37 по 127 с. УО (умовна одиниця) - нормування поточної кількості імпульсів за секунду на максимальне значення кількості імпульсів за секунду, або за час досліджень, або між усіма пікетами профілю, або між усіма пікетами району досліджень. На фіг. 6а показаний сигнал на виході каналу прийому магнітної компоненти за 165 с. Інтервал зміни амплітуди сигналу збігається з інтервалом зростання інтенсивності на фіг. 6. По горизонталі - smpl - дискрет у часі (в даному випадку, 6 мікросекунд), по вертикалі - smpl дискрет по амплітуді, обумовлений ціною молодшого розряду аналого-цифрового перетворювача (АЦП). На фіг. 6б показана спектрограма сигналу на виході каналу прийому магнітної компоненти за 165 с. Інтервал зміни яскравості спектральних складових збігається з інтервалом зміни амплітуди сигналу на фіг. 6а і зростання інтенсивності на фіг. 6. По горизонталі - smpl - дискрет у часі (в даному випадку, 6 мікросекунд), по вертикалі - smpl - частота, Гц. На фіг. 7 показана зміна інтенсивності сигналу за 165 с. Після застосування цифрової фільтрації сигналів і подальшого розрахунку інтенсивностей аналогічно прототипу. В результаті складові завад, відображених на фіг. 6, фіг. 6а, фіг. 6б, пригнічені. УО (умовна одиниця) нормування поточної кількості імпульсів за секунду на максимальне значення кількості імпульсів за секунду, або за час досліджень, або між усіма пікетами профілю, або між усіма пікетами району досліджень. На фіг. 8а, 8б, 8в показані сигнали на виході каналу прийому магнітної компоненти до застосування цифрової фільтрації (верхні графіки на фіг. 8а, 8б, 8в) і після застосування цифрової фільтрації (нижні графіки на фіг. 8а, 8б, 8в). У правій частині фіг. відображені фрагменти сигналів, виділені стробом на лівій частини малюнків. Навіть візуально видно, що в результаті фільтрації проявляються імпульси (нижні графіки на фіг. 8а, 8в, 8в), які приховані завадою (верхні графіки на фіг. 8а, 8б, 8в). На фіг. 9 показаний вид монітора пристрою групової обробки одночасно записаних сигналів маршрутними і опорними пристроями в межах одного інтервалу дискретизації. Сигнали маршрутних і опорних пристроїв після цифрової фільтрації (верхні 8 рядків), кореляційні залежності між цими сигналами (подальші 7 рядків), результати групового аналізу (віднесення сигналу до ПІЕМПЗ відзначається імпульсом на нижньому рядку), кількість таких імпульсів, за якими прийнято рішення про те, що вони відносяться до ПІЕМПЗ в обраному інтервалі дискретизації у точці розташування маршрутного пристрою. На фіг. 9а показаний вид імпульсної завади одночасно зареєстрованої опорними і маршрутними пристроями (у правій частині виділено стробом). 5 UA 111252 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 На фіг. 9б показаний вид імпульсної завади одночасно зареєстрованої опорними і маршрутними пристроями (у правій частині виділено стробом). На фіг. 9в показаний вид імпульсу одночасно зареєстрованого маршрутними пристроями два верхні рядки і не зареєстрованих опорними пристроями - 3-8 рядки (у правій частині виділено стробом), який віднесений до сигналу ПІЕМПЗ - імпульс у нижньому рядку на початку стробу. На фіг. 9г показаний вид імпульсу, зареєстрованого маршрутними пристроями - два верхні рядки і незареєстрованих опорними пристроями - 3-8 рядки (у правій частині виділено стробом), який віднесений до сигналу ПІЕМПЗ - імпульс у нижньому рядку. На фіг. 9д показаний вид імпульсу, зареєстрованого маршрутними пристроями - два верхні рядки і не зареєстрованого опорними пристроями -3-8 рядки (у правій частині виділено стробом), який віднесений до сигналу ПІЕМПЗ - імпульс у нижньому рядку. На фіг. 10 показана зміна інтенсивності вздовж профілю прокладеного поперек структурної неоднорідності. Початок координат збігається з перетинанням профілю та апріорно відомої структурної неоднорідності (на фіг. 11б, апріорно відома структурна неоднорідність позначена як тектонічне порушення), визначеної за результатами сейсмічних досліджень. При цьому проведена одночасна реєстрація маршрутними і опорними пристроями, цифрова фільтрація і групова обробка відповідно до заявленого способу. УО (умовна одиниця) - нормування поточної кількості імпульсів за секунду на максимальне значення кількості імпульсів за секунду, або за час досліджень, або між усіма пікетами профілю, або між усіма пікетами району досліджень. На фіг. 11а, 11б приведені схеми досліджень на Верхньомасловецькому родовищі: (а) загальна схема; (б) схема в районі профілю. Зображувальні матеріали, що ілюструють заявлений винахід, а також наведений варіант здійснення способу та приклад реалізації даного способу ніяким чином не обмежують обсяг домагань, викладений у формулі, а тільки пояснюють суть винаходу. Спосіб геофізичної розвідки може бути реалізований за допомогою пристрою для реєстрації сигналів, який містить, як і в прототипі, канали прийому і перетворення аналогових сигналів, пристрій керування, який містить керуючий мікроконтролер, годинник, навігаційну систему позиціонування. Відповідно до винаходу, пристрій для реєстрації ПІЕМПЗ (фіг. 1) містить не менше двох маршрутних пристроїв реєстрації сигналів 1 і не менше двох опорних пристроїв реєстрації сигналів 2 і пристрій групової (спільної) обробки інформації 3 від всіх задіяних при реєстрації маршрутних і опорних пристроїв. До того ж пристрій групової (спільної) обробки інформації 3 з'єднаний з ЕОМ 4. Кожний пристрій реєстрації інформації 1, 2 (фіг. 2) містить не менше двох каналів прийому магнітної компоненти, а в даному варіанті реалізації - три канали прийому: 5 канал прийому магнітної компоненти X, 6 - канал прийому магнітної компоненти Y, 7 - канал прийому магнітної компоненти Z, а також пристрій реєстрації інформації містить пристрій управління 8. Кожний канал прийому магнітної компоненти 5, 6, 7 (фіг. 3) пристрою реєстрації сигналів 1, 2 містить послідовно з'єднані між собою індукційний магнітометр 9, регульований підсилювач 10, аналогово-цифровий перетворювач 11 і мікроконтролер каналу 12. Регульований підсилювач 10 підключений до мікроконтролеру каналу 12. Пристрій керування (фіг. 4), як в прототипі, містить керуючий мікроконтролер 13, підключений до кнопки запуску 15, годинника 17, зумера 14, контролера послідовного порту 18, який підключений до GPS-навігатора 19, до пристрою, що запам'ятовує, і годинника, керуючий мікроконтролер зв'язаний з мікроконтролером кожного каналу і пристроєм групової обробки. Пристрій групової обробки (фіг. 5) містить мікропроцесор цифрової фільтрації 20 сигналів, які надходять від пристроїв реєстрації сигналів 1, 2 (маршрутних і опорних), з виходу якого сигнали надходять на вхід мікропроцесора групової обробки інформації 21. При цьому мікропроцесор групової обробки 11 пов'язаний з мікропроцесором цифрової фільтрації 20, монітором 22, клавіатурою 23, ЕОМ 4 і мікроконтролерами пристроїв керування 8 пристроїв реєстрації сигналів стандартними каналами зв'язку. Для пригнічення вузькосмугових завад, які проявляються у вигляді піків у спектрі сигналу, застосовується автоматична процедура цифрової фільтрації з використанням вейвлет-аналізу вихідного сигналу кожного каналу. На фіг. 6, 6а, 6б, 7, 8а, 8б, 8в показані сигнали, які приймаються пристроями без застосування цифрової фільтрації сигналів і з застосуванням цифрової фільтрації сигналів. Показово видно, що після застосування цифрової фільтрації зменшується рівень завад і проявляються імпульси (нижчі графіки на рис. 8а, 8б, 8в), які були приховані завадою (верхні графіки на рис. 8а, 8б, 8в). 6 UA 111252 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Таким чином, застосування цифрової фільтрації дозволяє навіть візуально побачити більш якісне виділення сигналів в умовах вузькосмугових завад. Далі проводять групову обробку інформації, суть якої полягає у виділенні з усієї безлічі сигналів одночасно прийнятих маршрутними і опорними пристроями тих сигналів, які приймаються тільки маршрутними пристроями 1, розташованими на аналізованому пікеті і, отже, одночасно не приймаються всіма опорними пристроями 2 і маршрутними пристроями 1 на інших пікетах, і подальшої реєстрації їх інтенсивності на аналізованому пікеті (підраховують кількість таких сигналів за вибраний інтервал дискретизації). Як міру схожості (відмінності) сигналів одночасно прийнятих пристроями використовують значення коефіцієнта взаємної кореляції між цими сигналами. Вихідною інформацією для групової обробки є: - сигнали з усіх маршрутних і опорних пристроїв, що приймають участь у груповій обробці, що пройшли цифрову фільтрацію (для виділення сигналів в умовах завад); - попередньо задана дискретність опитування пристроїв (інтервал часу, протягом якого здійснюється підрахунок інтенсивності сигналів ПІЕМПЗ); - заданий інтервал часу для обчислення коефіцієнтів взаємних кореляцій сигналів; - задані допустимі діапазони значень коефіцієнтів взаємних кореляцій для прийняття рішення про схожість (відмінність) порівнюваних сигналів (діапазони схожості/відмінності); - заданий максимально можливий час поширення сигналів між маршрутними і опорними станціями. Встановлено наступну послідовність основних операцій групової обробки для кожного з аналізованих пікетів: 1. З урахуванням заданого інтервалу часу для обчислення коефіцієнтів взаємних кореляцій сигналів обчислюють коефіцієнти взаємних кореляцій сигналів між маршрутними пристроями 1, розташованими на аналізованому пікеті, а також: - маршрутними пристроями 1, розташованими на аналізованому пікеті, та - маршрутними пристроями 1, розташованими на сусідніх пікетах; - опорними пристроями 2 для компенсації завад від локальних джерел в районі досліджуваної території; - опорними пристроями 2 для компенсації завад від віддалених джерел. 2. Порівнюють значення кожного з обчислених коефіцієнтів взаємних кореляцій зі значеннями відповідних заданих допустимих діапазонів значень коефіцієнтів взаємних кореляцій для прийняття рішення про схожість (відмінність) порівнюваних сигналів. 3. При одночасному попаданні всіх обчислених коефіцієнтів взаємних кореляцій у відповідні задані допустимі діапазони схожості/відмінності, приймають рішення про те, що аналізований сигнал приймається тільки маршрутними пристроями 1, розташованими на аналізованому пікеті, і визначають сигнал аналізованого маршрутного пристрої як сигнал ПІЕМПЗ на цьому пікеті і цей сигнал враховують при підрахунку інтенсивності ПІЕМПЗ. 4. Зазначені операції повторюються протягом інтервалу часу, що відповідає заданій дискретності опитування пристроїв. Таким чином, в процесі групової обробки одночасно записаної інформації маршрутними і опорними пристроями 1, 2 проводять для кожного пікету розрахунок коефіцієнтів взаємних кореляцій між одночасно прийнятими сигналами відповідних каналів маршрутних пристроїв 1, розташованих на аналізованому пікеті, а також маршрутними пристроями 1, розташованими на аналізованому пікеті, та: - маршрутними пристроями 1, розташованими на сусідніх пікетах; - опорними пристроями 2 для компенсації завад від локальних джерел на досліджуваній території; - опорними пристроями 2 для компенсації завад від віддалених джерел. Далі для кожного пікету визначають сигнал маршрутних пристроїв 1, які відповідають цьому пікету як сигнал ПІЕМПЗ на пікеті при умові, що значення вирахуваних коефіцієнтів взаємних кореляцій сигналів відповідають раніше заданим діапазонам. Як вже було вказано вище, для досліджуваної території були встановленні наступні діапазони: 0,7-1 - діапазон схожості; (-0,3) (+0,3) - діапазон відмінності. Далі для кожного пікету в межах часового інтервалу, який відповідає заданій дискретності запиту пристроїв, підраховують кількість сигналів визначених як сигнали ПІЕМПЗ (інтенсивність ПІЕМПЗ) На фіг. 9, 9а представлений вид монітору пристрою групової обробки інформації від маршрутних і опорних станцій. 7 UA 111252 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 На фіг. 9а, 9б показано, що імпульсна завада (імпульс, який приймається одночасно маршрутними і опорними пристроями - на фіг. присутній на відповідних розгортках сигналів рядках) не визначається як сигнал ПІЕМПЗ (відсутній імпульс в останньому рядку). На фіг. 9в, 8г, 9д показано, що імпульс, який приймається тільки маршрутним пристроєм відноситься до ПІЕМПЗ (присутній відповідний імпульс в останньому рядку). Таким чином, застосування групової обробки дозволяє провести фільтрацію ПІЕМПЗ на фоні імпульсних завад, що дозволяє більш якісно реєструвати ПІЕМПЗ в умовах таких завад. Групова обробка дозволяє виділити імпульси ПІЕМПЗ в точці поточного розташування маршрутного пристрою, що аналізують, з сукупності імпульсів, включаючи як ПІЕМПЗ, так і імпульси завад від локальних та віддалених джерел. Після проведення групової обробки для всіх пікетів зареєстровані інтенсивності ПІЕМПЗ і координати відповідних пікетів надходять на ЕОМ 4 для подальшої обробки спеціальними програмами з метою побудови зміни залежності інтенсивності ПІЕМПЗ на досліджуваній території, картування меж аномалій і геологічної інтерпретації отриманих результатів. Зареєстровані інтенсивності ПІЕМПЗ і координати відповідних пікетів дозволяють встановити зміни залежності інтенсивності ПІЕМПЗ та побудувати відповідні графіки. Крім того, завдяки отриманим даним здійснюється картування меж геофізичних аномалій, як одного з методів пошуково-розвідувальних робіт. В результаті проведеного картування отримуються геологічні карти, які служать основою для пошуку родовищ вуглеводнів, а саме нафти та газу. Геологічна інтерпретація геофізичних даних основана на закономірному зв'язку геофізичних аномалій з геологічними факторами (структурами певних типів і розмірів, складом різних порід, концентраціями корисних копалин) та здійснюється відомим фахівцю в даній області шляхом. Розглянемо приклад виконання профільних вимірювань на Верхньомасловецькому родовищі у районі с. Східниця Львівської області. Спочатку чотири пристрої реєстрації сигналів розташовували на взаємному віддалені близько одного метра на пікеті в районі перетину досліджуваного профілю та апріорно відомої структурної неоднорідності, визначеної за результатами сейсмічних досліджень. Ще одна пара пристроїв була встановлена на відстані 15 км від досліджуваного профілю як опорні для реєстрації сигналів від віддалених джерел завад. Четверта пара пристроїв реєстрації сигналів послідовно переміщалася в райони розташування локальних джерел техногенних завад поблизу від досліджуваного профілю. При цьому для кожного місця розташування четвертої пари пристроїв (кожного джерела техногенних перешкод) проводилася одночасна реєстрація сигналів усіма пристроями. Перед початком одночасної реєстрації сигналів зазначеними пристроями магнітометри 9 каналів прийому магнітної компоненти 5 всіх пристроїв реєстрації сигналів за допомогою компаса орієнтували в однакових заданих напрямках простору. Кнопкою запуску 15 включали всі пристрої за сигналом точного часу за допомогою годинника. Протягом п'яти хвилин проводилася реєстрація сигналів усіма пристроями для кожного місця розташування четвертої пари пристроїв (кожного джерела техногенних завад). Зареєстрована інформація завантажувалася в ЕОМ, де за допомогою спеціальної програми оброблялася, і одночасно відображалася на моніторі інформація про зміну в часі амплітуди сигналів одночасно зареєстрованих усіма пристроями, зміну в часі рівня взаємної кореляції сигналів в районі джерел техногенних завад і на пікеті досліджуваного профілю. Знання рівня цієї кореляції сприяло більш достовірної ідентифікації сигналів пристроїв розташованих на профілі і поблизу джерела техногенної завади. Ті джерела техногенних завад, сигнали від яких на пікеті профілю перевищували заданий поріг відносились до класу значущих (що вимагають установки в їхньому районі опорних пристроїв 2). За результатами такого аналізу уточнювалися місця установки опорних пристроїв 2 в районі локальних джерел завад. У результаті перед початком реєстрації сигналів для дослідження профілю були встановлені як опорні два пристрої реєстрації біля обраного значущого джерела локальних техногенних завад (потужна трансформаторна підстанція на видаленні 2 км від досліджуваного профілю). Два опорних пристрої для реєстрації сигналів від віддалених джерел завад розташовувалися на відстані 15 км від досліджуваного профілю. Дві пари маршрутних пристроїв були встановлені на взаємному віддалені близько одного метра в районі перетину досліджуваного профілю та апріорно відомої структурної неоднорідності, визначеної за результатами сейсмічних досліджень. Магнітометри 9 каналів прийому магнітної компоненти 5 всіх пристроїв реєстрації сигналів за допомогою компаса орієнтували в однакових заданих напрямках простору. Кнопкою запуску 15 вмикали всі пристрої за сигналом точного часу за допомогою годинника. Протягом трьох хвилин проводилася одночасна реєстрація сигналів усіма пристроями. 8 UA 111252 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Потімдва маршрутних пристрої 1 перемістили і встановили на пікеті на початку досліджуваного профілю, при цьому, магнітометри 9 каналів прийому магнітної компоненти 5 всіх пристроїв реєстрації сигналів за допомогою компаса орієнтували в однакових заданих напрямках простору. Решта опорних й маршрутних пристроїв залишали на обраних місцях і безперервно проводили реєстрацію сигналів в процесі дослідження профілю. При такому розташуванні була проведена одночасна реєстрація сигналів усіма опорними і маршрутними пристроями протягом трьох хвилин, для цього за сигналом точного часу було проведено додаткову синхронізацію всіх опорних і маршрутних пристроїв. Далі два маршрутних пристрої 1 послідовно переміщували від пікету до пікету уздовж досліджуваного профілю. При цьому після їх установки на кожному з пікетів була проведена одночасна реєстрація сигналів усіма маршрутними і опорними пристроями протягом трьох хвилин аналогічно організації вимірювань на пікеті на початку профілю. Після проведення реєстрації сигналів на всіх пікетах інформація з усіх опорних і маршрутних пристроїв була завантажена в ЕОМ 4, оброблена за спеціальними програмами з метою побудови зміни інтенсивності ПІЕМПЗ уздовж досліджуваного профілю. На фіг. 10 показані зміни залежності інтенсивності ПІЕМПЗ уздовж аналізованого профілю. На фіг. 10 показане аномальне зменшення інтенсивності в районі перетину досліджуваного профілю та апріорно відомої структурної неоднорідності, визначеної за результатами сейсмічних досліджень. Дана ілюстрація демонструє працездатність запропонованого способу. Таким чином, використання запропонованого способу дозволяє підвищити ефективність виявлення та картування структурних і літологічних неоднорідностей земної кори на основі вимірювань параметрів природного імпульсного електромагнітного поля Землі: геологічних розломів і місць їх пересікання, тріщин, меж різнорідних порід, вуглеводневих пасток. Це досягається за рахунок підвищення ефективності виділення імпульсів ПІЕМПЗ місцевого походження, параметри яких несуть інформацію про геофізичну будову досліджуваної території на фоні завад від локальних (розташованих на досліджуваній території і безпосередньо поблизу неї) і віддалених джерел, в тому числі завад природного (атмосферного і літосферного) походження. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Спосіб геофізичної розвідки, який включає проведення синхронних вимірювань інтенсивності природного імпульсного електромагнітного поля Землі (ПІЕМПЗ) в різних точках досліджуваної території, при цьому всі вимірювання проводять в діапазоні дуже низьких частот не менш ніж у двох різних напрямках прийому сигналів за допомогою опорних і маршрутних пристроїв, на початку проводять налаштування чутливості та ідентичності прийому сигналів усіма опорними і маршрутними пристроями, антени однакових каналів прийому всіх задіяних пристроїв орієнтують в однаково заданих напрямках простору, здійснюють побудову графіків просторових змін інтенсивності електромагнітного поля вздовж профілю робіт, визначення наявності геофізичної аномалії на досліджуваному профілі, при цьому наявність структурних і літологічних неоднорідностей оцінюють за аномальною зміною інтенсивності ПІЕМПЗ, картування межі аномалій, підготовку геологічної інтерпретації отриманих результатів, який відрізняється тим, що додатково встановлюють опорні пристрої для вимірювання електромагнітного поля для подальшої компенсації завад від локальних і віддалених джерел, встановлюють на кожному пікеті не менше двох маршрутних пристроїв, проводять профілювання при одночасному вимірюванні сигналів усіма маршрутними і опорними пристроями із попередньо заданою дискретністю, проводять цифрову фільтрацію для виділення сигналів в умовах завад, проводять групову обробку сигналів від опорних і маршрутних пристроїв шляхом встановлення допустимих діапазонів значень коефіцієнтів взаємних кореляцій між сигналами відповідних каналів різних маршрутних пристроїв, різних маршрутних та опорних пристроїв, встановлення часового інтервалу для розрахунку коефіцієнтів взаємних кореляцій сигналів, розрахунку коефіцієнтів взаємних кореляцій між сигналами відповідних каналів маршрутних пристроїв, між сигналами відповідних каналів маршрутних і опорних пристроїв, порівняння значень кожного з розрахованих коефіцієнтів взаємних кореляцій для кожного маршрутного пристрою та відповідних допустимих діапазонів значень коефіцієнтів взаємних кореляцій сигналів з наступним визначенням сигналу маршрутного пристрою як сигналу ПІЕМПЗ в точці поточного розташування маршрутного пристрою за умови відповідності значень розрахованих коефіцієнтів взаємних кореляцій попередньо заданому відповідному допустимому діапазоні коефіцієнтів взаємних кореляцій, далі для кожного маршрутного пристрою в межах часового інтервалу, відповідного заданій дискретності вимірювання сигналів, підраховують кількість сигналів 9 UA 111252 C2 визначених як сигнали ПІЕМПЗ в кожній точці поточного розташування відповідного маршрутного пристрою та визначають інтенсивність ПІЕМПЗ у цих точках для наступного картування меж геофізичної аномалії на основі значення інтенсивності ПІЕМПЗ в різних точках досліджуваної території. 10 UA 111252 C2 11 UA 111252 C2 12 UA 111252 C2 13 UA 111252 C2 14 UA 111252 C2 15 UA 111252 C2 16 UA 111252 C2 17 UA 111252 C2 18 UA 111252 C2 19 UA 111252 C2 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 20