Геофизические работы это что
Геофизик: кто это и в чем суть его работы
Профессия геофизика, равно как и сама наука, возникли сравнительно недавно, в середине XIX века, в силу появления новых передовых знаний о структуре земли.
Описание профессии геофизика
Освоение планеты и ее ресурсов невозможно без исследований, которыми занимается геофизика. Эта наука систематизирует знания о стихийных катастрофах, изучает и оценивает природные ресурсы, исследует Мировой океан, а также ведет контроль над ядерными испытаниями и их последствиями. По сути геофизика изучает происхождение, эволюцию, а также различные процессы, как природные, так и вызванные человеческим влиянием, в недрах Земли.
С развитием техники и компьютеризацией многих процессов в середине XX века геофизика получила большой толчок к дальнейшему развитию. Теперь эта отрасль науки играет важнейшую роль в поиске и разведке полезных ископаемых, предупреждении и защите населения земли от стихийных бедствий и техногенных катастроф.
Основное занятие геофизиков в современном мире – это изучение параметров земной поверхности, различных физических процессов, происходящих в ее недрах, а также выяснение их причин и последствий.
Обязанности геофизиков таким образом можно перечислить в нескольких пунктах:
разведка сейсмической активности,
изучение электромагнитных полей,
поведение земной коры при бурении.
Современное применение геофизики состоит как в изучении природных ресурсов нашей планеты, охране окружающей среды, так и в прогнозировании природных условий и стихийных бедствий.
Источник фото vectorjuice/freepik
Направления работы геофизиков
Геофизик может найти себе применение во многих областях. Он может заниматься научными исследованиями – анализом геофизических полевых работ и процессов, происходящих на нашей планете. Это важно для более достоверного прогнозирования природных катастроф (наводнений, землетрясений, извержений вулкана и т.д.). Помимо прочего ученые-геофизики активно занимаются преподаванием.
Более прикладное направление – это исследование месторождений полезных ископаемых, либо проектные изыскания в гражданском строительстве. Кроме того, геофизики могут оказывать консультационные услуги частному бизнесу или государству во время процедур согласования строительства.
Условия работы в профессии геофизика
В зависимости от того, какую специализацию выбирает геофизик, меняется и характер его работы. Выделяют:
Однако так или иначе специалисты всегда вынуждены работать в полевых условиях: в тайге, пустыне, в горах или даже в море.
От хорошего геофизика требуются не только глубокие познания в своей профессии, но и хорошая физическая подготовка, крепкое здоровье. Нередко геологические партии проезжают на вездеходах сотни километров в поисках месторождений. Или им вовсе приходится пешком ходить по горам, перетаскивая оборудование на себе.
Профессиональные требования к геофизикам
Один из важнейших видов деятельности геофизика в настоящее время – это разведка месторождений нефти и газа, руды, обнаружение подземных вод, сейсмические исследования. Для осуществления подобной деятельности геофизиками используются многочисленные специальные геодезические, гидрографические, океанографические, гидрологические, метеорологические или геофизические приборы. Эти инструменты помогают создавать карты земной коры, океанического дна, определять толщину ледников и состав горных пород.
Специалист-геофизик должен не только обладать знаниями в области физики и географии, но и быть опытным пользователем специальных компьютерных программ, иметь достаточную квалификацию в инженерной геологии при таких работах как строительство мостов, туннелей и прочих крупных сооружений.
Источник фото macrovector/freepik
Вакансии для геофизиков на рынке труда и уровень зарплаты
В настоящее время спрос на опытных геофизиков с высшим образованием высок. Нефтяные, газовые и горнодобывающие компании заинтересованы в приобретении новых кадров. Как правило, уже после первых курсов вуза у студентов есть возможность пройти стажировку и получить рабочие навыки, которые помогут при дальнейшем трудоустройстве. Знание иностранных языков облегчит поиск работы в зарубежных компаниях.
На сегодняшний день в целом по стране существует большое количество открытых вакансий на позицию геофизика или должности, смежные с этой специальностью. Уровень зарплаты в зависимости от требуемого опыта и предполагаемых обязанностей составляет от 60 000 до 170 000 рублей и выше.
Работодатели могут требовать от претендента на вакансию умение произвести структурную и динамическую интерпретацию полученных геофизических данных в формате 2D/3D, построение карт, участие в сборе необходимых материалов и проведении опытных полевых работ и т.д.
Где может работать геофизик
в региональных центрах, занимающихся геологией,
в инженерных бюро, осуществляющих исследования недр,
в отраслях, занимающихся добычей сырья и полезных ископаемых,
в разработке программного обеспечения, применяемого для географических и физических исследований.
Где учат на геофизика
Получить образование геофизика можно в различных ВУЗах на геологоразведочных факультетах, а также в геологоразведочных техникумах.
Геофизики, получившие специализацию в техникумах, могут исполнять некоторые виды измерений, обрабатывать полученные данные под руководством инженера.
Плюсы и минусы профессии
Профессия геофизика, несомненно, является очень интересной и перспективной. Она идеально подойдет тем, кто увлекается географией и физикой, интересуется процессами, происходящими в недрах нашей планеты, и хочет внести свой вклад в их изучение.
Частые командировки и необходимость проведения полевых работ в самых разных условиях и географических точках подойдут тем, кто не любит сидеть на одном месте. Научная же деятельность в сфере геофизики удовлетворит требования к работе тех, кто хочет посвятить себя исследованиям геологических и физических процессов и предпочитает более спокойный образ жизни.
К плюсам профессии геофизика можно отнести следующее:
интересная аналитическая работа;
высокий уровень зарплаты;
возможность карьерного роста;
востребованность на рынке труда;
возможность трудоустройства в иностранных компаниях.
Относительные минусы профессии:
требуется внимательность и высокая квалификация;
Георадарное обследование
Геофизические работы
Геофизические работы
Геофизика – это комплекс прикладных наук и дисциплин, целью которых является изучение строения Земли при помощи физических методов. Помимо научных целей данные методы используются для разведки полезных ископаемых.
Мы предлагаем услуги геофизических изысканий для строительства, а также для иных целей, требующих сканирования территории
С учетом развития технология область применения геофизических приборов и оборудования существенно расширилась – сегодня геофизические методы используются в строительстве, инженерных изысканиях, в военном деле, при археологических раскопках.
Какие методы используются
Разведочная геофизика, которая сегодня также нашла широкое применение в строительстве, использует следующие методы:
Сейсмическая разведка
Изучение свойств упругих волн, которые пронизывают различные среды (воду, грунты, залежи полезных ископаемых).
Гравиразведка
Измерение ускорения силы тяжести на определенных участках (в точке наблюдения). В зависимости от плотности и прочих физико-механических свойств горных пород, сила тяжести может существенно меняться, особенно на участках со скоплениями горных пород аномальной плотности.
Электроразведка
Это изучение электромагнитных полей (как естественных, так и искусственно созданных) в горных породах.
Магниторазведка
Изучение магнитной индукции и поиск магнитных аномалий, которые свидетельствуют о наличии минералов с ферромагнитными свойствами, или скрытых металлических предметов.
Термометрия
Изучение верхних слоев геологического среза при помощи термометров, пирометров, тепловизоров и прочих приборов.
Георадиолокация
Одним из самых современных методов геофизических изысканий является георадиолокация – этот способ позволяет проводить подповерхностное зондирование при помощи электромагнитных импульсов. По своей сути этот метод схож с радиолокацией, которая применяется при исследовании воздушной среды и водной толщи. Но в данном случае исследовательские приборы излучают не короткие волны, а сверхширокополосные импульсы метрового и дециметрового диапазона. В отличие от коротких волн они способны пронизывать плотные, в том числе неоднородные среды, обладающие высокой диэлектрической проницаемостью.
При георадиолокационной разведке применяется специальный прибор – георадар, который состоит из антенного блока (с излучающими и принимающими антеннами), регистрирующего устройства (компьютера), блока управления и дополнительного оборудования. Во время работы георадар постоянно генерирует электромагнитные импульсы, которые пронизывают изучаемые среды, отражаются от границ неоднородных сред, после чего улавливаются приемными антеннами. Зная скорость распространения сигнала и величину его удельного затухания можно делать выводы об электрофизических свойствах изучаемых сред. Так, у воздуха относительная диэлектрическая проницаемость равна 1, у пресной воды – 81, у торфа – 50-78.
Георадары комплектуются сменными антенными блоками, работающими на различных частотах. Таким образом, меняя блоки можно либо увеличить глубину зондирования, либо повысить разрешающую способность прибора при изучении верхней части геологического разреза. Конечным результатом георадиолокационной разведки является радарограмма – это изображение, состоящее из множества трасс (от каждого излученного и принятого импульса), которые в зависимости от относительной диэлектрической проницаемости среды выделяются градиентом или своим цветом. На радарограмме четко видны карстовые пустоты, скрытые металлические предметы, обводненные участки, границы сред с различными электрофизическими параметрами. Радарограмму можно наблюдать в режиме реального времени на мониторе регистрирующего устройства, также все результаты подповерхностного зондирования сохраняются на цифровом накопителе, после чего могут быть изучены и обработаны в камеральных условиях. Георадар – это высокопроизводительный прибор, при помощи которого можно зондировать достаточно большие объекты, в том числе участки месторождений и линейные объекты.
Геофизические изыскания
Для выполнения данных работ предварительно подготавливается искусственная скважина. Данная процедура проводится геологами для получения развернутой информации о состоянии грунта и его физических свойствах.
Геофизические изыскания и область их применения
Геофизические изыскания помогают выявлять различия в природе волновых полей. Проводятся при высокочастотной сейсморазведке в заданном диапазоне частот. Они помогают определить длину волн и амплитуду их затухания. Посредством этих методов можно изучить верхнюю часть разреза грунта, что является необходимой частью в геодезических работах.
Какие факторы определяются в процессе геофизических изысканий
Проведение геофизических работ направлено на изучение и определение техногенных факторов. Во многих случаях грунтовые воды залегают слишком близко к поверхности. И при наличии негативных техногенных факторов, таких, как утечки из коммуникаций, подрезка склонов, динамические воздействия и пр., необходимо проводить геофизические изыскания для контроля ситуации при строительстве объектов.
Что включают в себя геофизические изыскания?
Инженерно-геофизические изыскания включают в себя целый комплекс работ, в число которых также входят:
Как правило, весь перечень работ проводится в меж- или околоскважинном пространстве.
Цена: от 40 000 руб.
Методы геофизических исследований
Этот раздел изучения свойств грунта основан на регистрации упругих волн, которые возбуждаются искусственным образом, посредством специальной техники. Этот метод изучения отличается высокой степенью точности и надежности полученных данных.
Еще один геофизический метод, который позволяет проводить исследования о строении подповерхностной среды. Принцип работы данной методики основан на создании электромагнитных волн заданного радиодиапазона.
Каротаж скважин является одним из ведущих способов изучений свойств и состояния грунта на выделенной территории. На данный момент этот метод используется в качестве основного при изучении глубоких разрезов скважин.
Этот способ изучения геофизических свойств направлен на обнаружение местонахождений газа и нефти (промысловый), металлической руды (рудной), угля (угольный) и воды (гидрогеологический методы). Данный способ основан на расчленении разреза скважины на пласты и предоставление всей развернутой информации об их строении.
Особенности проведения
Геолого-геофизические работы выполняются с высокой точностью, чтобы определить подземную структуру указанной территории. Данные работы принято относить к процедурам нулевого цикла. Это означает, что без проведения данных процессов невозможна реализация серьезных строительных проектов.
Основные этапы работ
Весь процесс проведения работ условно можно разделить на три части:
Специфика проведения работ определяется в индивидуальном порядке.
Как формируется цена на геофизические изыскания?
Геофизические изыскания для строительства подразумевают проведение широкого спектра работ, позволяющих определить состояние почвы и структуру горных пород. В зависимости от сложности географической зоны, количества проведенных работ, а также привлеченных специалистов и техники формируется итоговая стоимость геофизических изысканий.
Отчет по инженерно-геофизическим изысканиям и его согласование в государственных органах
Инженерно-геофизические работы проводятся под руководством высококвалифицированных специалистов ООО «ЛотосГео», а также с использованием специализированной аппаратуры. По факту завершения работ заказчику предоставляется пакет документов, который содержит отчет по инженерно-геофизическим изысканиям. По дополнительному требованию заказчика также может быть осуществлено согласование документов в государственных органах.
Геофизические исследования
Комплекс исследований должен включать все основные методы. Целесообразность применения дополнительных методов должна быть обоснована
Применяются для изучения геологического разреза скважин и массива горных пород в околоскважинном и межскважинном пространствах, контроля технического состояния скважин и разработки нефтяных и газовых месторождений.
Первые геофизические исследования (термометрия) выполнены Д. Голубятниковым в 1908 г. на нефтяных промыслах г Баку.
В 1926 г. братьями Шлюмберже (Франция) был предложен электрический каротаж, высокая эффективность которого обеспечила его быстрое внедрение и развитие других методов геофизических исследований.
Геофизические исследования, проводимые для изучения геологического разреза скважин, называют каротажем, который осуществляется электрическими, электромагнитными, магнитными, акустическими, радиоактивными (ядерно-геофизическими) и другими методами.
При каротаже с помощью приборов, спускаемых в скважину на каротажном кабеле, измеряются геофизические характеристики, зависящие от одного или совокупности физических свойств горных пород и их расположения в разрезе скважины.
В скважинные приборы входят каротажные зонды (устройства, содержащие источники и приемники наблюдаемого поля), сигналы которых по кабелю непрерывно или дискретно передаются на поверхность и регистрируются наземной аппаратурой в виде кривых (рис.) или массивов цифровых данных.
Разрабатываются способы каротажа, которые можно проводить в процессе бурения приборами, опускаемыми в скважину на бурильных трубах.
При электрическом каротаже изучают удельное электрическое сопротивление, диффузионно-адсорбционную и искусственно вызванную электрохимическую активность пород и т.п.
Для определения удельного сопротивления применяют боковое каротажное зондирование (измерения 3-электродными градиент-зондами разной длины), боковой каротаж (измерения зондами с фокусировкой тока), микрокаротаж и боковой микрокаротаж.
При электромагнитном каротаже изучаются удельная электрическая проводимость (индукционный каротаж), магнитная восприимчивость (каротаж магнитной восприимчивости, КМВ) и диэлектрическая проницаемость (диэлектрический каротаж, ДК) горных пород индукционными зондами на различных частотах 1 кГц (КМВ), 100 кГц и 40 МГц (ДК).
При магнитном каротаже измеряются магнитная восприимчивость пород и характеристики магнитного поля.
Акустический каротаж основывается на регистрации интервальных времен (скорости), амплитуд и других параметров упругих волн ультразвукового и звукового диапазона.
При радиоактивном каротаже (ядерно-геофизическом) в скважинах измеряют характеристики ионизирующего излучения.
Широко используется изучение характеристик нейтронного и гамма-излучения, возникающих в породах при облучении их стационарным источником нейтронов (нейтрон-нейтронный каротаж и нейтронный гамма-каротаж) или источниками гамма-излучений (гамма-гамма-каротаж).
Модификации радиоактивного каротажа применяются с импульсными источниками нейтронов (импульсный нейтрон-нейтронный каротаж, импульсный нейтронный гамма-каротаж) и гамма-излучения (импульсный гамма-гамма-каротаж).
Естественное гамма-излучение пород исследуется в гамма-каротаже.
В активационном радиоактивном каротаже изучаются характеристики излучения искусственных радиоактивных изотопов, возникающих в породах при облучении их источником ионизирующих излучений.
Ядерно-магнитный каротаж заключается в наблюдении за изменением электродвижущей силы, возникающей в катушке зонда в результате свободной прецессии протонов в импульсном магнитном поле.
Газовый каротаж обеспечивает изучение физическими методами содержания и состава углеводородных газов и битумов в буровом растворе, а также параметров, характеризующих режим бурения.
Иногда применяются исследования, основанные на определении механических свойств в процессе бурения (механический каротаж).
Околоскважинные и межскважинные исследования основаны на изучении в массивах горных пород особенностей естественных или искусственно созданных геофизических полей:
-магнитного (скважинная магниторазведка), гравитационного (скважинная гравиразведка), распространения радиоволн (радиоволновой метод, РВМ), упругих волн (акустическое просвечивание), постоянного или низкочастотного электрического (метод заряженного тела), нестационарного электромагнитного (метод переходных процессов);
— пьезоэлектрического эффекта, возникающего в горных породах под воздействием упругих колебаний (пьезоэлектрический метод);
— потенциалов вызванной поляризации, возникающих на контакте рудного тела в результате воздействия источника тока в скважине или на поверхности Земли (контактный метод поляризационных кривых) и др.
В радиоволновых методах разведки источник электромагнитных колебаний (частота 0,16-37 МГц) размещается в скважине; регистрация осуществляется с помощью приемников (антенн) в этой же скважине (околоскважинные исследования) или в соседней (межскважинные исследования).
В некоторых случаях поле наблюдается на поверхности Земли.
При разведке акустическим просвечиванием возбуждение и наблюдение волн осуществляется так же, как в РВМ.
В методе заряженного тела токовый электрод размещают в скважине против рудного тела; наблюдения производят в скважине или на поверхности.
Методы околоскважинных и межскважинных исследований позволяют обнаружить и оконтурить рудные тела и другие геологические образования, пересеченные скважиной или находящиеся в стороне от нее.
При контроле технического состояния скважин измеряют ее зенитный угол и азимут (инклинометрия), средний диаметр (кавернометрия) и расстояние от оси прибора до стенки скважины (профилеметрия), температуру (термометрия), удельное электрическое сопротивление бурового раствора (резистивиметрия), определяют высоты подъема цемента в затрубном пространстве скважины и его качество (контроль цементирования) по данным кривым акустического и гамма-гамма-каротажа и др.
При разработке месторождения регистрируют скорости перемещения жидкости по скважине (расходометрия), вязкость заполняющей жидкости (вискозиметрия), содержание воды в последней (влагометрия), давление по стволу (барометрия) и др.
Отбор проб флюидов из пласта (опробование пластов) производится опробователями пластов, которые на каротажном кабеле опускаются в скважину на заданную глубину.
После этого блок отбора (башмак) прижимается к стенке скважины и кумулятивной перфорацией создается дренажный канал между пластом и прибором для подачи флюида в приемный баллон прибора.
Образцы пород из стенок скважин отбирают стреляющими грунтоносами и сверлящими керноотборниками.
При анализе проб определяется содержание нефти, газа и воды, а также компонентный состав газа, что дает возможность оценить нефтегазоносность пласта, литологию, наличие углеводородов, а иногда и коэффициент пористости породы.
Геофизические исследования применяют при поисках и разведке нефти и газа (промысловая геофизика), угля (угольная скважинная геофизика), руд и строительных материалов (рудная скважинная геофизика) и воды (геофизические исследования гидрогеологических скважин).
Получаемые данные обеспечивают расчленение разреза скважин на пласты, определение их литологии и глубины залегания, выявление полезных ископаемых (нефти, газа, угля и др.), корреляцию разрезов скважин, оценку параметров пластов для подсчета запасов (эффективную мощность, содержание полезных ископаемых), определение объема залежи нефти, газа, угля или рудного тела, оценку физико-механических свойств пород при строительстве различных сооружений и др.
Повышение эффективности геофизических исследований связано с разработкой и внедрением новых методов, а также с совершенствованием методики и техники исследований; внедрением машинных методов обработки и интерпретации данных, создания цифровых каротажных лабораторий, управляемых бортовым компьютером, комплексных геолого-геохимическо-геофизических информационно-измерительных и обрабатывающих комплексов, высокоточных и термобаростойких комплексных скважинных приборов и др.
Комплекс исследований должен включать все основные методы.
Целесообразность применения дополнительных методов должна быть обоснована промыслово-геофизическим предприятием.
Комплексы методов исследований уточняют в зависимости от конкретных геолого-технических условий по взаимно согласованному плану между геофизической и промыслово-геологичсской службами.
В заключении геофизического предприятия приводятся результаты ранее проведенных исследований (в том числе и не связанных с КРС), а в случае их противоречия с данными предыдущих исследований, указываются причины.
Перед началом геофизических работ скважину заполняют жидкостью необходимой плотности до устья, а колонну шаблонируют до забоя.
При выявлении источников обводнения продукции в действующих скважинах исследования включают измерения высокочувствительным термометром,
гидродинамическим и термокондуктивным расходомерами, влагомером, плотномером, резистивиметром, импульсным генератором нейтронов.
Комплекс исследований зависит от дебита жидкости и содержания воды в продукции.
Привязку замеряемых параметров по глубине осуществляют с помощью локатора муфт и ГК.
Для выделения обводнившегося пласта или пропластков, вскрытых перфорацией, и определения заводненной мощности коллектора при минерализации воды в продукции 100 г/л и более в качестве дополнительных работ проводят исследования импульсными нейтронными методами (ИНМ) как в эксплуатируемых, так и в остановленных скважинах.
В случаях обводнения неминерализованной водой эти задачи решаются ИНМ по изменениям до и после закачки в скважину минерализованной воды с концентрацией соли более 100 г/л.
Эти измерения проводятся в комплексе с исследованиями высокочувствительным термометром для определения интервалов поглощения закачанной воды и выделения интервалов заколонной циркуляции.
Измерения ИНМ входят в основной комплекс при исследовании пластов с подошвенной водой, частично вскрытых перфорацией, при минерализации воды в добываемой продукции более 100 г/л.
Оценку состояния выработки запасов и величины коэффициента остаточной нефтенасыщенности в пласте, вскрытом перфорацией, проверяют исследованиями ИНМ в процессе поочередной закачки в пласт двух водных растворов, различных по минерализации.
По результатам измерения параметра времени жизни тепловых нейтронов в пласте вычисляют значение коэффициента остаточной насыщенности. Технология работ предусматривает закачку 3-4 м 3 раствора на 1 м толщины коллектора.
Закачку раствора проводят отдельными порциями с замером параметра до стабилизации его величины.
Состояние насыщения коллекторов, представляющих объекты перехода на другие горизонты или приобщения пластов, оценивают по результатам геофизических исследований. При минерализации воды в продукции более 50 г/л проводят исследования ИНМ.
При переводе добывающей скважины под нагнетание обязательными являются исследования гидродинамическим расходомером и высокочувствительным термометром, которые позволяют выделить отдающие или принимающие интервалы и оценить степень герметичности заколонного пространства.