RU2513630C1 - Method of geochemical prospecting for geoecological monitoring of offshore oil-and-gas-bearing zones - Google Patents

Method of geochemical prospecting for geoecological monitoring of offshore oil-and-gas-bearing zones Download PDF

Info

Publication number
RU2513630C1
RU2513630C1 RU2012156333/28A RU2012156333A RU2513630C1 RU 2513630 C1 RU2513630 C1 RU 2513630C1 RU 2012156333/28 A RU2012156333/28 A RU 2012156333/28A RU 2012156333 A RU2012156333 A RU 2012156333A RU 2513630 C1 RU2513630 C1 RU 2513630C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
gas
spin
soil
samples
Prior art date
Application number
RU2012156333/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Борисович Зверев
Юрий Николаевич Жуков
Виктор Сергеевич Аносов
Владимир Васильевич Чернявец
Николай Николаевич Жильцов
Владимир Александрович Катенин
Original Assignee
Сергей Борисович Зверев
Юрий Николаевич Жуков
Виктор Сергеевич Аносов
Владимир Васильевич Чернявец
Николай Николаевич Жильцов
Владимир Александрович Катенин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Борисович Зверев, Юрий Николаевич Жуков, Виктор Сергеевич Аносов, Владимир Васильевич Чернявец, Николай Николаевич Жильцов, Владимир Александрович Катенин filed Critical Сергей Борисович Зверев
Priority to RU2012156333/28A priority Critical patent/RU2513630C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2513630C1 publication Critical patent/RU2513630C1/en

Links

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.SUBSTANCE: water area relief survey is performed. Flooded river valleys crossing the continental shelf are determined as per survey results. Bottom deposits are explored with acoustic pulses. Layers of soil and bottom deposits are restored to depths of up to 2-4 km. Structural denudation relief shapes are analysed and terrigenous deposits are determined. When prerequisites of existing oil-gas sections are being determined, soil is sounded with coherent pulse proton spin echo. Tomographic restoration of image of explored geological soil profile is performed on the level of prismatic crystals. At least two bottom seismic stations are installed in addition to record and analyse microseismic waves. Soil resistance and friction coefficients as per which its strength characteristics are determined are defined by means of penetrometers arranged on the above seismic stations. After that, samples of mine rock and plants along water courses are taken. Samples of mine rocks are separated into two fractions - more than 0.1 mm and less than 0.1 mm. The first fraction is analysed for content of Si, Al, Ti, Y, and the second one - for Hg content. Samples of plants are analysed for content of Ba, Cu, Pb, Zn, and Ag. Analysis results of fractions of more than 0.1 mm and samples of plants are recalculated for the corresponding additive characteristics of use concentrations. Distribution charts of the above additive characteristics and Hg are built. Objects characterised by distribution of anomalous values of additive characteristics and Hg are identified in the row of Si, Al, Ti, Y-Ba, Cu, Pb, Zn, Ag-Hg-Ba, Cu, Pb, Zn, Ag-Si, Al, Ti, Y, with oil-gas perspective sections. Water layer is analysed for methane content. Coordinates of gas formation are determined. When overflows of the transported liquid product with formation of oil spot are determined, oil spreading and transfer processes are calculated considering hydrodynamic parameters of water environment. Hydrosphere is sounded additionally during ground sounding by coherent pulse proton spin echo. The tested medium is subjected to simultaneous impact of SHF emission and variable magnetic field within the frequency range of nuclear magnetic resonance, at that SHF emission and constant magnetic field are maintained in resonance conditions. Decrease in intensity of one hyperfine transition is measured at simultaneous saturation due to high power of the respective SHF of the second hyperfine transition; additionally electron paramagnetic resonance is subject to optical detection. Spin state of the radical pair (singlet or triplet) is changed in the forced way that leads to spin transition of the pair partners under action of resonant microwave field in the external magnetic field; at that the range of electron magnetic resonance is registered by change in products output in the radical pair by analytical method.EFFECT: enlarging functional capabilities of the method; improving detection reliability of perspective oil-gas sections.1 dwg

Description

Изобретение относится к области геоэкологического мониторинга морских нефтегазоносных акваторий и может быть также использовано при геохимической разведке полезных ископаемых и для обнаружения утечек природного газа из морских магистральных трубопроводов.The invention relates to the field of geoecological monitoring of offshore oil and gas areas and can also be used in geochemical exploration of minerals and for the detection of leaks of natural gas from offshore pipelines.

Известен способ геохимической разведки (авторское свидетельство SU №1786460 [1]), включающий отбор проб горных пород и растительности вдоль водотоков, разделение проб горных пород на фракции и их анализ на содержание химических элементов, в котором пробы пород разделяют на две фракции - более 0,1 мм и менее 0,1 мм, первую анализируют на Si, Al, Ti, Y, а вторую на Hg, а пробы растительности анализируют на Ва, Cu, Pb, Zn, Ag, результаты анализа анализов фракции более 0,1 мм и проб растительности пересчитывают на соответствующие аддитивные показатели нормированных концентраций, строят карты распределения указанных аддитивных показателей и Hg и отождествляют объекты, характеризующиеся распределением аномальных значений аддитивных показателей и Hg в ряду Si, Al, Ti, Y - Ва, Cu, Pb, Zn, Ag - Hg - Ва, Cu, Pb, Zn, Ag - Si, Al, Ti, Y, с нефтегазоперспективными участками.A known method of geochemical exploration (copyright certificate SU No. 1786460 [1]), including sampling of rocks and vegetation along waterways, separation of rock samples into fractions and their analysis for the content of chemical elements, in which rock samples are divided into two fractions - more than 0 , 1 mm and less than 0.1 mm, the first is analyzed for Si, Al, Ti, Y, and the second for Hg, and vegetation samples are analyzed for Ba, Cu, Pb, Zn, Ag, the results of analysis of analyzes of fractions of more than 0.1 mm and vegetation samples are converted to the corresponding additive indicators normalized to concentration centers, build maps of the distribution of the indicated additive indicators and Hg and identify objects characterized by the distribution of the anomalous values of the additive indicators and Hg in the series Si, Al, Ti, Y - Ba, Cu, Pb, Zn, Ag - Hg - Ba, Cu, Pb, Zn, Ag - Si, Al, Ti, Y, with oil and gas promising areas.

Разделение проб пород на две фракции с последующим химическим анализом в данном способе позволяет повысить надежность выявления нефтегазоперспективных участков.The separation of rock samples into two fractions followed by chemical analysis in this method improves the reliability of identifying oil and gas prospective areas.

Однако данный способ при использование его в морских условиях является трудоемким и связан с существенными материальными затратами так, что его реализация требует привлечения сложного оборудования для взятия проб и средств обеспечения поисковых работ.However, this method, when used in marine conditions, is time-consuming and involves significant material costs so that its implementation requires the use of sophisticated equipment for sampling and search tools.

Известен также способ обнаружения утечек природного газа из трубопроводов (патент RU №2017138[2]), заключающийся в облучении участка земной поверхности вблизи трубопровода лазерным излучением на двух длинах волн, одна из которых λ1 попадает в полосу поглощения газа, а другая λ2 лежит вне ее, регистрации интенсивности рассеянного поверхностью излучения на длине волны λ1-P1 и λ22, формировании видеосигнала, пропорционального отношению Р21, и сравнении видеосигнала с априорно заданным порогом, в котором с целью повышения точности определения места утечки и точности оценки концентрации газа в облаке утечки, дополнительно регистрируют температурный контраст обследуемого участка, по которому определяют координаты вероятного места утечки и его размеры L на поверхности, а лазерным излучением облучают непосредственно вероятное место утечки, причем среднюю концентрацию природного газа в облаке утечки определяют по формуле:There is also a method of detecting natural gas leaks from pipelines (patent RU No. 2017138 [2]), which consists in irradiating a portion of the earth’s surface near the pipeline with laser radiation at two wavelengths, one of which λ 1 enters the gas absorption band, and the other λ 2 lies it is, recording the intensity of the scattered radiation surface at a wavelength λ 1 and λ 1 -P 2 -P 2, the formation of the video signal, proportional to the ratio P 2 / P 1, and comparison with video priori predetermined threshold, wherein in order to increase the accuracy of the definition In order to determine the location of the leak and the accuracy of estimating the concentration of gas in the leak cloud, the temperature contrast of the examined area is additionally recorded, which determines the coordinates of the probable leak location and its size L on the surface, and the probable leak location is irradiated directly with laser radiation, the average concentration of natural gas in the leak cloud determined by the formula:

Figure 00000001
,
Figure 00000002
,
Figure 00000001
,
Figure 00000002
,

где σ1 - сечение поглощения газа на длине волны λ1;where σ 1 is the gas absorption cross section at a wavelength of λ 1 ;

σ2 - сечение поглощения газа на длине волны λ2;σ 2 - gas absorption cross section at a wavelength of λ 2 ;

θ - угол зондирования вероятного места утечки, отсчитываемый от вертикали;θ is the probing angle of the probable leak, counted from the vertical;

Н - высота, с которой производится обследование.H - the height from which the survey is performed.

При этом выполняют многократное облучение с разных направлений по отношению к облаку утечки, по которым устанавливают истинное место утечки.In this case, multiple irradiation is performed from different directions with respect to the leak cloud, in which the true leak location is established.

Использование данного способа также ограничено только береговыми условиями и требует выполнения вычислительных операций.The use of this method is also limited only by coastal conditions and requires computational operations.

Известен также способ определения места утечки жидкости или газа из трубопровода (патент RU №2040783 [3]), находящего в грунте, заключающийся в обзоре трубопровода трассоискателем, с одновременным сканированием трубопровода телевизионным датчиком, с помощью которого определяют место утечки, в котором обзор трубопровода осуществляют облетом на маловысотном летательном аппарате с использованием в качестве трассоискателя метрового локатора, а для определения места утечки дополнительно используют тепловизионный датчик, сьюстированный с тепловизионным датчиком, и осуществляют совместную цифровую фильтрацию сигналов локатора, телевизионного и тепловизионного датчика.There is also a method of determining the place of leakage of liquid or gas from the pipeline (patent RU No. 2040783 [3]), located in the ground, consisting in the survey of the pipeline by a locator, while scanning the pipeline with a television sensor, by which the leakage is determined, in which the pipeline is inspected flying around a low-altitude aircraft using a meter locator as a route detector, and to determine the leakage point, an additional thermal imaging sensor aligned with ovizionnym sensor, and digital filtering is performed joint locator signals, TV and IR sensor.

Данный способ также имеет ограниченное применение, так как его использование возможно только для определения утечки в трубопроводах, уложенных на поверхности суши или уложенных в грунте, и при благоприятных погодных условиях для выполнения полетов на малой высоте и отсутствии навигационных опасностей.This method also has limited application, since its use is only possible for determining leaks in pipelines laid on the land surface or laid in the ground, and under favorable weather conditions for flying at low altitude and in the absence of navigational hazards.

Известен также способ контроля магистрального трубопровода посредством обнаружения с вертолета облака метана над трубопроводом с использованием лазерного локатора, сканирующего атмосферу вдоль газопровода тремя разностными лучами (патент RU №2108597[4]).There is also a method of monitoring the main pipeline by detecting from a helicopter a methane cloud above the pipeline using a laser locator scanning the atmosphere along the gas pipeline with three difference beams (RU patent No. 2108597 [4]).

Достоинством известного способа является то, что обработке подвергается облако метана, который является профилирующим при оценке обнаружения нефтегазовых месторождений, что обеспечивает необходимую достоверность получения исходных данных для последующего анализа.An advantage of the known method is that a methane cloud is subjected to processing, which is profiling when assessing the detection of oil and gas fields, which provides the necessary reliability of obtaining the initial data for subsequent analysis.

Данный способ также имеет ограничения по использованию, обусловленные благоприятными погодными условиями для выполнения полетов.This method also has limitations on use due to favorable weather conditions for flying.

Известен также способ геохимической разведки (патент RU №2374667 [5]), техническим результатом которого является повышение точности оценки концентрации газа в газовом образовании, преимущественно в водной среде.There is also known a method of geochemical exploration (patent RU No. 2374667 [5]), the technical result of which is to increase the accuracy of estimating the concentration of gas in a gas formation, mainly in an aqueous medium.

В известном способе геохимической разведки, включающем анализ на содержание метана путем определения концентрации газа в газовом образовании, определение координат газового образования - в водной среде размещают буйковые станции, снабженные датчиками обнаружения метана, посредством которых измеряют концентрацию метана в водной толще по изменению сопротивления активного слоя датчика, которое преобразуют в выходное (измеренное) напряжение, координаты (географические) газового образования определяют по положению газового образования в подвижной системе координат буйковой станции, которое определяется в соответствии с выражением:In the known method of geochemical exploration, including analysis of the methane content by determining the gas concentration in the gas formation, determining the coordinates of the gas formation - in the aquatic environment there are buoy stations equipped with methane detection sensors, by which the methane concentration in the water column is measured by changing the resistance of the active layer of the sensor , which is converted to the output (measured) voltage, the coordinates (geographical) of the gas formation is determined by the position of the gas formation in the moving coordinate system of the buoy station, which is determined in accordance with the expression:

R(Vго, Vбс )=Rго+(Vго+Vбс)t, R (V th , V bs ) = R th + (V th + V bs ) t,

где R(Vго, Vбс) - текущее положение газового образования относительно буйковой станции;where R (V th , V bs ) is the current position of the gas formation relative to the buoy station;

Vго, Vбс - векторы скорости буйковой станции и газового образования;V th , V bs - velocity vectors of the buoy station and gas formation;

Rго - начальное положение газового образования;R th - the initial position of the gas formation;

R - радиус-вектор, определяющий положение буйковой станции в спутниковой системе координат;R is the radius vector defining the position of the buoy station in the satellite coordinate system;

t - текущее значение времени после определения положения газового образования, что существенно отличает данный способ от известных аналогов [1-4].t is the current value of time after determining the position of the gas formation, which significantly distinguishes this method from known analogues [1-4].

Однако в большинстве случаев, например, для экологической оценки загрязнения является важным и определение площади загрязнения водной поверхности и донных осадков при утечке нефти, что известными способами (аналогами) не решаются.However, in most cases, for example, for environmental assessment of pollution, it is important to determine the area of pollution of the water surface and bottom sediments during oil leakage, which cannot be solved by known methods (analogues).

Известны также способы и технические средства проведения геоэкологического мониторинга морских акваторий (Геоэкологический мониторинг морских нефтегазоносных акваторий /Л.И.Лобковский, Д.Г.Левченко, А.В.Леонов, А.К.Абросимов. М.: Наука, 2005, с.53-100 [5]). Для осуществления мониторинга морских акваторий в районах развертывания нефтегазовых комплексов в настоящее время используются преимущественно судовые методы наблюдения и контроля (с.53-58, [5]). При этом суда оснащаются спутниковыми навигационными средствами, гидроакустической и радиолокационной аппаратурой. Кроме того, судно также оснащается многолучевым эхолотом, служащим для съемки рельефа дна с широкой полосой захвата и быстрого обнаружения различных подводных объектов; двухчастотным параметрическим эхолотом, позволяющим осуществлять точную съемку рельефа дна и определять его структуру на несколько метров в глубину, обнаруживать объекты под слоем осадков (подводные трубопроводы и др.); гидрологическим зондом, служащим для определения ряда гидрофизических характеристик водной среды: температуры, скорости и направления течений, электромагнитных полей и др., такой зонд оснащается также батометрами для взятия проб воды на различных горизонтах; многоканальным СТД зонд-профилографом, служащим для определения основных водных характеристик (солености, температуры, давления на различных глубинах); гидрооптическим зондом для определения прозрачности и цвета водного массива; акустическим измерительным комплексом для определения скорости звука на различных глубинах, что необходимо для уточнения условий распространения гидроакустических сигналов в водной среде; биоокеанологическим комплексом, предназначенным для взятия проб в водной среде и на дне акватории, который включает сетки, тралы, драги, батометры и др.There are also known methods and technical means of conducting geoecological monitoring of marine water areas (Geoecological monitoring of marine oil and gas water areas / L.I. Lobkovsky, D.G. Levchenko, A.V. Leonov, A.K. Abrosimov. M .: Nauka, 2005, p. .53-100 [5]). Currently, marine monitoring and control methods are mainly used for monitoring marine waters in the areas of oil and gas complex deployment (p. 53-58, [5]). At the same time, ships are equipped with satellite navigation aids, sonar and radar equipment. In addition, the vessel is also equipped with a multi-beam echo sounder, which serves to capture the bottom topography with a wide capture band and quickly detect various underwater objects; a two-frequency parametric echo sounder that allows you to accurately capture the bottom topography and determine its structure several meters in depth, to detect objects under a layer of sediment (underwater pipelines, etc.); a hydrological probe, which serves to determine a number of hydrophysical characteristics of the aquatic environment: temperature, velocity and direction of currents, electromagnetic fields, etc., such a probe is also equipped with bathometers for taking water samples at various horizons; multichannel STD probe profilograph, which serves to determine the main water characteristics (salinity, temperature, pressure at various depths); hydrooptical probe to determine the transparency and color of the water mass; an acoustic measuring complex for determining the speed of sound at various depths, which is necessary to clarify the propagation conditions of hydroacoustic signals in the aquatic environment; bio-oceanological complex designed for sampling in the aquatic environment and at the bottom of the water area, which includes nets, trawls, dredges, bathometers, etc.

Однако использование только судовых методов исследований не позволяет достигнуть необходимой оперативности измерений и непрерывности временных рядов, зависящих от погодных условий. Кроме того, морские экспедиционные работы в настоящее время стоят очень дорого, например, по сравнению с эксплуатацией стационарных станций. Спутниковые оптические наблюдения (с.58-62, [5]) используются для определения концентраций взвеси, растворенного органического вещества, пигментов фитопланктона, нефтяных загрязнений и исследования их пространственной и временной изменчивости по значениям коэффициента обратного рассеяния света взвесью. Способ отягощен сложными математическими вычислениями, а также его использование затруднено на акваториях с высокими фоновыми значениями взвесей.However, using only shipborne research methods does not allow to achieve the necessary measurement efficiency and continuity of time series, depending on weather conditions. In addition, marine expeditionary work is currently very expensive, for example, compared with the operation of stationary stations. Satellite optical observations (p. 58-62, [5]) are used to determine the concentration of suspended matter, dissolved organic matter, phytoplankton pigments, oil pollution and to study their spatial and temporal variability from the values of the coefficient of backscattering of light by suspension. The method is burdened by complex mathematical calculations, and its use is difficult in areas with high background values of suspensions.

Известные стационарные системы наблюдений с помощью донных и буйковых станций (с.63-82, [5]) представляют собой кабельные донные геофизические станции, оснащенные измерительной аппаратурой с использованием подводных кабелей для питания станций, управления ими и передачи информации на берег. Стоимость прокладки морских глубоководных кабелей чрезвычайно высока и может составлять много миллионов долларов при больших расстояниях. Также существенные трудности связаны с выводом кабелей на берег, так как волны прибоя размывают берега и обрывают кабели. Одним из существенных элементов автономных морских станций являются буйковые носители аппаратуры и якорно-буйрепные устройства, к недостаткам которых следует отнести вращение вокруг оси и значительные горизонтальные перемещения, невозможность подвешивать приборы на значительном расстоянии под буем из-за опасности запутывания приборного троса и буйрепа. Кроме того, стоимость буйковых носителей в настоящее время сопоставима со стоимостью используемой электронной аппаратуры, а зачастую и больше. Known stationary observation systems using bottom and buoy stations (p.63-82, [5]) are cable bottom geophysical stations equipped with measuring equipment using underwater cables to power stations, manage them and transmit information to shore. The cost of laying deep-sea marine cables is extremely high and can be many millions of dollars over long distances. Significant difficulties are also associated with the output of cables to the shore, as the waves of the surf erode the banks and break off the cables. One of the essential elements of autonomous marine stations is buoy carriers of equipment and anchor-buoy devices, the disadvantages of which include rotation around the axis and significant horizontal movements, the inability to suspend devices at a considerable distance under the buoy due to the risk of tangling of the instrument cable and buoyr. In addition, the cost of displaced media is currently comparable to the cost of electronic equipment used, and often more.

Известны способы наблюдения с размещением гидрохимических донных станций на морском дне (с.82-100, [5]).Known methods of observation with the placement of hydrochemical bottom stations on the seabed (p. 82-100, [5]).

При этом станция оснащена датчиками для измерения гидрохимических и гидрофизических параметров среды, спектроанализатором, микроЭВМ для управления работой станции, сбора, обработки и хранения зарегистрированных данных, модемы для приема и передачи информации по кабельным линиям связи или по радиоканалу, а также вспомогательные устройства для постановки и подъема, а также поиска станции на поверхности моря после ее всплытия.Moreover, the station is equipped with sensors for measuring hydrochemical and hydrophysical parameters of the environment, a spectrum analyzer, a microcomputer for controlling the station’s operation, collecting, processing and storing registered data, modems for receiving and transmitting information via cable lines or radio channels, as well as auxiliary devices for setting and lifting, as well as searching for a station on the sea surface after its ascent.

Выявленных недостатков известных аналогов [1-5] лишен известный способ геохимической разведки (патент RU №2456644, 20.07.2012 [6]).The identified disadvantages of the known analogues [1-5] deprived of the known method of geochemical exploration (patent RU No. 2456644, 20.07.2012 [6]).

Известный способ геохимической разведки [6] заключается в том, что производят отбор проб горных пород и растительности вдоль водотоков, пробы горных пород разделяют на две фракции - более 0,1 мм и менее 0,1 мм, фракцию более 0,1 мм анализируют на содержание химических элементов Si, Al, Ti, Y, фракцию менее 0,1 мм - на содержание химического элемента Hg, пробы растительности анализируют на содержание химических элементов Ва, Cu, Pb, Zn, Ag, результаты анализа фракции более 0,1 мм и проб растительности пересчитывают на соответствующие аддитивные показатели нормированных концентраций, строят карты распределения указанных аддитивных показателей и химического элемента Hg и отождествляют объекты, характеризующиеся распределением аномальных значений аддитивных показателей и химического элемента Hg в ряду химических элементов Si, Al, Ti, Y-Ba, Cu, Pb, Zn, Ag-Hg-Ba, Cu, Pb, Zn, Ag-Si, Al, Ti, Y, с нефтегазовыми перспективными участками, производят анализ на содержание метана, определяют координаты газового образования по его положению в подвижной системе координат буйковых станций, размещаемых в водной среде и снабженных датчиками обнаружения метана, посредством которых измеряют концентрацию метана в водной толще по изменению сопротивления активного слоя датчика, которое преобразуют в выходное (измеренное) напряжение, в котором, в отличие от аналогов, предварительно выполняют съемку рельефа водной акватории, по результатам съемки выявляют затопленные речные долины, пересекающие континентальный шельф, выполняют зондирование донных осадков акустическими импульсами и измерение временного интервала между раздельными сигналами, выполняют восстановление рельефа местности, определяют длину корреляции динамических переменных, описывающих потоки энергии и/или импульса от вершины донного отложения осадков до подошвы и от подошвы донного отложения осадков на глубину залегания грунта до 2-4 км, выполняют анализ структурно-денудационных форм на рельефе с выделением терригенных отложений, при выявлении предпосылок существования нефтегазовых участков выполняют зондирование грунта путем воздействия когерентным импульсным протонным спиновым эхом, при этом выполняют томографическое восстановление изображения исследуемого геологического разреза грунта на уровне призматических кристаллов, дополнительно измеряют коэффициенты сопротивления и трения грунта дна, по которым определяют прочностные характеристики, коэффициенты сопротивления и трения измеряют посредством пенетрометра, установленного на донной сейсмической станции, причем устанавливают, по крайней мере, две донные сейсмические станции, посредством которых регистрируют микросейсмические волны, при анализе микросейсмических волн выделяют продольные микросейсмические волны и исключают из анализа поперечные микросейсмические волны посредством фазового амплитудного фильтра, при этом при анализе продольных микросейсмических волн выбирают все гармонические колебания, зарегистрированные двумя сейсмическими станциями одновременно и имеющие практически равные амплитуды, при этом угол между направлениями прихода микросейсмических сигналов одновременно от двух сейсмических станций, одна из которых расположена по нормали, составляет от 1 до 10°, при выявлении разливов транспортируемого жидкого продукта с образованием нефтяного пятна процессы растекания и переноса нефти рассчитывают с учетом гидродинамических параметров водной среды. The known method of geochemical exploration [6] is that they take samples of rocks and vegetation along waterways, samples of rocks are divided into two fractions - more than 0.1 mm and less than 0.1 mm, a fraction of more than 0.1 mm is analyzed for the content of chemical elements Si, Al, Ti, Y, the fraction of less than 0.1 mm - the content of the chemical element Hg, vegetation samples are analyzed for the content of chemical elements Ba, Cu, Pb, Zn, Ag, the results of the analysis of the fraction of more than 0.1 mm and vegetation samples are converted to the corresponding additive indicators concentrations, build maps of the distribution of these additive indicators and the chemical element Hg and identify objects characterized by the distribution of anomalous values of the additive indicators and the chemical element Hg in the series of chemical elements Si, Al, Ti, Y-Ba, Cu, Pb, Zn, Ag-Hg -Ba, Cu, Pb, Zn, Ag-Si, Al, Ti, Y, with promising oil and gas sites, analyze the methane content, determine the coordinates of gas formation by its position in the moving coordinate system of buoy stations located in the aquatic environment and equipped with Dan detection methane, by which the concentration of methane in the water column is measured by changing the resistance of the active layer of the sensor, which is converted into the output (measured) voltage, in which, unlike analogs, the relief of the water area is preliminarily surveyed, flooded river valleys are detected crossing the continental shelf, perform sounding of bottom sediments with acoustic pulses and measure the time interval between separate signals, perform restoration of the terrain, determine the correlation length of dynamic variables that describe the energy and / or impulse flows from the top of the bottom sediment to the bottom and from the bottom of the bottom sediment to a depth of 2-4 km, analyze structural denudation forms on the relief with the release of terrigenous deposits, when identifying the prerequisites for the existence of oil and gas sites perform soil probing by exposure to a coherent pulsed proton spin echo, while performing tomographic reconstruction images of the studied geological section of the soil at the level of prismatic crystals, additionally measure the coefficients of resistance and friction of the soil of the bottom, which determine the strength characteristics, the coefficients of resistance and friction are measured using a penetrometer installed at the bottom of the seismic station, and establish at least two bottom seismic stations by which microseismic waves are recorded, longitudinal microseismic is distinguished in the analysis of microseismic waves The waves also exclude transverse microseismic waves from the analysis by means of a phase amplitude filter. In the analysis of longitudinal microseismic waves, all harmonic oscillations detected by two seismic stations at the same time and having practically equal amplitudes are selected, and the angle between the directions of microseismic signal arrival from two seismic stations simultaneously , one of which is located normally, is from 1 to 10 °, when spills of a transported liquid are detected Ukta to form an oil slick spreading processes and oil migration is calculated taking into account the hydrodynamic parameters of the aqueous medium.

Однако в известном способе геохимической разведки [6] выполняют зондирование грунта путем воздействия когерентным импульсным протонным спиновым эхом, в то время как методом электронного парамагнитного резонанса можно определять концентрацию и идентифицировать парамагнитные частицы в любом агрегатном состоянии, что незаменимо для исследования кинетики и механизма процессов, происходящих с их участием в толще воды (гидросфере) особенно при катастрофических загрязнениях морских акваторий. Методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) решается широкий круг структурно-динамических задач. Детальное исследование спектров ЭПР парамагнитных ионов d- и f-элементов позволяет определить валентное состояние иона, найти симметрию кристаллического поля, количественно изучать кинетику и термодинамику многоступенчатых процессов комплексообразования ионов. Динамические эффекты в спектрах ЭПР, проявляющиеся в специфическом уширении отдельных компонент сверхтонкой структуры, обусловленном модуляцией величины констант за счет внутри- и межмолекулярной химической реакций, позволяют количественно исследовать эти реакции, например электронный обмен между ион-радикалами и исходными молекулами типа

Figure 00000003
, лигандный обмен типа
Figure 00000004
, внутримолекулярные процессы вращения отдельных фрагментов в радикалах, конформационные вырожденные переходы, внутримолекулярные процессы перемещения атомов или групп атомов в радикалах и т.д.However, in the known method of geochemical exploration [6], the soil is probed by applying a coherent pulsed proton spin echo, while the method of electron paramagnetic resonance can determine the concentration and identify paramagnetic particles in any aggregate state, which is indispensable for studying the kinetics and mechanism of the processes that occur with their participation in the water column (hydrosphere), especially with catastrophic pollution of marine areas. The electron paramagnetic resonance (EPR) method solves a wide range of structural-dynamic problems. A detailed study of the EPR spectra of paramagnetic ions of d and f elements makes it possible to determine the valence state of the ion, find the symmetry of the crystal field, and quantitatively study the kinetics and thermodynamics of multistage ion complexation processes. The dynamic effects in the EPR spectra, manifested in the specific broadening of individual components of the hyperfine structure due to the modulation of the constants due to intra- and intermolecular chemical reactions, allow one to quantitatively study these reactions, for example, electronic exchange between radical ions and initial molecules of the type
Figure 00000003
type ligand exchange
Figure 00000004
, intramolecular processes of rotation of individual fragments in radicals, conformational degenerate transitions, intramolecular processes of movement of atoms or groups of atoms in radicals, etc.

В двойном электронном ядерном резонансе (ДЭЯР) исследуемое вещество подвергают одновременному воздействию СВЧ-излучения и переменного магнитного поля в области частот ядерного магнитного резонанса (ЯМР). При этом СВЧ-излучение и постоянное магнитное поле поддерживаются в условиях резонанса, а частота ЯМР, то есть переменное магнитное поле, обеспечивающее реализацию ЯМР при данном постоянном магнитном поле, меняется в диапазоне, отвечающем величинам тонкой структуры конкретной спиновой системы. При выполнении условия ядерного резонанса происходит изменение интенсивности сигнала ЭПР. Спектр ДЭЯР, таким образом, представляет собой график изменения интенсивности сигнала ЭПР в зависимости от изменения частоты ЯМР. Метод значительно упрощает спектры исследуемых объектов. Например, если спектр ЭПР радикала (С6Н5)3С* содержит 196 линий сверхтонкой структуры, то в спектре ДЭЯР регистрируется три пары линий, отвечающих трем наборам протонных констант тонкой структуры для этого радикала (орто-, мета-, пара-протоны трех фенильных колец). В двойном электрон-электронном резонансе (ДЭЭР) измеряют уменьшение интенсивности одного сверхтонкого перехода при одновременном насыщении (за счет большой мощности соответствующей СВЧ-частоты) второго сверхтонкого перехода. Обе модификации ЭПР дают очень точные значения констант сверхтонкой структуры. Метод электронного спинового эха (ЭСЭ) заключается в воздействии на спиновую систему коротких и мощных СВЧ-импульсов в условиях ЭПР и наблюдение релаксации возбужденной таким образом системы в исходное состояние. Помимо непосредственного измерения времен релаксации спиновой системы, что реализовано в прототипе, метод также позволяет получать информацию о скорости медленных движений свободных радикалов. Оптически детектируемый ЭПР (ОД ЭПР) дает информацию о свободных радикалах в радикальных парах, возникающих при радиационном или УФ воздействии в кристаллах и жидкой фазе. Спиновое состояние радикальной пары (синглетное или триплетное) можно изменить вынужденным путем, вызывая спиновые переходы партнеров пары под действием резонансного микроволнового поля во внешнем магнитном поле. Спектр ЭПР при этом регистрируется путем изменения выхода продуктов из радикальной пары любым аналитическим методом. Наибольшая чувствительность получается при использовании оптических методов, особенно по измерению люминесценции. При изменении напряженности магнитного поля записываемый спектр люминесценции в точности повторяет спектр ЭПР радикалов, возникающих в радикальных парах. Чувствительность метода составляет 10-102 частиц в образце, что позволяет получать сведения о спектрах ЭПР, строении и превращениях короткоживущих радикалов, время жизни которых составляет порядка 10-8 с. (Энциклопедия физики и техники.webmaster @femto.. Вертц Дж., Болтон Дж., Теория п практические приложения метода ЭПР, М., 1975; Landolt-Bornstein, Numerical data and functional relationships in science and technology. New series, В., v. II/1, 1965-66, II/2, 1966, II/8, 1976-80, II/10, 1979, II/11, 1981, II/12, 1984, II/17, 1987-89).In double electron nuclear resonance (DEAR), the test substance is subjected to simultaneous exposure to microwave radiation and an alternating magnetic field in the frequency range of nuclear magnetic resonance (NMR). In this case, microwave radiation and a constant magnetic field are maintained under resonance conditions, and the NMR frequency, that is, an alternating magnetic field that provides NMR for a given constant magnetic field, varies in the range corresponding to the fine structure of a particular spin system. When the nuclear resonance condition is satisfied, the EPR signal changes in intensity. The DEYAR spectrum, therefore, is a graph of the change in the intensity of the EPR signal versus the change in the NMR frequency. The method greatly simplifies the spectra of the studied objects. For example, if the EPR spectrum of the (C 6 H 5 ) 3 C * radical contains 196 hyperfine structure lines, then three pairs of lines corresponding to three sets of fine structure proton constants for this radical (ortho-, meta-, para-protons) are recorded in the DEYR spectrum three phenyl rings). In double electron-electron resonance (DEER), the decrease in the intensity of one hyperfine transition is measured while the second hyperfine transition is saturated (due to the high power of the corresponding microwave frequency). Both EPR modifications give very accurate values of the hyperfine structure constants. The electron spin echo (ESE) method consists in exposing the spin system to short and powerful microwave pulses under EPR conditions and observing the relaxation of the system thus excited to its initial state. In addition to directly measuring the relaxation times of the spin system, which is implemented in the prototype, the method also allows you to obtain information about the speed of slow movements of free radicals. An optically detectable EPR (OD EPR) provides information on free radicals in radical pairs arising from radiation or UV exposure in crystals and in the liquid phase. The spin state of a radical pair (singlet or triplet) can be forcedly changed, causing spin transitions of the pair’s partners under the influence of a resonant microwave field in an external magnetic field. The EPR spectrum is recorded by changing the yield of products from the radical pair by any analytical method. The highest sensitivity is obtained using optical methods, especially for measuring luminescence. When the magnetic field strength changes, the recorded luminescence spectrum exactly repeats the EPR spectrum of radicals arising in radical pairs. The sensitivity of the method is 10-10 2 particles in the sample, which allows one to obtain information on the EPR spectra, structure and transformations of short-lived radicals, whose lifetime is about 10 -8 s. (Encyclopedia of Physics and Technology .webmaster @femto .. Wertz J., Bolton J., Theory and practical applications of the EPR method, M., 1975; Landolt-Bornstein, Numerical data and functional relationships in science and technology. New series, B. , v. II / 1, 1965-66, II / 2, 1966, II / 8, 1976-80, II / 10, 1979, II / 11, 1981, II / 12, 1984, II / 17, 1987-89 )

Задачей настоящего технического предложения является расширение функциональных возможностей известных способов геохимической разведки.The objective of this technical proposal is to expand the functionality of known methods of geochemical exploration.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе геохимической разведки для геоэкологического мониторинга морских нефтегазоносных акваторий, заключающемся в том, что производят отбор проб горных пород и растительности вдоль водотоков, пробы горных пород разделяют на две фракции - более 0,1 мм и менее 0,1 мм, фракцию более 0,1 мм анализируют на содержание химических элементов Si, Al, Ti, Y, фракцию менее 0,1 мм - на содержание химического элемента Hg, пробы растительности анализируют на содержание химических элементов Ва, Cu, Pb, Zn, Ag, результаты анализа фракции более 0,1 мм и проб растительности пересчитывают на соответствующие аддитивные показатели нормированных концентраций, строят карты распределения указанных аддитивных показателей и химического элемента Hg и отождествляют объекты, характеризующиеся распределением аномальных значений аддитивных показателей и химического элемента Hg в ряду химических элементов Si, Al, Ti, Y-Ba, Cu, Pb, Zn, Ag-Hg-Ba, Cu, Pb, Zn, Ag-Si, Al, Ti, Y, с нефтегазовыми перспективными участками, производят анализ на содержание метана, определяют координаты газового образования по его положению в подвижной системе координат буйковых станций, размещаемых в водной среде и снабженных датчиками обнаружения метана, посредством которых измеряют концентрацию метана в водной толще по изменению сопротивления активного слоя датчика, которое преобразуют в выходное (измеренное) напряжение, в котором предварительно выполняют съемку рельефа водной акватории, по результатам съемки выявляют затопленные речные долины, пересекающие континентальный шельф, выполняют зондирование донных осадков акустическими импульсами и измерение временного интервала между раздельными сигналами, выполняют восстановление рельефа местности, определяют длину корреляции динамических переменных, описывающих потоки энергии и/или импульса от вершины донного отложения осадков до подошвы и от подошвы донного отложения осадков на глубину залегания грунта до 2-4 км, выполняют анализ структурно-денудационных форм на рельефе с выделением терригенных отложений, при выявлении предпосылок существования нефтегазовых участков выполняют зондирование грунта путем воздействия когерентным импульсным протонным спиновым эхом, при этом выполняют томографическое восстановление изображения исследуемого геологического разреза грунта на уровне призматических кристаллов, дополнительно измеряют коэффициенты сопротивления и трения грунта дна, по которым определяют прочностные характеристики, коэффициенты сопротивления и трения измеряют посредством пенетрометра, установленного на донной сейсмической станции, причем устанавливают, по крайней мере, две донные сейсмические станции, посредством которых регистрируют микросейсмические волны, при анализе микросейсмических волн выделяют продольные микросейсмические волны и исключают из анализа поперечные микросейсмические волны посредством фазового амплитудного фильтра, при этом при анализе продольных микросейсмических волн выбирают все гармонические колебания, зарегистрированные двумя сейсмическими станциями одновременно и имеющие практически равные амплитуды, при этом угол между направлениями прихода микросейсмических сигналов одновременно от двух сейсмических станций, одна из которых расположена по нормали, составляет от 1 до 10°, при выявлении разливов транспортируемого жидкого продукта с образованием нефтяного пятна процессы растекания и переноса нефти рассчитывают с учетом гидродинамических параметров водной среды, отличающийся тем, что при зондировании грунта путем воздействия когерентным импульсным протонным спиновым эхом дополнительно зондируют гидросферу, исследуемую среду подвергают одновременному воздействию СВЧ-излучения и переменного магнитного поля в области частот ядерно-магнитного резонанса, при этом СВЧ-излучение и постоянное магнитное поле поддерживаются в условиях резонанса, при этом измеряют уменьшение интенсивности одного сверхтонкого перехода при одновременном насыщении, за счет большой мощности соответствующей СВЧ-частоты второго сверхтонкого перехода, дополнительно электронный парамагнитный резонанс подвергают оптическому детектированию, при этом спиновое состояние радикальной пары (синглетное или триплетное) изменяют вынужденным путем, вызывая спиновые переходы партнеров пары под действием резонансного микроволнового поля во внешнем магнитом поле, спектр электронного магнитного резонанса при этом регистрируется путем изменения выхода продуктов из радикальной пары аналитическим методом.The problem is solved due to the fact that in the method of geochemical exploration for geoecological monitoring of offshore oil and gas areas, which consists in the selection of rocks and vegetation along streams, rock samples are divided into two fractions - more than 0.1 mm and less than 0 , 1 mm, a fraction of more than 0.1 mm is analyzed for the content of chemical elements Si, Al, Ti, Y, a fraction of less than 0.1 mm is analyzed for the content of chemical element Hg, vegetation samples are analyzed for the content of chemical elements Ba, Cu, Pb, Zn , Ag, results a The analysis of fractions of more than 0.1 mm and vegetation samples is recalculated to the corresponding additive indicators of normalized concentrations, maps of the distribution of the indicated additive indicators and the chemical element Hg are constructed and objects characterized by the distribution of the anomalous values of the additive indicators and the chemical element Hg in the series of chemical elements Si, Al, Ti, Y-Ba, Cu, Pb, Zn, Ag-Hg-Ba, Cu, Pb, Zn, Ag-Si, Al, Ti, Y, with oil and gas promising areas, analyze for methane content, determine the coordinates of gas formation by its position in the moving coordinate system of buoy stations located in the aquatic environment and equipped with methane detection sensors, by which the methane concentration in the water column is measured by the change in the resistance of the active layer of the sensor, which is converted into the output (measured) voltage in which the relief is preliminarily taken of the water area, according to the results of the survey, flooded river valleys crossing the continental shelf are detected, sounding of bottom sediments by acoustic pulses and Graduation of the time interval between separate signals, performs the reconstruction of the terrain, determines the correlation length of dynamic variables that describe the energy and / or impulse fluxes from the top of the bottom sediment to the bottom and from the bottom of the bottom sediment to a depth of 2-4 km, perform an analysis structural and denudation forms on the relief with the release of terrigenous sediments, when identifying the prerequisites for the existence of oil and gas sites, the soil is probed by exposure to coherent with a pulsed proton spin echo, while performing tomographic reconstruction of the image of the studied geological section of the soil at the level of prismatic crystals, the resistance and friction coefficients of the bottom soil are additionally measured, which are used to determine the strength characteristics, the resistance and friction coefficients are measured using a penetrometer installed at the bottom seismic station, moreover, at least two bottom seismic stations are installed, by means of which the micros seismic waves, in the analysis of microseismic waves, longitudinal microseismic waves are extracted and transverse microseismic waves are excluded from the analysis by means of a phase amplitude filter, while in the analysis of longitudinal microseismic waves all harmonic oscillations recorded by two seismic stations simultaneously and having practically equal amplitudes are selected, while the angle between directions of arrival of microseismic signals simultaneously from two seismic stations, one of which is located normally, it is from 1 to 10 °, when spills of a transported liquid product with the formation of an oil spot are detected, the processes of oil spreading and transfer are calculated taking into account the hydrodynamic parameters of the aqueous medium, characterized in that when probing the soil by exposure to a coherent pulsed proton spin echo, the hydrosphere is additionally probed , the test medium is subjected to simultaneous exposure to microwave radiation and an alternating magnetic field in the frequency region of nuclear magnetic resonance, while the microwave The value and constant magnetic field are maintained under resonance conditions, while the decrease in the intensity of one hyperfine transition is measured at the same time, due to the high power of the corresponding microwave frequency of the second hyperfine transition, and additionally, electron paramagnetic resonance is subjected to optical detection, while the spin state of the radical pair (singlet or triplet) change in a forced way, causing spin transitions of the partners of the pair under the influence of a resonant microwave field in an external magnetic field, the spectrum of electronic magnetic resonance is recorded by changing the yield of products from the radical pair by the analytical method.

Заявляемый способ геохимической разведки для геоэкологического мониторинга морских нефтегазоносных акваторий основан на ряде выполненных исследований, которые базируются на анализе результатов процессов морского осадкообразования (О.К.Леонтьев. Морская геология. М.: Высшая школа. 1982, с.118), на ход и интенсивность химических процессов, которых оказывает большое влияние их удельная поверхность, которая находится в прямой зависимости от механического и вещественного состава осадков (О.К.Леонтьев. Морская геология. М.: Высшая школа. 1982, с.136).The inventive method of geochemical exploration for geoecological monitoring of offshore oil and gas areas is based on a number of studies that are based on an analysis of the results of marine sedimentation processes (O.K. Leontyev. Marine geology. M .: Higher school. 1982, p.118), and the intensity of chemical processes, which are greatly influenced by their specific surface area, which is directly dependent on the mechanical and material composition of sediments (O.K. Leontyev. Marine Geology. M .: Higher School. 1982, p.136).

Известно, что «нефть присутствует в водной среде в виде нескольких агрегатных состояний: поверхностных пленок (сликов); растворенных форм; эмульсий (типа «нефть в воде» и «вода в нефти»); взвешенных форм (плавающие на поверхности и в толще воды мазутно-нефтяные образования, сорбированные на взвесях нефтяные фракции); осажденных на дне твердых и вязких компонентов; аккумулированных в гидробионтах соединений, и также, в конечном итоге, отлагающихся на морском дне (Геоэкологический мониторинг морских нефтегазоносных акваторий / Лобковский Л.И., Левченко Д.Г., Леонов А.В., Амбросимов А.К. // М.: Наука, 2005, с.194). При этом предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих нефтяных веществ могут достигать 10-20 ПДК (Геоэкологический мониторинг морских нефтегазоносных акваторий/ Лобковский Л.И, Левченко Д.Г., Леонов А.В., Амбросимов А.К. // М., Наука, 2005, с.293).It is known that “oil is present in the aquatic environment in the form of several aggregate states: surface films (slicks); dissolved forms; emulsions (such as "oil in water" and "water in oil"); suspended forms (oil-oil formations floating on the surface and in the water column, oil fractions adsorbed on suspensions); solid and viscous components deposited at the bottom; compounds accumulated in hydrobionts, and also, ultimately, deposited on the seabed (Geoecological monitoring of marine oil and gas bearing water areas / Lobkovsky LI, Levchenko DG, Leonov AV, Ambrosimov AK // M. : Science, 2005, p.194). In this case, the maximum permissible concentration (MPC) of polluting petroleum substances can reach 10-20 MPC (Geoecological monitoring of offshore oil and gas areas / Lobkovsky L.I., Levchenko D.G., Leonov A.V., Ambrosimov A.K. // M. , Science, 2005, p. 293).

Исследования по выявлению опасных компонент загрязнения вод Каспийского моря (Геоэкологический мониторинг морских нефтегазоносных акваторий/ Лобковский Л.И., Левченко Д.Г., Леонов А.В., Амбросимов А.К.// М.: Наука, 2005, с.292) показали, что высокая концентрация нефтяных продуктов отмечается во всей ее толще. При этом следы нефти установлены на площади более 800 квадратных километров вокруг морских буровых платформ.Studies on the identification of hazardous components of pollution of the Caspian Sea waters (Geoecological monitoring of marine oil and gas bearing water areas / Lobkovsky L.I., Levchenko D.G., Leonov A.V., Ambrosimov A.K.// M .: Nauka, 2005, p. 292) showed that a high concentration of oil products is noted in its entire thickness. At the same time, traces of oil were installed on an area of more than 800 square kilometers around offshore drilling platforms.

Предлагаемый способ геохимической разведки для геоэкологического мониторинга морских нефтегазоносных акваторий реализован на методе когерентного импульсного протонного спинового эха, который является одним из современных и перспективных методов квантовой радиофизики. В его основе лежит наблюдение эффектов, вызванных взаимодействием ядер протонов водорода (1Н), обладающих магнитным моментом и совпадающих с направлением спина ядра, с окружающими их микрочастицами при воздействии на всю систему постоянного магнитного и переменного электромагнитного полей.The proposed method of geochemical exploration for geoecological monitoring of offshore oil and gas areas is implemented using the method of coherent pulsed proton spin echo, which is one of the modern and promising methods of quantum radiophysics. It is based on the observation of effects caused by the interaction of hydrogen proton nuclei ( 1 N), which have a magnetic moment and coincide with the direction of the nuclear spin, with the surrounding microparticles when the entire system is exposed to constant magnetic and alternating electromagnetic fields.

Главное преимущество метода заключается в четкой физической концепции квантово-механических представлений о структуре вещества. Вся информация о структуре среды и явлениях, происходящих в ней, отображена в динамике прецессии спинов резонирующих поляризованных атомных ядер (1H) и детектируется методом протонного спинового эха. Данный метод относится к методам неразрушающего контроля, без изменения агрегатного состояния, физико-химического состава и свойств среды, что является важнейшим фактором в исследовании природных сред.The main advantage of the method is a clear physical concept of quantum-mechanical ideas about the structure of matter. All information on the structure of the medium and the phenomena occurring in it is reflected in the dynamics of the precession of spins of resonating polarized atomic nuclei (1H) and is detected by the proton spin echo method. This method relates to non-destructive testing methods, without changing the state of aggregation, physico-chemical composition and environmental properties, which is the most important factor in the study of natural environments.

Данным методом можно исследовать большое число ядер. Однако выбор элемента, как объекта исследований при решении прикладных задач, определяется двумя факторами - наличием магнитного момента и содержанием в естественной среде. Наиболее эффективным, с данной точки зрения исследований, является водород 1H, как наиболее распространенный элемент в природе и самая стабильная и универсальная микрочастица, участвующая во всех видах взаимодействий (электрических, магнитных, гравитационных, слабых, сильных и т.д.). Исследование структуры молекулы воды, динамики ее изменения в результате взаимодействия воды с природными и антропогенными объектами и явлениями дает возможность для изучения физической сути различных природных и антропогенных процессов (микроструктуры морской воды, динамики океанских течений, взаимодействия океана и атмосферы).This method can be used to study a large number of nuclei. However, the choice of an element as an object of research in solving applied problems is determined by two factors - the presence of a magnetic moment and its content in the natural environment. The most effective, from this point of view of research, is hydrogen 1 H, as the most common element in nature and the most stable and universal microparticle, participating in all types of interactions (electrical, magnetic, gravitational, weak, strong, etc.). The study of the structure of the water molecule, the dynamics of its change as a result of the interaction of water with natural and anthropogenic objects and phenomena makes it possible to study the physical essence of various natural and anthropogenic processes (microstructure of sea water, dynamics of ocean currents, the interaction of the ocean and atmosphere).

В последнее время выполнено много работ по изучению специальных физических, химических и биологических свойств водных сред, в частности морской среды, в связи с процессами их релаксации после внешних воздействий.Recently, a lot of work has been done to study the special physical, chemical and biological properties of aquatic environments, in particular the marine environment, in connection with the processes of their relaxation after external influences.

Согласно существующим теоретическим представлениям в морской среде в квазистационарных условиях образуется динамическая сетка направленных водородных связей между молекулами воды с вкрапленными в эту сетку ионами неорганических соединений (диамагнитных, парамагнитных), растворенных в воде примесями органических соединений, растворенными в морской воде газами и их микропузырьками, частицами морской взвеси. Динамическая сетка сильных и слабых водородных связей в водной среде подвергается спонтанной перестройке в результате теплового движения молекул, однако в микроскопических масштабах она характеризует состояние водной среды с соответствующими константами микроскопических взаимодействий. В результате образуется как бы кристаллическая структура морской среды с соответствующими величинами эффективных внутренних полей и особенностями спин-решеточных взаимодействий. При появлении в этой среде нефтяных фракций возникают микроструктурные нарушения на молекулярном уровне, которые могут быть зафиксированы методом импульсного когерентного протонного спинового эха по измерениям времен спиновой релаксации (спин-спинового-Т2, спин-решеточного-Т1).According to existing theoretical concepts in a marine environment under quasistationary conditions, a dynamic network of directed hydrogen bonds forms between water molecules with inorganic ions interspersed in this network of inorganic ions (diamagnetic, paramagnetic) dissolved in water by impurities of organic compounds, gases dissolved in sea water and their microbubbles, particles marine suspension. A dynamic network of strong and weak hydrogen bonds in an aqueous medium undergoes spontaneous rearrangement as a result of the thermal motion of molecules, however, on a microscopic scale, it characterizes the state of an aqueous medium with the corresponding microscopic interaction constants. As a result, a crystalline structure of the marine environment forms with the corresponding values of the effective internal fields and the features of the spin-lattice interactions. When oil fractions appear in this medium, microstructural disturbances occur at the molecular level, which can be detected by the method of pulsed coherent proton spin echo from measurements of spin relaxation times (spin-spin-T 2 , spin-lattice-T 1 ).

В этом методе переменное магнитное поле, возбуждающее переходы между различными квантовыми состояниями, прикладывается к исследуемому объему морской среды (≈0,3 см3) в виде коротких радиоимпульсов, а сигналы от возбуждаемых ядер наблюдаются после воздействия импульсов. При этом к исследуемому объему прикладывается постоянное магнитное поле

Figure 00000005
и переменное высокочастотное (ВЧ) поле
Figure 00000006
, которое наиболее сильно воздействует на ядерные магнитные моменты при совпадении его частоты с собственной частотой перехода. Под действием поля
Figure 00000007
в поле
Figure 00000005
происходит нутация вектора магнитного момента ядер
Figure 00000008
. При воздействии полем
Figure 00000009
в течение определенного времени вектор
Figure 00000010
может быть повернут на определенный угол относительно поля
Figure 00000005
, например π/2 или π (соответствующие радиоимпульсы называются 90° или 180°; θ=γH1tp, где θ - угол поворота
Figure 00000011
, γ - гиромагнитное отношение;
Figure 00000012
- значение напряженности ВЧ-поля; tp - время воздействия).In this method, an alternating magnetic field that excites transitions between different quantum states is applied to the studied volume of the marine environment (≈0.3 cm 3 ) in the form of short radio pulses, and signals from excited nuclei are observed after exposure to pulses. In this case, a constant magnetic field is applied to the test volume
Figure 00000005
and variable high-frequency (HF) field
Figure 00000006
, which most strongly affects nuclear magnetic moments when its frequency coincides with the natural transition frequency. Under the influence of the field
Figure 00000007
in field
Figure 00000005
nutation of the magnetic moment vector of nuclei occurs
Figure 00000008
. When exposed to the field
Figure 00000009
over time vector
Figure 00000010
can be rotated a certain angle relative to the field
Figure 00000005
, for example π / 2 or π (the corresponding radio pulses are called 90 ° or 180 °; θ = γH 1 t p , where θ is the rotation angle
Figure 00000011
, γ is the gyromagnetic ratio;
Figure 00000012
- value of the RF field strength; t p is the exposure time).

В отсутствии внешних воздействий магнитные моменты ядер

Figure 00000013
стремятся установиться вдоль поля
Figure 00000005
. Соответствующее равновесное значение ядерной намагниченности исследуемого объема морской среды отвечает больцмановскому распределению ядер по энергетическим состояниям. Измерение величины или ориентации намагниченности означает перераспределение ядер между энергетическими состояниями, т.е. изменение микроструктуры исследуемого объема на молекулярном уровне. Если в какой-либо момент времени ядерная намагниченность имеет случайное значение, то ряд процессов будет приводить ее в равновесное состояние, что и определяет время релаксации системы. Поскольку изменение намагниченности исследуемого объема среды связано с увеличением или уменьшением энергии системы магнитных моментов (системы спинов), а любое взаимодействие внутри системы не может привести к изменению ее полной энергии, то, очевидно, существует обмен энергией между системой спинов и соответствующими внутренними резервуарами энергии. При ядерной магнитной релаксации таким резервуаром служит «решетка», в данном случае сама морская среда, причем важно наличие спиновых взаимодействий независимо от агрегатного состояния рассматриваемой среды.In the absence of external influences, the magnetic moments of the nuclei
Figure 00000013
tend to settle along the field
Figure 00000005
. The corresponding equilibrium value of the nuclear magnetization of the studied volume of the marine environment corresponds to the Boltzmann distribution of nuclei by energy states. The measurement of the magnitude or orientation of the magnetization means the redistribution of nuclei between energy states, i.e. change in the microstructure of the test volume at the molecular level. If at any moment of time the nuclear magnetization has a random value, then a number of processes will bring it to an equilibrium state, which determines the relaxation time of the system. Since the change in the magnetization of the studied volume of the medium is associated with an increase or decrease in the energy of the system of magnetic moments (system of spins), and any interaction within the system cannot lead to a change in its total energy, obviously, there is an energy exchange between the system of spins and the corresponding internal energy reservoirs. In nuclear magnetic relaxation, such a reservoir is the “lattice”, in this case, the marine environment itself, and the presence of spin interactions is important regardless of the state of aggregation of the medium in question.

Общей чертой релаксационных процессов является обмен энергией между макроскопическими объектами с упорядоченной определенным образом системой спинов и тепловым движением в веществе (конкретный механизм передачи энергии может быть различным). В общем случае скорость установления равновесного состояния значения продольной (относительно

Figure 00000005
) компоненты намагниченности
Figure 00000014
характеризуется постоянной T1 (время спин-решеточной релаксации). Для поперечной компоненты вводится постоянная T2 (время спин-спиновой релаксации). Равновесное значение поперечной компоненты равно нулю и постоянная времени установления Т2≤T1. Для измерения времени спин-спиновой и спин-решеточной релаксации используются разнообразные последовательности 90° и 180° импульсов.A common feature of relaxation processes is the energy exchange between macroscopic objects with a system of spins ordered in a certain way and thermal motion in matter (the specific mechanism of energy transfer can be different). In the general case, the rate of establishment of the equilibrium state of the longitudinal value (relative to
Figure 00000005
) magnetization components
Figure 00000014
characterized by a constant T 1 (spin-lattice relaxation time). For the transverse component, the constant T 2 (spin-spin relaxation time) is introduced. The equilibrium value of the transverse component is zero and the settling time constant is T 2 ≤T 1 . A variety of 90 ° and 180 ° pulse sequences are used to measure the spin-spin and spin-lattice relaxation times.

Основные принципы, положенные в основу измерений T1, заключаются в следующем. Параметр Т1 характеризует изменение во времени проекции

Figure 00000015
на ось z, совпадающую с направлением
Figure 00000005
. Для его определения в ходе установления термодинамического равновесия между спиновой системой и решеткой необходимо измерить Mz в зависимости от времени. С этой целью используется целый ряд импульсных последовательностей. В наблюдаемых экспериментальных методах измерения Т1 в качестве первых импульсов, возбуждающих спиновую систему, используется 180° импульс: 180-t-90° или 180-t-90°-τ1-180°, где t - соответствующий момент времени; τ1 - постоянный интервал времени между вторым и третьим импульсами (τ1 выбирается из условия t «τ1). Третий «проявляющий» импульс используется при больших величинах T1 и большой неоднородности
Figure 00000005
, когда сигнал свободной индукции после 90° импульса трудно наблюдать из-за малой его длительности. Частота посылок или запуска импульсных последовательностей равна To, где To=6T1, чтобы спиновая система успела возвратиться в состояние термодинамического равновесия перед каждой новой посылкой.The basic principles underlying the measurements of T 1 are as follows. The parameter T 1 characterizes the change in projection time
Figure 00000015
on the z axis coinciding with the direction
Figure 00000005
. To determine it during the establishment of thermodynamic equilibrium between the spin system and the lattice, it is necessary to measure M z as a function of time. For this purpose, a number of pulse sequences are used. In the observed experimental methods of measuring T 1 , the first pulses exciting the spin system use a 180 ° pulse: 180-t-90 ° or 180-t-90 ° -τ 1 -180 °, where t is the corresponding moment in time; τ 1 - a constant time interval between the second and third pulses (τ 1 is selected from the condition t "τ 1 ). The third "manifesting" impulse is used for large values of T 1 and large heterogeneity
Figure 00000005
when the free induction signal after a 90 ° pulse is difficult to observe due to its short duration. The frequency of the sendings or triggering of pulse sequences is T o , where T o = 6T 1 so that the spin system has time to return to the state of thermodynamic equilibrium before each new sending.

Для морской воды никогда не наблюдается простой экспоненциальной зависимости спада ядерной намагниченности после импульсов возбуждения спиновой системы частотой ωtnt - частота ВЧ-поля; ωn - частота прецессии спиновой системы). При этом намагниченность в направлении поля

Figure 00000005
представляется в виде сумм различных экспоненциальных вкладовFor seawater, the simple exponential dependence of the decay of nuclear magnetization after excitation pulses of the spin system with a frequency ω t = ω nt is the frequency of the RF field; ω n is the frequency of the precession of the spin system) is never observed. In this case, the magnetization in the field direction
Figure 00000005
represented as sums of various exponential contributions

Figure 00000016
,
Figure 00000016
,

где po относительная доля вклада n-й компоненты

Figure 00000017
;where p o is the relative contribution of the nth component
Figure 00000017
;

T1n - время спин-решеточной релаксации.T 1n is the spin-lattice relaxation time.

Скорость спин-решеточной релаксации 1/Т1 для морской среды в первом приближении может быть оценена в виде:The rate of spin-lattice relaxation 1 / T 1 for the marine environment in a first approximation can be estimated as:

1/Т1=1/Т10+1/T1n+1/Т102+1/T1k+1/T1g,1 / T 1 = 1 / T 10 + 1 / T 1n + 1 / T 102 + 1 / T 1k + 1 / T 1g ,

где Т10 - время спин-решеточной релаксации чистой воды;where T 10 is the time of spin-lattice relaxation of pure water;

T1n, T 1k, T 1g - времена релаксации растворенных примесей с различными магнитными свойствами (парамагнитные, диамагнитные) и частиц конденсированной фазы (взвесь);T 1n , T 1k , T 1g - relaxation times of dissolved impurities with various magnetic properties (paramagnetic, diamagnetic) and particles of the condensed phase (suspension);

T 102 вклад растворенного в морской воде кислорода, приведенного к равновесной концентрации, что дает возможность учитывать постоянства вклада Т102, в определяемую экспериментально скорость спин-решеточной релаксации 1/T1. Аналогичные процедуры могут быть проведены и для вкладов T1n, T 1k, T 1g в скорость спин-решеточной релаксации. Таким образом, по экспоненциальным значениям скорости спин-решеточной релаксации могут быть получены вклады микроструктурных нарушений в морской среде после появления нефтяных фракций.T 102 is the contribution of oxygen dissolved in sea water, brought to equilibrium concentration, which makes it possible to take into account the constancy of the contribution of T 102 to the experimentally determined spin-lattice relaxation rate 1 / T 1 . Similar procedures can be performed for the contributions of T 1n , T 1k , T 1g to the spin-lattice relaxation rate. Thus, from the exponential values of the spin-lattice relaxation rate, the contributions of microstructural disturbances in the marine environment after the appearance of oil fractions can be obtained.

Следует отметить, что наиболее корректными для регистрации микроструктурных нарушений на молекулярном уровне представляются низкоэнергетические методы исследований, использование которых не ведет к изменениям микроструктурных состояний морской среды. К ним относятся импульсные методы когерентного протонного спинового эха. Действительно, при измерении скоростей спин-решеточной релаксации в невозмущенной морской среде будут известны вклады времен T1n, T 1k, Т 1g, Т1 02, что позволит оценить в определенной точке вклад Т 10 (для дистиллированной воды при заданной электропроводности значение Т 10 известно). После прохода самодвижущегося объекта в морской среде изменяется время Т1 в области его движения. Эти изменения связаны с характером распределения примесей с различными магнитными свойствами, растворенным кислородом О2, микропузырьков газов, частиц конденсированной фазы и с микроструктурным состоянием морской среды, обусловленным характером сетки водородных связей в области появления нефтяных взвесий и, соответственно, изменением параметра T1.It should be noted that low-energy research methods, the use of which does not lead to changes in the microstructural states of the marine environment, seem to be the most correct for detecting microstructural disturbances at the molecular level. These include pulsed methods of coherent proton spin echo. Indeed, when measuring the rates of spin-lattice relaxation in an unperturbed marine environment, the contributions of the times T 1n , T 1k , T 1g , T 1 02 will be known, which will make it possible to estimate the contribution of T 10 at a certain point (for distilled water at a given electrical conductivity, the value of T 10 is known ) After the passage of a self-propelled object in the marine environment, the time T 1 in the area of its movement changes. These changes are related to the nature of the distribution of impurities with different magnetic properties, dissolved oxygen O 2 , microbubbles of gases, particles of the condensed phase and the microstructural state of the marine environment, due to the nature of the network of hydrogen bonds in the region of the appearance of oil suspensions and, accordingly, a change in the parameter T 1 .

Изменение структуры носит наиболее долговременный и информативный характер. Этот метод позволяет приблизиться к точности энергетических изменений среды порядка 10-15 эВ/Гц. Размещение в водной среде буйковых и донных станций, оснащенных измерительной аппаратурой, построенной на этих принципах, позволяет создавать объемную томографическую картину данного процесса путем зондирования в заданном районе с помощью датчика протонного спинового эха. Энергетические возмущения подобного рода могут регистрироваться в течение суток и более в зависимости от гидродинамических условий заданного района.The change in structure is the most long-term and informative in nature. This method allows one to approach the accuracy of energy changes in the medium of the order of 10 -15 eV / Hz. Placing buoy and bottom stations equipped with measuring equipment built on these principles in the aquatic environment allows one to create a volumetric tomographic picture of this process by sensing in a given area using a proton spin echo sensor. Energy disturbances of this kind can be recorded during the day or more, depending on the hydrodynamic conditions of a given region.

Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.

На водной акватории (или заданном регионе суши с реками и болотами) выполняется съемка рельефа дна посредством гидроакустических средств, установленных на гидрографическом судне. Съемка рельефа может выполняться посредством известных способов и средств, основанных на принципах гидроакустики (многолучевые эхолоты, гидролокаторы, профилографы и т.д.).In the water area (or a given land area with rivers and swamps), the bottom topography is recorded using hydroacoustic means installed on a hydrographic vessel. Relief photography can be performed using known methods and means based on the principles of sonar (multi-beam echo sounders, sonar, profilers, etc.).

Съемка рельефа дна проводится многолучевыми эхолотами без пропусков с перекрытием смежных полос. Для съемки рельефа дна применяются многолучевые эхолоты (Sea Beam 1180, Simrad ЕМ 3002). Сонарная съемка выполняется с использованием сонара с частотой 500 кГц. В состав комплекса площадной съемки входят измерители скорости звука и датчики вертикальной качки и крен-дифферента, которые обеспечивают корректуру данных площадной батиметрической и сонарной съемки.Shooting of the bottom topography is carried out by multipath echo sounders without gaps with overlapping adjacent bands. To capture the bottom topography, multi-beam echo sounders (Sea Beam 1180, Simrad EM 3002) are used. Sonar imaging is performed using a 500 kHz sonar. The composition of the areal survey complex includes sound velocity meters and vertical pitch and roll trim sensors, which provide proofreading of the data of the area bathymetric and sonar surveys.

Измеренные глубины в постобработке исправляются глубинами на уровень моря по данным временных уровенных постов. По результатам съемки составляются планшеты глубин в масштабе 1:2000.The measured depths in post-processing are corrected by depths at sea level according to the data of temporary level posts. Based on the survey results, depth plates are compiled on a scale of 1: 2000.

Геофизические исследования включают проведение морской магнитной съемки и акустическое профилирование.Geophysical surveys include marine magnetic surveys and acoustic profiling.

Магнитометрия выполняется с использованием протонного градиентометра типа «Sea SPY» или «Marine Magnetic Explorer». Буксируемое тело градиентометра на глубоководных участках буксируется на расстоянии 5 м от дна. Для стабильного удержания буксируемого тела на заданном расстоянии от дна используется лебедка типа «DT VARINE 2005EHLWR» с дистанционным управлением. На мелководных участках рабочее тело градиентометра буксируется на поверхности, его местоположение определяется по длине кабеля и расстоянию до антенны GPS.Magnetometry is performed using a Sea SPY or Marine Magnetic Explorer proton gradiometer. The towed body of the gradiometer in deep water is towed at a distance of 5 m from the bottom. For stable holding of the towed body at a given distance from the bottom, a DT VARINE 2005EHLWR winch with remote control is used. In shallow areas, the working body of the gradiometer is towed to the surface, its location is determined by the length of the cable and the distance to the GPS antenna.

Работы выполняются с использованием аппаратуры типа «Бумер» с приемом отраженного сигнала на многоканальную косу и регистрацией на цифровую сейсмостанцию. Для определения местоположения судна и датчиков информации с необходимой точностью используется аппаратура потребителей спутниковой навигационной системы GPS в дифференциальном режиме (DGPS), работающих по двум независимым контрольно-корректирующим станциям, а также геодезические контрольно-корректирующие станции для работы в режиме RTK или для приема поправок Starfix HP по спутниковому каналу. Такая система координирования обеспечивает определение места со средней квадратической погрешностью не более 0,3 м в любой точке района при круглосуточной работе. Для навигационного обеспечения использованы базовая геодезическая станция типа «MS 750 Base», судовые приемники типа «Trimble 5700 RTK» и «Trimble DSM 2121», навигационный компьютер с программным обеспечением. Электронная навигационная информационная система (ECDIS), система ECS -1000 с программным обеспечением «dKart Navigator», ультракороткобазисная система подводной навигации типа «Simrad HRP 410Р» для высокоточного определения положения гондолы магнитометра с двумя маяками-ответчиками.The work is carried out using equipment of the Boomer type with the reception of the reflected signal to the multi-channel streamer and registration at the digital seismic station. To determine the position of the vessel and information sensors, the equipment of consumers of the GPS satellite navigation system in differential mode (DGPS) operating at two independent control and correction stations, as well as geodetic control and correction stations for working in RTK mode or for receiving Starfix corrections, are used with the necessary accuracy HP via satellite. Such a coordination system ensures the determination of a place with a mean square error of not more than 0.3 m at any point in the district during round-the-clock operation. For navigation support, the MS 750 Base type geodetic station, Trimble 5700 RTK and Trimble DSM 2121 shipborne receivers, and a navigation computer with software were used. Electronic Navigation Information System (ECDIS), ECS -1000 system with dKart Navigator software, ultra-short-range underwater navigation system of the Simrad HRP 410P type for high-precision positioning of the gondola of a magnetometer with two transponder beacons.

Сейсмоакустическое профилирование - поддонный профилограф типа «SPB Klein 2275» (рабочая частота 3,5 кГц, разрешение 75 см, предельная глубина буксировки 600 м) или комплексное использование геолокатора (профилограф) типа «Seapro» (Seateam) с перестраиваемыми диапазонами частот 1-30 кГц, с мощностью сигнала 10 кВт и аппаратура электроразведки «Шельф-4» с экспресс-регистратором акустического сигнала типа «Иней-П».Seismoacoustic profiling - a pallet profilograph of the SPB Klein 2275 type (operating frequency 3.5 kHz, resolution 75 cm, maximum towing depth 600 m) or integrated use of a geolocation (profilograph) of the Seapro type (Seateam) with tunable frequency ranges 1-30 kHz, with a signal power of 10 kW, and Shelf-4 electrical intelligence equipment with an express recorder of an acoustic signal of the Iney-P type.

Геодезическая станция типа «Trimble 4600LS».Geodetic station of the Trimble 4600LS type.

Программно-математическое обеспечение «Trimble Geomatics Office».Software and software "Trimble Geomatics Office".

Геоинформационная система типа «Mapinfo v.7».Geoinformation system such as "Mapinfo v.7".

Датчик курса и динамических перемещений судна типа «Octans» с компенсацией динамических перемещений 0,01 град по курсу, вертикальным перемещением, бортовой и килевой качке с частотой данных 40 Гц.The heading and dynamic displacement sensor of the Octans type vessel with compensation of dynamic displacements of 0.01 degrees on the course, vertical movement, on-board and pitching with a data frequency of 40 Hz.

Измеритель скорости звука типа «SVP 15» или типа «ОЛД-1». Измеритель уровня моря типа «ГМУ-2».Sound speed meter type "SVP 15" or type "OLD-1". Sea level meter type "GMU-2".

По результатам съемки рельефа дна и его картографического отображения, применительно к морским акваториям, выявляют направление затопленных речных долин, которые пересекают континентальный шельф.According to the results of surveying the bottom topography and its cartographic display, in relation to the sea, the direction of the flooded river valleys that cross the continental shelf is revealed.

При этом затопленные речные долины выявляются по сильно вытянутым извилистым понижениям, пересекающим континентальный шельф и являющимся непосредственным продолжением речных долин прибрежной суши (Леонтьев O.K. Морская геология. М.: Высшая школа, 1982, с.161).In this case, the flooded river valleys are revealed by very elongated winding depressions that cross the continental shelf and are a direct continuation of the river valleys of coastal land (Leontyev O.K. Marine Geology. M .: Higher School, 1982, p. 161).

Далее выполняют зондирование донных осадков вдоль направления затопленных речных долин акустическими импульсами и измерение временного интервала между раздельными сигналами, формируемыми гидроакустическими средствами. По результатам акустического зондирования формируют слои донных отложений и грунта по глубине залегания до 4 км. Выполняют восстановление донных отложений и грунта на глубину распространения акустических сигналов. При этом определяют длину корреляции динамических переменных, описывающих потоки энергии и/или импульса от вершины донного отложения осадков до подошвы и от подошвы донного отложения осадков на глубину залегания грунта до 2-4 км. Выполняют томографическое восстановление изображения исследуемого геологического разреза грунта на уровне призматических кристаллов, дополнительно измеряют коэффициенты сопротивления и трения грунта дна, по которым определяют прочностные характеристики, коэффициенты сопротивления и трения измеряют посредством пенетрометра, установленного на донной сейсмической станции, причем устанавливают по крайней мере две донные сейсмические станции, посредством которых регистрируют микросейсмические волны, при анализе микросейсмических волн выделяют продольные микросейсмические волны и исключают из анализа поперечные микросейсмические волны посредством фазового амплитудного фильтра, при этом при анализе продольных микросейсмических волн выбирают все гармонические колебания, зарегистрированные двумя сейсмическими станциями одновременно и имеющие практически равные амплитуды, при этом угол между направлениями прихода микросейсмических сигналов одновременно от двух сейсмических станций, одна из которых расположена по нормали, составляет от 1 до 10 градусов, при выявлении разливов транспортируемого жидкого продукта с образованием нефтяного пятна процессы растекания и переноса нефти рассчитывают с учетом гидродинамических параметров водной среды.Then, sounding of bottom sediments along the direction of the flooded river valleys with acoustic pulses is performed and the time interval between separate signals generated by hydroacoustic means is measured. According to the results of acoustic sounding, layers of bottom sediments and soil are formed at a depth of up to 4 km. Restore bottom sediments and soil to the depth of propagation of acoustic signals. In this case, the correlation length of the dynamic variables describing the energy and / or impulse fluxes from the top of the bottom sediment to the bottom and from the bottom of the bottom sediment to the depth of the soil is determined to be up to 2-4 km. Perform tomographic restoration of the image of the studied geological section of the soil at the level of prismatic crystals, additionally measure the resistance and friction coefficients of the bottom soil, which determine the strength characteristics, the resistance and friction coefficients are measured using a penetrometer installed on the bottom seismic station, and at least two bottom seismic stations by which microseismic waves are recorded in microseismic analysis The longitudinal microseismic waves are extracted and transverse microseismic waves are excluded from the analysis by means of a phase amplitude filter. In the analysis of longitudinal microseismic waves, all harmonic oscillations recorded by two seismic stations simultaneously and having almost equal amplitudes are selected, while the angle between the directions of arrival of microseismic signals is simultaneously from of two seismic stations, one of which is located normally, is from 1 to 10 degrees, while lenii spills of the transported liquid product to form an oil slick spreading processes and oil migration is calculated taking into account the hydrodynamic parameters of the aqueous medium.

По томографическому восстановлению донных отложений и грунта выполняют механическую дифференциацию осадков и взвеси с выделением фракций механического состава (гранулометрических фракций) в соответствии с классификацией, принятой в практике морских геологических исследований [Леонтьев O.K. Морская геология. М.: Высшая школа, 1982, с.80].According to the tomographic restoration of bottom sediments and soil, mechanical differentiation of sediments and suspensions is performed with the separation of fractions of mechanical composition (particle size fractions) in accordance with the classification adopted in the practice of marine geological research [Leontiev O.K. Marine geology. M.: Higher School, 1982, p. 80].

Далее выполняют анализ на содержание химических элементов с выделением терригенных отложений, строят карты распределения аддитивных показателей и отождествляют объекты, характеризующиеся распределением аномальных значений аддитивных показателей и Hg в ряду Si, Al, Ti, Y-Ba, Cu, Pb, Zn, Ag-Hg-Ba, Cu, Pb, Zn, Ag-Si, Al, Ti, Y, с нефтегазовыми перспективными участками.Next, an analysis is carried out for the content of chemical elements with the separation of terrigenous deposits, maps of the distribution of additive indicators are constructed, and objects characterized by the distribution of anomalous values of additive indicators and Hg in the series Si, Al, Ti, Y-Ba, Cu, Pb, Zn, Ag-Hg are identified -Ba, Cu, Pb, Zn, Ag-Si, Al, Ti, Y, with oil and gas promising areas.

По наличию терригенных отложений судят о наличии нефтегазоносности исследуемой акватории.By the presence of terrigenous deposits, the presence of oil and gas in the studied area is judged.

Суждение о наличии нефтегазоносности по наличию терригенных отложений основано на известном факте, заключающемся в том, что многие шельфы характеризуются значительной мощностью платформенного чехла, которая резко убывает на внешнем крае шельфа. Это обусловлено тем, что у многих шельфов внешний край приподнят и в большинстве случаев к шельфу приурочены острова [Леонтьев O.K. Морская геология. М.: Высшая школа, 1982 с.176].The judgment on the presence of oil and gas in terms of the presence of terrigenous sediments is based on the well-known fact that many shelves are characterized by a significant thickness of the platform cover, which decreases sharply on the outer edge of the shelf. This is due to the fact that the outer edge of many shelves is elevated and, in most cases, islands are confined to the shelf [Leontyev O.K. Marine geology. M.: Higher School, 1982 p.176].

Поскольку многие шельфы представляют собой продолжение низменностей, приуроченных к крупным платформенным прогибам или синеклизам, то толщи, выполняющие эти прогибы, наклонены в сторону шельфа и достигают максимальной мощности именно в его пределах. Большая мощность терригенных осадков в нефтегазоносных районах является условием, благоприятствующим нефтегазоности.Since many shelves are a continuation of the lowlands confined to large platform deflections or syneclises, the sequences performing these deflections are tilted towards the shelf and reach maximum power within it. The high power of terrigenous sediments in oil and gas regions is a condition conducive to oil and gas.

При выявлении морских акваторий с возможным существованием нефтегазовых участков устанавливают на водной акватории буйковую станцию и по крайней мере две сейсмические донные станции.When identifying marine areas with the possible existence of oil and gas sites, a buoy station and at least two seismic bottom stations are installed in the water area.

Посредством измерительных датчиков, установленных на буйковой станции и на сейсмических донных станциях, выполняют регистрацию сейсмических, микросейсмических колебаний и гидрохимических параметров, а также выполняют зондирование водной толщи путем детектирования механизмов спин-фононных взаимодействий в морской воде, при воздействии на объект исследования когерентным импульсным протонным спиновым эхом, что реализуется посредством зонда протонного спинового эха, который снабжен спектрометром протонного спинового эха и блоком обработки спин-релаксационных параметров, аналог которого описан в [Зверев С.Б. Новый метод исследования динамики вод океана. Владивосток. Труды Тихоокеанского океанологического института ДВО РАН, т.3, 1990, с.160-172. С.Б.Зверев, У.Х.Копвиллем. Применение многократных квантовых резонаторов для изучения структуры жидкости. // Оптика атмосферы и океана, т. 6, №7, с.778-782.]… По полученным данным посредством зонда протонного спинового эха выполняют томографическое восстановление изображения исследуемого геологического разреза грунта на уровне призматических кристаллов, что позволяет выполнить минералогический анализ. При этом определение количественных соотношений минералов выполняется путем их выделения по плотности, оптическим свойствам, магнитным, электромагнитным, а также физическим и химическим признакам с использованием известных методов минералогического анализа [Леонтьев O.K. Морская геология. М., Высшая школа. 1982, с.87].Using measuring sensors installed at the buoy station and at seismic bottom stations, seismic, microseismic vibrations and hydrochemical parameters are recorded, and the water column is probed by detecting the mechanisms of spin-phonon interactions in sea water when a coherent pulsed proton spin is applied to the object under study echo, which is realized by a proton spin echo probe, which is equipped with a proton spin echo spectrometer and a block about abotki spin relaxation parameters analog which is described in [Zverev SB A new method for studying the dynamics of ocean waters. Vladivostok. Proceedings of the Pacific Oceanological Institute, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences, vol. 3, 1990, pp. 160-172. S.B.Zverev, W.H. Kopville. The use of multiple quantum resonators to study the structure of a liquid. // Optics of the atmosphere and ocean, t. 6, No. 7, pp. 778-782.] ... According to the data obtained, using a proton spin echo probe, tomographic reconstruction of the studied geological section of the soil is performed at the level of prismatic crystals, which allows mineralogical analysis. At the same time, the quantitative ratios of minerals are determined by isolating them by density, optical properties, magnetic, electromagnetic, as well as physical and chemical characteristics using known methods of mineralogical analysis [Leontiev O.K. Marine geology. M., High School. 1982, p. 87].

В качестве датчика протонного спинового эха может быть, как и в прототипе, применена так называемая минимагнитная система, состоящая из самарий-кобальтовых шайб с большой постоянной намагниченностью и большой энергоемкостью. В результате, при массе магнита 9 кг удается достигнуть значения индукции магнитного поля в его зазоре до 1,5 Тл. Таким образом, при плавной механической регулировке междуполюсного расстояния магнитной системы рабочая частота может изменяться в пределах от 12 до 60 МГц для протонов при сохранении достаточно, или серийные приборы, частота электромагнитного излучения в которых задается постоянной, а условие резонанса достигается путем изменения напряженности магнитного поля. Большинство спектрометров работает на частоте v 9000 МГц, длина волны 3,2 см, магнитная индукция 0,3 Тл.As a proton spin echo sensor, as in the prototype, a so-called minimagnetic system consisting of samarium-cobalt washers with a large permanent magnetization and high energy intensity can be used. As a result, with a magnet mass of 9 kg, it is possible to achieve a magnetic field induction value of up to 1.5 T in its gap. Thus, with smooth mechanical adjustment of the interpolar distance of the magnetic system, the working frequency can vary from 12 to 60 MHz for protons while maintaining enough, or serial devices, the frequency of electromagnetic radiation in which is set constant, and the resonance condition is achieved by changing the magnetic field strength. Most spectrometers operate at a frequency of v 9000 MHz, a wavelength of 3.2 cm, and magnetic induction of 0.3 T.

При выявлении потенциальных нефтегазовых участков, как и в прототипе, берут пробы грунта и растительности вдоль речного русла, выполняют анализ аддитивных показателей, строят карты распределения аддитивных показателей и отождествляют объекты, характеризующиеся распределением аномальных значений аддитивных показателей и Hg в ряду Si, Al, Ti, Y-Ba, Cu, Pb, Zn, Ag-Hg-Ba, Cu, Pb, Zn, Ag-Si, Al, Ti, Y, с нефтегазовыми перспективными участками, в части оценки целесообразности промышленного использования.When identifying potential oil and gas sites, as in the prototype, soil and vegetation samples are taken along the river bed, an analysis of additive indicators is performed, maps of the distribution of additive indicators are constructed, and objects characterized by the distribution of anomalous values of the additive indicators and Hg in the series Si, Al, Ti, Y-Ba, Cu, Pb, Zn, Ag-Hg-Ba, Cu, Pb, Zn, Ag-Si, Al, Ti, Y, with oil and gas promising areas, in terms of evaluating the feasibility of industrial use.

При обнаружении утечек нефти из подводного трубопровода и наличия нефтяного разлива выполняют моделирование изменений конфигурации нефтяного пятна по измеренным посредством гидрофизического модуля гидродинамическим параметрам водной среды в соответствии с гидродинамической моделью SPILLMOD [Л.И.Лобковский, Д.Г.Левченко, А.В.Леонов, А.К.Амбросимов. Геоэкологический мониторинг морских нефтегазоносных акваторий. М.: Наука, 2005, с.142-143].When oil leaks from an underwater pipeline and the presence of an oil spill are detected, the changes in the configuration of the oil slick are performed according to the hydrodynamic parameters of the water medium measured by the hydrophysical module in accordance with the SPILLMOD hydrodynamic model [L.I. Lobkovsky, D.G. Levchenko, A.V. Leonov A.K. Ambrosimov. Geoecological monitoring of offshore oil and gas areas. M .: Nauka, 2005, p.142-143].

Задача обнаружения утечки газа из нефтепровода решается аналогичным образом.The task of detecting gas leaks from the pipeline is solved in a similar way.

Для определения площади загрязнения от утечки нефти буйковые и донные станции снабжены датчиками протонного спинового эха, по результатам измерений которых, посредством спектрального анализатора определяют скорость спин-решеточной релаксации 1/T1, которая для морской среды в первом приближении может быть оценена в виде:To determine the area of contamination from oil leakage, the buoy and bottom stations are equipped with proton spin echo sensors, the measurement results of which, using a spectral analyzer, determine the rate of spin-lattice relaxation 1 / T 1 , which for the marine environment in a first approximation can be estimated as:

1/Т1=1/Т10+1/T1n+1/T102+1/T1k+1/T1g,1 / T 1 = 1 / T 10 + 1 / T 1n + 1 / T 102 + 1 / T 1k + 1 / T 1g ,

где T10 - время спин-решеточной релаксации чистой воды;where T 10 is the time of spin-lattice relaxation of pure water;

T1n, T 1k, T 1g - времена релаксации растворенных примесей с различными магнитными свойствами (парамагнитные, диамагнитные) и частиц конденсированной фазы (взвесь);T 1n , T 1k , T 1g - relaxation times of dissolved impurities with various magnetic properties (paramagnetic, diamagnetic) and particles of the condensed phase (suspension);

T 102 вклад растворенного в морской воде кислорода, приведенного к равновесной концентрации, что дает возможность учитывать постоянства вклада Т102, в определяемую экспериментально скорость спин-решеточной релаксации 1/T1. Аналогичные процедуры могут быть проведены и для вкладов T1n, Т 1k, Т 1g в скорость спин-решеточной релаксации. Таким образом, по экспоненциальным значениям скорости спин-решеточной релаксации могут быть получены вклады микроструктурных нарушений в морской среде после появления нефтяных фракций.T 102 is the contribution of oxygen dissolved in sea water, brought to equilibrium concentration, which makes it possible to take into account the constancy of the contribution of T 102 to the experimentally determined spin-lattice relaxation rate 1 / T 1 . Similar procedures can be performed for the contributions of T 1n , T 1k , T 1g to the spin-lattice relaxation rate. Thus, from the exponential values of the spin-lattice relaxation rate, the contributions of microstructural disturbances in the marine environment after the appearance of oil fractions can be obtained.

Времена спин-решеточной релаксации T1 и спин-спиновой релаксации Т2 являются количественной мерой скорости возврата спиновой системы в исходное состояние после воздействия электромагнитного излучения. Зафиксированное регистрирующим устройством поглощение электромагнитной энергии спиновой системой и представляет собой спектр ЭПР.The times of spin-lattice relaxation T 1 and spin-spin relaxation T 2 are a quantitative measure of the rate of return of the spin system to its original state after exposure to electromagnetic radiation. The absorption of electromagnetic energy recorded by the recording device by the spin system constitutes the EPR spectrum.

Основные параметры спектров ЭПР - интенсивность, форма и ширина резонансной линии, g-фактор, константы тонкой и сверхтонкой (СТС) структуры. На практике обычно регистрируется 1-я, реже 2-я производные кривой поглощения, что позволяет повысить чувствительность и разрешение получаемой информации. Интенсивность линии определяется площадью под кривой поглощения (фиг.1, а), которая пропорциональна числу парамагнитных частиц в образце. Оценку их абсолютного количества осуществляют сравнением интенсивностей спектров исследуемого образца и эталона. При регистрации 1-й производной кривой поглощения (фиг.1,б) используют процедуру двойного интегрирования. В ряде случаев интегральную интенсивность можно приближенно оценить, пользуясь выражением

Figure 00000018
, где Sпл - площадь под кривой поглощения, Iмакс - интенсивность линии, ΔHмакс - ширина линии. 1-я и особенно 2-я производные (фиг.1, в) весьма чувствительны к форме линии поглощения. Форма линии в спектре ЭПР сравнивается с лоренцевой и гауссовой формами линии, которые аналитически выражаются в виде: y=a/(1+bx2) - лоренцева линия, y=a exp (-bx2) - гауссова линия. Лоренцевы линии обычно наблюдаются в спектрах ЭПР жидких растворов парамагнитных частиц низкой концентрации. Если линия представляет собой суперпозицию множества линий (неразрешенная СТС), то форме ее близка к гауссовой.The main parameters of the EPR spectra are the intensity, shape and width of the resonance line, the g-factor, and the constants of the thin and hyperfine (HFS) structures. In practice, the 1st, less often the 2nd derivatives of the absorption curve are usually recorded, which improves the sensitivity and resolution of the information received. The line intensity is determined by the area under the absorption curve (Fig. 1, a), which is proportional to the number of paramagnetic particles in the sample. Their absolute quantity is estimated by comparing the intensities of the spectra of the test sample and the standard. When registering the 1st derivative of the absorption curve (Fig. 1, b), the double integration procedure is used. In some cases, the integrated intensity can be approximately estimated using the expression
Figure 00000018
, where S PL is the area under the absorption curve, I max is the line intensity, ΔH max is the line width. 1st and especially 2nd derivatives (figure 1, c) are very sensitive to the shape of the absorption line. The line shape in the EPR spectrum is compared with the Lorentzian and Gaussian line shapes, which are analytically expressed as: y = a / (1 + bx 2 ) - Lorentzian line, y = a exp (-bx 2 ) - Gaussian line. Lorentzian lines are usually observed in the EPR spectra of liquid solutions of paramagnetic particles of low concentration. If the line is a superposition of many lines (unresolved STS), then its shape is close to Gaussian.

В двойном электронном ядерном резонансе (ДЭЯР) исследуемое вещество подвергают одновременному воздействию СВЧ-излучения и переменного магнитного поля в области частот ядерного магнитного резонанса (ЯМР). При этом СВЧ-излучение и постоянное магнитное поле поддерживаются в условиях резонанса, а частота ЯМР, то есть переменное магнитное поле, обеспечивающее реализацию ЯМР при данном постоянном магнитном поле, меняется в диапазоне, отвечающем величинам тонкой структуры конкретной спиновой системы. При выполнении условия ядерного резонанса происходит изменение интенсивности сигнала ЭПР. Спектр ДЭЯР, таким образом, представляет собой график изменения интенсивности сигнала ЭПР в зависимости от изменения частоты ЯМР. Метод значительно упрощает спектры исследуемых объектов. Например, если спектр ЭПР радикала (С6Н5)3С* содержит 196 линий сверхтонкой структуры, то в спектре ДЭЯР регистрируется три пары линий, отвечающих трем наборам протонных констант тонкой структуры для этого радикала (орто-, мета-, пара-протоны трех фенильных колец). В двойном электрон-электронном резонансе (ДЭЭР) измеряют уменьшение интенсивности одного сверхтонкого перехода при одновременном насыщении (за счет большой мощности соответствующей СВЧ-частоты) второго сверхтонкого перехода. Обе модификации ЭПР дают очень точные значения констант сверхтонкой структуры. Метод электронного спинового эха (ЭСЭ) заключается в воздействии на спиновую систему коротких и мощных СВЧ-импульсов в условиях ЭПР и наблюдение релаксации возбужденной таким образом системы в исходное состояние. Помимо непосредственного измерения времен релаксации спиновой системы, что реализовано в прототипе, метод также позволяет получать информацию о скорости медленных движений свободных радикалов. Оптически детектируемый ЭПР (ОД ЭПР) дает информацию о свободных радикалах в радикальных парах, возникающих при радиационном или УФ-воздействии в кристаллах и жидкой фазе. Спиновое состояние радикальной пары (синглетное или триплетное) можно изменить вынужденным путем, вызывая спиновые переходы партнеров пары под действием резонансного микроволнового поля во внешнем магнитном поле. Спектр ЭПР при этом регистрируется путем изменения выхода продуктов из радикальной пары любым аналитическим методом. Наибольшая чувствительность получается при использовании оптических методов, особенно по измерению люминесценции. При изменении напряженности магнитного поля записываемый спектр люминесценции в точности повторяет спектр ЭПР радикалов, возникающих в радикальных парах. Чувствительность метода составляет 10-102 частиц в образце, что позволяет получать сведения о спектрах ЭПР, строении и превращениях короткоживущих радикалов, время жизни которых составляет порядка 10-8 с. (Энциклопедия физики и техники.webmaster @femto.com.ua).In double electron nuclear resonance (DEAR), the test substance is subjected to simultaneous exposure to microwave radiation and an alternating magnetic field in the frequency range of nuclear magnetic resonance (NMR). In this case, microwave radiation and a constant magnetic field are maintained under resonance conditions, and the NMR frequency, that is, an alternating magnetic field that provides NMR for a given constant magnetic field, varies in the range corresponding to the fine structure of a particular spin system. When the nuclear resonance condition is satisfied, the EPR signal changes in intensity. The DEYAR spectrum, therefore, is a graph of the change in the intensity of the EPR signal versus the change in the NMR frequency. The method greatly simplifies the spectra of the studied objects. For example, if the EPR spectrum of the (C 6 H 5 ) 3 C * radical contains 196 hyperfine structure lines, then three pairs of lines corresponding to three sets of fine structure proton constants for this radical (ortho-, meta-, para-protons) are recorded in the DEYR spectrum three phenyl rings). In double electron-electron resonance (DEER), the decrease in the intensity of one hyperfine transition is measured while the second hyperfine transition is saturated (due to the high power of the corresponding microwave frequency). Both EPR modifications give very accurate values of the hyperfine structure constants. The electron spin echo (ESE) method consists in exposing the spin system to short and powerful microwave pulses under EPR conditions and observing the relaxation of the system thus excited to its initial state. In addition to directly measuring the relaxation times of the spin system, which is implemented in the prototype, the method also allows you to obtain information about the speed of slow movements of free radicals. An optically detectable EPR (OD EPR) provides information on free radicals in radical pairs arising from radiation or UV exposure in crystals and in the liquid phase. The spin state of a radical pair (singlet or triplet) can be forcedly changed, causing spin transitions of the pair’s partners under the influence of a resonant microwave field in an external magnetic field. The EPR spectrum is recorded by changing the yield of products from the radical pair by any analytical method. The highest sensitivity is obtained using optical methods, especially for measuring luminescence. When the magnetic field strength changes, the recorded luminescence spectrum exactly repeats the EPR spectrum of radicals arising in radical pairs. The sensitivity of the method is 10-10 2 particles in the sample, which allows one to obtain information on the EPR spectra, structure and transformations of short-lived radicals, whose lifetime is about 10 -8 s. (Encyclopedia of Physics and Technology. Webmaster @ femto.com.ua).

Впоследствии по полученным данным выполняют картирование района загрязнения - топографическую и навигационную карту, на которой отображаются границы загрязнения. Картирование информации осуществляется нанесением геодезических координат места нахождения донной станции на дне водоема на планшет, который строится путем сопряжения топографических и навигационных растровых карт в следующей последовательности:Subsequently, according to the data obtained, the pollution region is mapped - a topographic and navigation map on which the boundaries of pollution are displayed. Information mapping is carried out by applying the geodetic coordinates of the bottom station location at the bottom of the reservoir on a tablet, which is built by pairing topographic and navigation raster maps in the following sequence:

- растр навигационной карты в проекции Меркатора подвергается векторизации береговой линии навигационной карты;- the raster of the navigation map in the Mercator projection is subjected to vectorization of the coastline of the navigation map;

- выполняется выборка участка, соответствующего морской акватории, на которой произошла утечка из транспортного водопровода с учетом векторизации береговой линии навигационной карты;- the site corresponding to the marine area where the leak occurred from the transport water supply is taken into account, taking into account the vectorization of the coastline of the navigation chart;

- производится запись в итоговый растр навигационной карты;- a record is made in the final raster of the navigation map;

- растр топографической карты в проекции Гаусса-Крюгера приводится к масштабу навигационной карты;- the raster of the topographic map in the Gauss-Kruger projection is reduced to the scale of the navigation map;

- выполняется преобразование координат проекции Гаусса-Крюгера в географические координаты;- the coordinates of the Gauss-Kruger projection are converted into geographical coordinates;

- выполняется преобразование географических координат в координаты проекции Меркатора;- the conversion of geographical coordinates to the coordinates of the Mercator projection is performed;

- производится выборка участка растра, соответствующего сухопутной (береговой) области;- a raster plot is selected that corresponds to the land (coastal) region;

- выполняется запись в итоговый растр топографической карты;- the topographic map is written to the final raster;

- по результатам записей в итоговые растры навигационной и топографической карты строится итоговая растровая карта совмещенной навигационной и топографической информации в Меркаторской проекции;- based on the results of recordings in the final rasters of the navigation and topographic map, the final raster map of the combined navigation and topographic information in the Mercator projection is built;

- на итоговой растровой карте, выводимой на устройство индикации, также отображается путь буйковой станции относительно донной станции и относительно обеспечивающего судна.- on the final raster map displayed on the display device, the path of the displaced station relative to the bottom station and relative to the supporting vessel is also displayed.

Результаты картирования впоследствии могут быть выведены для визуализации на монитор, на котором полученная информация может быть отражена в двумерной и трехмерной проекциях.The mapping results can subsequently be displayed for visualization on a monitor, on which the obtained information can be reflected in two-dimensional and three-dimensional projections.

Предлагаемый способ геохимической разведки для геоэкологического мониторинга морских нефтегазоносных акваторий может быть также использован при выполнении исследовательских работ. В морской воде содержится большое количество парамагнитных примесей в виде парамагнитных ионов переходных металлов и их комплексных соединений в парамагнитном состоянии. Изучение их распределения в морской воде представляет большой научный интерес. Парамагнитные примеси могут служить в качестве трассеров для изучения динамики водных масс. Исследование динамики концентрационных полей парамагнитных примесей дает дополнительную информацию о степени и масштабе влияния внешних источников парамагнитных примесей (речной сток, глубинные гидротермы, вулканическая деятельность, сброс промышленных отходов и т.д.) на компонентный и структурный состав морских и океанических вод.The proposed method of geochemical exploration for geoecological monitoring of offshore oil and gas areas can also be used when performing research. Sea water contains a large number of paramagnetic impurities in the form of paramagnetic transition metal ions and their complex compounds in the paramagnetic state. The study of their distribution in sea water is of great scientific interest. Paramagnetic impurities can serve as tracers for studying the dynamics of water masses. The study of the dynamics of the concentration fields of paramagnetic impurities provides additional information on the degree and scale of the influence of external sources of paramagnetic impurities (river flow, deep hydrothermal volcanic activity, industrial waste dumping, etc.) on the component and structural composition of sea and ocean waters.

Практическая реализация предлагаемого способа технической сложности не представляет, так как для его реализации используются средства, имеющие промышленную применимость.The practical implementation of the proposed method is not of technical complexity, since its implementation uses means having industrial applicability.

Источники информацииInformation sources

1. Авторское свидетельство SU №1786460.1. Copyright certificate SU No. 1786460.

2. Патент RU №2017138.2. Patent RU No. 2017138.

3. Патент RU №2040783.3. Patent RU No. 2040783.

4. Патент RU №2108597.4. Patent RU No. 2108597.

5. Патент RU №2374667.5. Patent RU No. 2374667.

6. Патент RU №2456644, 20.07.2012.6. Patent RU No. 2456644, 07.20.07.2012.

Claims (1)

Способ геохимической разведки для геоэкологического мониторинга морских нефтегазоносных акваторий, заключающийся в том, что производят отбор проб горных пород и растительности вдоль водотоков, пробы горных пород разделяют на две фракции - более 0,1 мм и менее 0,1 мм, фракцию более 0,1 мм анализируют на содержание химических элементов Si, Al, Ti, Y, фракцию менее 0,1 мм - на содержание химического элемента Hg, пробы растительности анализируют на содержание химических элементов Ва, Cu, Pb, Zn, Ag, результаты анализа фракции более 0,1 мм и проб растительности пересчитывают на соответствующие аддитивные показатели нормированных концентраций, строят карты распределения указанных аддитивных показателей и химического элемента Hg и отождествляют объекты, характеризующиеся распределением аномальных значений аддитивных показателей и химического элемента Hg в ряду химических элементов Si, Al, Ti, Y-Ba, Cu, Pb, Zn, Ag-Hg-Ba, Cu, Pb, Zn, Ag-Si, Al, Ti, Y, с нефтегазовыми перспективными участками, производят анализ на содержание метана, определяют координаты газового образования по его положению в подвижной системе координат буйковых станций, размещаемых в водной среде и снабженных датчиками обнаружения метана, посредством которых измеряют концентрацию метана в водной толще по изменению сопротивления активного слоя датчика, которое преобразуют в выходное (измеренное) напряжение, предварительно выполняют съемку рельефа водной акватории, по результатам съемки выявляют затопленные речные долины, пересекающие континентальный шельф, выполняют зондирование донных осадков акустическими импульсами и измерение временного интервала между раздельными сигналами, выполняют восстановление рельефа местности, определяют длину корреляции динамических переменных, описывающих потоки энергии и/или импульса от вершины донного отложения осадков до подошвы и от подошвы донного отложения осадков на глубину залегания грунта до 2-4 км, выполняют анализ структурно-денудационных форм на рельефе с выделением терригенных отложений, при выявлении предпосылок существования нефтегазовых участков выполняют зондирование грунта путем воздействия когерентным импульсным протонным спиновым эхом, при этом выполняют томографическое восстановление изображения исследуемого геологического разреза грунта на уровне призматических кристаллов, дополнительно измеряют коэффициенты сопротивления и трения грунта дна, по которым определяют прочностные характеристики, коэффициенты сопротивления и трения измеряют посредством пенетрометра, установленного на донной сейсмической станции, причем устанавливают, по крайней мере, две донные сейсмические станции, посредством которых регистрируют микросейсмические волны, при анализе микросейсмических волн выделяют продольные микросейсмические волны и исключают из анализа поперечные микросейсмические волны посредством фазового амплитудного фильтра, при этом при анализе продольных микросейсмических волн выбирают все гармонические колебания, зарегистрированные двумя сейсмическими станциями одновременно и имеющие практически равные амплитуды, при этом угол между направлениями прихода микросейсмических сигналов одновременно от двух сейсмических станций, одна из которых расположена по нормали, составляет от 1 до 10°, при выявлении разливов транспортируемого жидкого продукта с образованием нефтяного пятна процессы растекания и переноса нефти рассчитывают с учетом гидродинамических параметров водной среды, отличающийся тем, что при зондировании грунта путем воздействия когерентным импульсным протонным спиновым эхом дополнительно зондируют гидросферу, при этом исследуемую среду подвергают одновременному воздействию СВЧ-излучения и переменного магнитного поля в области частот ядерно-магнитного резонанса, при этом СВЧ-излучение и постоянное магнитное поле поддерживаются в условиях резонанса, при этом измеряют уменьшение интенсивности одного сверхтонкого перехода при одновременном насыщении за счет большой мощности соответствующей СВЧ-частоты второго сверхтонкого перехода, дополнительно электронный парамагнитный резонанс подвергают оптическому детектированию, при этом спиновое состояние радикальной пары (синглетное или триплетное) изменяют вынужденным путем, вызывая спиновые переходы партнеров пары под действием резонансного микроволнового поля во внешнем магнитом поле, спектр электронного магнитного резонанса при этом регистрируется путем изменения выхода продуктов из радикальной пары аналитическим методом. The method of geochemical exploration for geoecological monitoring of marine oil and gas bearing water areas, which consists in the fact that they take samples of rocks and vegetation along waterways, rock samples are divided into two fractions - more than 0.1 mm and less than 0.1 mm, a fraction of more than 0.1 mm are analyzed for the content of chemical elements Si, Al, Ti, Y, a fraction of less than 0.1 mm is analyzed for the content of the chemical element Hg, vegetation samples are analyzed for the content of chemical elements Ba, Cu, Pb, Zn, Ag, the results of the analysis of the fraction are more than 0, 1 mm and samples of vegetation n count on the corresponding additive indicators of normalized concentrations, build maps of the distribution of these additive indicators and the chemical element Hg and identify objects characterized by the distribution of the anomalous values of the additive indicators and the chemical element Hg in the series of chemical elements Si, Al, Ti, Y-Ba, Cu, Pb, Zn, Ag-Hg-Ba, Cu, Pb, Zn, Ag-Si, Al, Ti, Y, with oil and gas promising areas, analyze the content of methane, determine the coordinates of the gas formation by its position in the moving coordinate system b stations located in the aquatic environment and equipped with methane detection sensors, by which methane concentration in the water column is measured by changing the resistance of the active layer of the sensor, which is converted to the output (measured) voltage, the relief of the water area is preliminarily taken, and flooded river valleys crossing the continental shelf perform sounding of bottom sediments with acoustic pulses and measure the time interval between separate signals, they perform the restoration of the terrain, determine the correlation length of dynamic variables that describe the energy and / or impulse flows from the top of the bottom sediment to the bottom and from the bottom of the bottom sediment to a depth of 2-4 km, analyze structural denudation forms on the relief with the separation of terrigenous deposits, when identifying the prerequisites for the existence of oil and gas sites, they perform sounding of the soil by exposure to a coherent pulsed proton spin echo, while homographic restoration of the image of the studied geological section of the soil at the level of prismatic crystals, additionally measure the resistance and friction coefficients of the bottom soil, which determine the strength characteristics, the resistance and friction coefficients are measured using a penetrometer installed at the bottom of the seismic station, and at least two bottom seismic stations by which microseismic waves are recorded, when analyzing microseismic waves, longitudinal microseismic waves are excluded and transverse microseismic waves are excluded from the analysis by means of a phase amplitude filter, while analyzing longitudinal microseismic waves, all harmonic oscillations recorded by two seismic stations simultaneously and having practically equal amplitudes are selected, while the angle between the directions of arrival of microseismic signals is simultaneously from two seismic stations, one of which is located normal, is from 1 to 10 °, when spills are detected of the imported liquid product with the formation of an oil slick, the processes of oil spreading and transfer are calculated taking into account the hydrodynamic parameters of the aquatic environment, characterized in that when probing the soil by exposure to a coherent pulsed proton spin echo, the hydrosphere is additionally probed, while the test medium is subjected to simultaneous exposure to microwave radiation and variable magnetic field in the frequency range of nuclear magnetic resonance, while microwave radiation and a constant magnetic field are supported under resonance conditions, this measures the decrease in the intensity of one hyperfine transition while saturating due to the high power of the corresponding microwave frequency of the second hyperfine transition, additionally, electron paramagnetic resonance is subjected to optical detection, while the spin state of the radical pair (singlet or triplet) is changed in a forced way, causing spin transitions of a pair’s partners under the influence of a resonant microwave field in an external magnetic field, the spectrum of the electron In this case, the total resonance is recorded by changing the yield of products from the radical pair by the analytical method.
RU2012156333/28A 2012-12-24 2012-12-24 Method of geochemical prospecting for geoecological monitoring of offshore oil-and-gas-bearing zones RU2513630C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012156333/28A RU2513630C1 (en) 2012-12-24 2012-12-24 Method of geochemical prospecting for geoecological monitoring of offshore oil-and-gas-bearing zones

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012156333/28A RU2513630C1 (en) 2012-12-24 2012-12-24 Method of geochemical prospecting for geoecological monitoring of offshore oil-and-gas-bearing zones

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2513630C1 true RU2513630C1 (en) 2014-04-20

Family

ID=50481000

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012156333/28A RU2513630C1 (en) 2012-12-24 2012-12-24 Method of geochemical prospecting for geoecological monitoring of offshore oil-and-gas-bearing zones

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2513630C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106597529A (en) * 2016-12-16 2017-04-26 青岛海之源智能技术有限公司 Experiment device used for studying microwave radiation change of a rock cracking process in earthquake
RU2731842C1 (en) * 2017-08-10 2020-09-08 Сауди Арабиан Ойл Компани Methods and systems for determining bulk density, porosity and pore size distribution of a subsurface formation
CN113379036A (en) * 2021-06-18 2021-09-10 西安石油大学 Oil-gas image desensitization method based on context encoder

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5922974A (en) * 1997-07-03 1999-07-13 Davison; J. Lynne Geochemical soil sampling for oil and gas exploration
WO2009045670A1 (en) * 2007-10-05 2009-04-09 Exxonmobil Upstream Research Company Method and apparatus for detection of a liquid under a surface
RU2374667C1 (en) * 2008-05-20 2009-11-27 Александр Александрович Парамонов Method of geochemical survey
RU2443000C2 (en) * 2010-03-18 2012-02-20 Сергей Борисович Зверев Geochemical exploration method
RU2456644C2 (en) * 2010-09-03 2012-07-20 Открытое акционерное общество "Газпром" Geochemical exploration method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5922974A (en) * 1997-07-03 1999-07-13 Davison; J. Lynne Geochemical soil sampling for oil and gas exploration
WO2009045670A1 (en) * 2007-10-05 2009-04-09 Exxonmobil Upstream Research Company Method and apparatus for detection of a liquid under a surface
RU2374667C1 (en) * 2008-05-20 2009-11-27 Александр Александрович Парамонов Method of geochemical survey
RU2443000C2 (en) * 2010-03-18 2012-02-20 Сергей Борисович Зверев Geochemical exploration method
RU2456644C2 (en) * 2010-09-03 2012-07-20 Открытое акционерное общество "Газпром" Geochemical exploration method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Н.С.Зефиров, Химическая энциклопедия, Научное издательство "Большая Российская Энциклопедия", Москва, 1999, том 5, стр. 447-451. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106597529A (en) * 2016-12-16 2017-04-26 青岛海之源智能技术有限公司 Experiment device used for studying microwave radiation change of a rock cracking process in earthquake
RU2731842C1 (en) * 2017-08-10 2020-09-08 Сауди Арабиан Ойл Компани Methods and systems for determining bulk density, porosity and pore size distribution of a subsurface formation
US11022715B2 (en) 2017-08-10 2021-06-01 Saudi Arabian Oil Company Methods and systems for determining bulk density, porosity, and pore size distribution of subsurface formations
US11022716B2 (en) 2017-08-10 2021-06-01 Saudi Arabian Oil Company Methods and systems for determining bulk density, porosity, and pore size distribution of subsurface formations
CN113379036A (en) * 2021-06-18 2021-09-10 西安石油大学 Oil-gas image desensitization method based on context encoder

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10247844B2 (en) Method and system for detection of a material within a region of the earth
AU2008299384B2 (en) Underwater electric field electromagnetic prospecting system
Myer et al. Marine CSEM of the Scarborough gas field, Part 1: Experimental design and data uncertainty
Gibson Application of resistivity and magnetometry geophysical techniques for near-surface investigations in karstic terranes in Ireland
Leucci Advances in Geophysical Methods Applied to Forensic Invesfigafions
EA012792B1 (en) Method for phase and amplitude correction in controlled source electromagnetic survey data
RU2634793C1 (en) Exploration method and system for detecting hydrocarbons by water column
Dabas et al. Slingram EMI devices for characterizing resistive features using apparent conductivity measurements: check of the DualEM‐421S instrument and field tests
RU2456644C2 (en) Geochemical exploration method
RU2513630C1 (en) Method of geochemical prospecting for geoecological monitoring of offshore oil-and-gas-bearing zones
Simpson et al. Comparison between electromagnetic induction and fluxgate gradiometer measurements on the buried remains of a 17th century castle
Grassi et al. 3D subsoil reconstruction of a mud volcano in central Sicily by means of geophysical surveys
RU2525644C2 (en) Method of geochemical exploration
Obiora et al. Interpretation of aeromagnetic data of Idah area in north central Nigeria using combined methods
Cocchi et al. Marine archaeogeophysical prospection of Roman Salapia Settlement (Puglia, Italy): detecting ancient harbour remains
RU2443000C2 (en) Geochemical exploration method
RU2436132C1 (en) Measurement system for conducting geoexploration
Dal Bo et al. GPR and EMI characterization of the hyperarid study site of Yungay, Chile: Implications of applying geophysical methods on Mars
Akiishi et al. Mapping of Depth to Basement in Masu Area of Nigerian Sector of Chad Basin, Using Aeromagnetic and Aerogravity Data
Leucci et al. Forensic Geosciences and Geophysics: Overview
RU2169384C1 (en) Process of search for oil and gas fields
RU2557675C2 (en) Marine geological exploration method and research complex for its implementation
RU2433429C2 (en) Method of determining static geomagnetic field during sea magnetic survey
Abed Al-Hameed et al. Engineering applications of the Ground Penetrating Radar method in Fallujah city
RU2706456C1 (en) Method of obtaining measurement results during scanning of hidden or open objects