ДЛЯ МОНИТОРИНГА
ПОДЗЕМНОГО ПРОСТРАНСТВА
Семнадцатого августа в Институте нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН состоялась встреча представителей средств массовой информации с ведущими учеными и молодыми научными сотрудниками института, которые рассказали о новых перспективных разработках и достижениях в области геофизики.
Ю. Александрова, «НВС»
Пресс-тур был организован при участии Центра общественных связей СО РАН и Агентства информационного развития «Столица Нск» в преддверии Международного инновационного молодежного форума «Interra-2009», площадками для которого станут в сентябре научные учреждения Академгородка и высшие учебные заведения нашего города.
Вступительное слово произнес заместитель председателя СО РАН, директор ИНГГ академик М. И. Эпов. Он подчеркнул, что человечество освоило практически всю земную сушу, за исключением высоких гор и пустынь, и постепенно начало «закапываться» в землю. В городах многочисленные коммуникации, системы жизнеобеспечения и некоторые другие сооружения, в том числе и гаражи, находятся сейчас под землей, на глубине примерно десяти метров. При их строительстве порой не учитывают присутствия грунтовых вод, и тогда эта среда начинает жить по своим законам; пример тому — провалы на трассе, оползни и т.д. А ведь первые 10-15 метров подземного слоя очень важны, и за ним необходимо постоянно следить. Но для этого нужны специальные приборы — экономически оправданные, эффективные и одновременно достаточно простые в обращении, с помощью которых можно проводить мониторинг подземного пространства. Подобные разработки имеются в Институте нефтегазовой геологии и геофизики: целая группа, существующая уже много лет, занимается этой проблемой, проводя фундаментальные научные изыскания, которые дают ожидаемый результат и находят конкретное приложение. Уже налажено мелкосерийное производство приборов, на сегодняшний день их насчитывают пятнадцать единиц, имеются заказы. Технологии эти очень наукоемкие, молодые ученые не только создают приборы, они успешно защищают диссертации. Словом, имеет место действительный, а не обсуждаемый абстрактно инновационный процесс.
 |
|
Исследование подповерхностного слоя может сослужить службу и при археологических раскопках, ведь археологи работают примерно в том же диапазоне глубин. У них имеются свои методы поиска объектов, в котором могут помочь и специальные геофизические приборы. В частности, при поиске могил на запаханных территориях или захоронений, расположенных на мерзлоте, которые, возможно, содержат органические останки человека. Академик М. И. Эпов упомянул о мумии «алтайской принцессы», которую ученые-археологи нашли своими силами, а после того как геофизиками, с использованием сканера ЭМС, был дан точный прогноз, обнаружили еще и мумию мужчины. «А вообще, — заметил он, — нет критериев истины. Результат научного поиска проверяется, что называется, "лопатой": в соответствии с прогнозом проводятся раскопки, и только тогда становится ясно, правильными ли были "предсказания". В современном мире выживает только сильнейший — тот, кто дает правильный прогноз, который можно подтвердить непосредственно, без научных теорий. Поэтому область малоглубинной геофизики в этом смысле самая ответственная и, можно сказать, самая опасная для геофизиков».
Впрочем, работы молодых ученых не исчерпываются этой темой. Именно поэтому вниманию собравшихся были предложены доклады-презентации научных сотрудников института по смежным тематикам. Первое сообщение А. Еманова было посвящено сейсмологическим исследованиям. Докладчик рассказал о том, как изучают землетрясения, о приборах, которые регистрируют колебания земли (и по этим колебаниям можно зарегистрировать упругие волны), о наблюдениях за техногенными активизациями, об оценке сейсмической опасности и многом другом. Затем с докладом «Современные информационные технологии на службе геофизиков» выступил А. Власов. Он подчеркнул, что обработка геофизических данных — это сложный процесс, связанный с большим объемом информации и необходимостью моделирования техногенных и природных явлений, происходящих внутри земли. Сегодня, как и пятьдесят лет назад, применение современных информационных технологий для решения геофизических задач является весьма актуальным. Учеными Института нефтегазовой геологии и геофизики создаются передовые вычислительные алгоритмы моделирования физических полей в земной коре; созданные вычислительные модули входят в промышленные системы интерпретации геофизических данных, которые находят применение в нефтегазовой отрасли России и других стран. Завершил научную «мини-сессию» Д. Напреев — в его докладе речь шла о комплексировании геофизических и геохимических методов при исследовании скважин и разведке месторождений.
Затем научный сотрудник группы малоглубинной геофизики Лаборатории электромагнитных полей ИНГГ Ю. А. Манштейн представил последние разработки института. Он рассказал, что почти сто лет назад было замечено: если в поверхность земли воткнуть два электрода и начать пропускать ток, а между ними — еще два, и измерять напряжение, то потом этот известный нам ток и измеренное напряжение можно легко превратить в сопротивление. Если же эти токовые электроды расставлять дальше, то сопротивление будет относиться ко все более глубокому уровню земной поверхности. Таким образом, появляется возможность измерять удельное сопротивление земли на все большей глубине. Этот подход к измерению сопротивления земли называется вертикальным электрическим зондированием и является одним из старейших методов геофизики, наиболее полно изученным. Несколько десятков лет назад придумали следующее — вместо того, чтобы таскать эти электроды, воткнуть в землю сразу много электродов, «завязать» их на специальный прибор, в котором будет и генератор тока, и измеритель напряжения, и коммутатор для переключения. Тогда и изображение можно получить быстрее, и вместо одной кривой зондирования иметь двумерную картину.
 |
|
На западе аппаратура подобного рода, способная управляться большим количеством электродов, выпускается давно. Однако в нашей стране такой аппаратной базы до последнего времени не было, а появляться приборы стали примерно год назад. Изучив опыт зарубежных коллег и работы российских ученых, сотрудники института создали геофизический аппарат «СКАЛА-48» — новый электроразведочный прибор, к которому можно подключать до 48 электродов одновременно (по 24 на каждой катушке с проводом), он имеет и генератор, и измеритель. Прибор позволяет заглянуть в землю на глубину до 300 метров, он прошел полевые испытания весной этого года; в ближайшее время отправится в Афганистан — с его помощью будет проводиться разведка россыпных месторождений золота.
Несмотря на то, что современное состояние этих приборов тяготеет к автоматическому режиму работы, ручное управление остается очень актуальным по многим причинам. Во-первых, не всегда удается предусмотреть, в каких условиях придется работать, и учесть все особенности места, в котором будет производиться зондирование. Иногда в полевых условиях бывают ситуации, требующие быстрого вмешательства оператора — поэтому возможность в любой момент вмешаться в процесс работы и что-то исправить остается очень актуальной. Кроме того, интерфейс прибора делает его полностью самодостаточным и позволяет без использования компьютера производить разведочные работы любой сложности и надежно хранить данные. По слова Ю. Манштейна, «чтобы внедрить этот прибор в многосерийное производство инновационные формы не нужны. Он с самого начала сделан так, что все его детали можно купить или заказать на предприятиях, расположенных вокруг Академгородка».
Еще одно уникальное устройство, не имеющее аналогов в мире, — электромагнитный сканер ЭМС, позволяющий обнаруживать различные объекты под землей на глубине до 7 метров и строить подробные, очень точные трехмерные карты распределения электропроводности. Суть действия заключается в следующем: на поверхность земли укладывается передающая рамочка — катушка, в которой крутится электромагнитный ток. За счет известного явления электромагнитной индукции в земле возникают индуцированные токи, которые измеряются другими катушками в аппаратуре частотного зондирования вообще. Таким образом, при определенных частотах и определенной геометрии этой аппаратуры, сигнал, который получается в приемнике, зависит от электропроводности среды. Более чем за десятилетие прибор прошел долгий путь — от рабочего прототипа массой 25 кг, вблизи которого на тележке стоял ящик с электроникой и компьютер, до современного восьмикилограммового устройства, объединяющего все «в одном теле» и управляемого с карманного компьютера. За это время в рабочей группе под руководством ведущего научного сотрудника А. К. Манштейна молодыми учеными, занимавшимися совершенствованием сканера, защищены около десяти дипломов и две кандидатские диссертации.
Сканер ЭМС — единственный в своем роде прибор, способный работать в городских условиях. Что и было продемонстрировано представителям средств массовой информации в заключительной части пресс-тура, на открытой местности. Испытательной площадкой стала лужайка перед Институтом нефтегазовой геологии и геофизики. Журналисты разбились на две группы (каждая — со своим прибором и руководителем) и разошлись в разные стороны. Поставленная задача — обнаружить большой подземный объект, металлические коммуникации; через некоторое время, после непродолжительного обсуждения и продвижения со сканером по «полигону», объект был найден...
Наверное, многие люди, проходящие или проезжающие в этот день по проспекту Академика Коптюга, с удивлением смотрели на толпу «кладоискателей», оснащенных неким устройством, понять назначение которого для человека непросвещенного — дело непростое. Да это и не суть важно, главное — результат. И новые перспективные разработки новосибирских ученых, позволяющие исследовать подземное пространство.
Фото автора
стр. 10
|
