RU2525644C2 - Method of geochemical exploration - Google Patents

Method of geochemical exploration Download PDF

Info

Publication number
RU2525644C2
RU2525644C2 RU2012153733/28A RU2012153733A RU2525644C2 RU 2525644 C2 RU2525644 C2 RU 2525644C2 RU 2012153733/28 A RU2012153733/28 A RU 2012153733/28A RU 2012153733 A RU2012153733 A RU 2012153733A RU 2525644 C2 RU2525644 C2 RU 2525644C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
oil
samples
analysis
vegetation
Prior art date
Application number
RU2012153733/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012153733A (en
Inventor
Сергей Борисович Курсин
Сергей Викторович Травин
Павел Григорьевич Бродский
Андрей Федорович Зеньков
Валерий Павлович Леньков
Юрий Николаевич Жуков
Владимир Васильевич Чернявец
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Государственный научно-исследовательский навигационно-гидрографический институт" (ОАО "ГНИНГИ")
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 Открытое акционерное общество "Государственный научно-исследовательский навигационно-гидрографический институт" (ОАО "ГНИНГИ") filed Critical Открытое акционерное общество "Государственный научно-исследовательский навигационно-гидрографический институт" (ОАО "ГНИНГИ")
Priority to RU2012153733/28A priority Critical patent/RU2525644C2/en
Publication of RU2012153733A publication Critical patent/RU2012153733A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2525644C2 publication Critical patent/RU2525644C2/en

Links

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to the field of geochemical exploration of mineral resources and can be used in the search for oil and gas deposits mainly in marine conditions. The method of geochemical exploration includes sampling rocks and vegetation along water streams, separation of rock samples into fractions and their analysis for the content of chemical elements. The samples are divided into two fractions. The first one is analysed for Si, Al, Ti, Y, and the second one for Hg. The vegetation samples are analysed for Ba, Cu, Pb, Zn, Ag, as well as Sr, Cd, Hg. Results of the analysis are calculated for respective additive indices of normalised concentrations, maps of distribution of the said additive indices are built and the objects, characterised by the distribution of abnormal values of the additive indices are matched to oil and gas promising sites. If background levels of the content of heavy metals in vegetation are above the norm, magnetometer survey with isolation of ferromagnetic objects at the background of the underwater objects of natural origin is carried out.
EFFECT: increased accuracy of exploration data.
1 tbl

Description

Изобретение относится к области геохимической разведки полезных ископаемых, а более конкретно к поиску нефтяных и газовых месторождений преимущественно в морских условиях, и может быть использовано при поиске нефтяных и газовых месторождений на континентальных шельфах и на речных акваториях и болотистой местности, в условиях суши и может быть использовано для обнаружения утечек продукта транспортировки морскими трубопроводами, а также для геоэкологического мониторинга морских акваторий.The invention relates to the field of geochemical exploration of minerals, and more specifically to the search for oil and gas fields mainly in offshore conditions, and can be used in the search for oil and gas fields on continental shelves and in river water areas and marshy areas, in land conditions and can be used to detect leaks of the product of transportation by offshore pipelines, as well as for geoecological monitoring of marine areas.

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 Ba, 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-Ba, Cu, Pb, Zn, Ag-Hg-Ba, Cu, Pb, Zn, Ag-Si, Al, Ti, Y, с нефтегазовыми перспективными участками. Аналогами известного способа [1] являются технические решения, описанные в источниках информации (патенты RU №2017138, RU №2040783, RU №2108597 [2, 3, 4]).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 on Si, Al, Ti, Y, and the second on Hg, and vegetation samples are analyzed on Ba, Cu, Pb, Zn, Ag, analysis results of fractions of more than 0.1 mm and vegetation samples are converted to the corresponding additive indicators of normalized 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. Analogues of the known method [1] are the technical solutions described in the information sources (patents RU No. 2017138, RU No. 2040783, RU No. 2108597 [2, 3, 4]).

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

Однако данный способ, при использовании его в морских условиях, является трудоемким и связан существенными материальными затратами, так как его реализация требует привлечения сложного оборудования и средств обеспечения поисковых работ и взятия проб грунта, путем производства буровых работ, что требует привлечения таких средств, как подводные аппараты, оснащенные бурильной установкой и пробоотборником.However, this method, when used in marine conditions, is time-consuming and involves significant material costs, since its implementation requires the involvement of sophisticated equipment and means of providing prospecting and sampling of the soil through drilling operations, which requires the use of tools such as underwater devices equipped with a drilling rig and a sampler.

В известном способе обнаружения утечек природного газа из трубопроводов [2], заключающемся 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 λ2-P2, формировании видеосигнала, пропорционального отношению P2/P1, 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:In the known method for detecting natural gas leaks from pipelines [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 falls into the gas absorption band, and the other λ 2 lies outside it, 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 determining the leak and ochnosti estimation gas to leak cloud concentration additionally recorded temperature contrast of the subject area, which determine the coordinates of a possible leak and its dimensions L on the surface, and is irradiated directly with the likely location of the leak of laser radiation, wherein the average concentration of natural gas leak cloud is determined by the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

Λ=min{L/cosθ, H},Λ = min {L / cosθ, H},

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;

H - высота, с которой производится обследование.H is 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.

В известном способе определения места утечки жидкости или газа из трубопровода [3], находящегося в грунте, заключающемся 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, съюстированный с тепловизионным датчиком, и осуществляют совместную цифровую фильтрацию сигналов локатора, телевизионного и тепловизионного датчика.In the known method for determining the place of leakage of liquid or gas from the pipeline [3], located in the soil, consisting in the survey of the pipeline by a locator, while scanning the pipeline with a television sensor, by means of which the leakage is determined, in which the pipeline is inspected by a low-altitude aircraft using a meter locator as a trace detector, and to determine the leakage location, an additional thermal imaging sensor aligned with the thermal imaging date is additionally used ICOM, 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.

В известном способе контроля магистрального трубопровода посредством обнаружения с вертолета облака метана над трубопроводом с использованием лазерного локатора, сканирующего атмосферу вдоль газопровода тремя разностными лучами [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.In the known method of monitoring the main pipeline by detecting from a helicopter a methane cloud above the pipeline using a laser locator that scans the atmosphere along the gas pipeline with three difference beams [4]. 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 [5], включающем анализ на содержание метана путем определения концентрации газа в газовом образовании, определение координат газового образования путем размещения в водной среде буйковых станций, снабженных 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 [5], which includes analyzing the methane content by determining the gas concentration in the gas formation, determining the coordinates of the gas formation by placing buoy stations in the aquatic environment equipped with methane detection sensors, by which the methane concentration in the water column is measured by the change in resistance 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 image reference 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 степени загрязнения грунта при утечке нефти, что известными способами (аналогами и прототипом) не решается.However, in most cases, for example, for environmental assessment of pollution, it is important to determine the degree of soil contamination due to oil leakage, which cannot be solved by known methods (analogues and prototype).

Данная задача решена в известном техническом решении, в котором техническом результатом является расширение функциональных возможностей способа геохимической разведки преимущественно в водной среде и повышения надежности выявления нефтегазовых перспективных участков, а также геоэкологического мониторинга морских нефтегазоносных акваторий (патент RU №2456644 C2, 20.07.2012 [6]).This problem is solved in the well-known technical solution, in which the technical result is to expand the functionality of the method of geochemical exploration mainly in the aquatic environment and to increase the reliability of identifying oil and gas prospective areas, as well as geoecological monitoring of offshore oil and gas areas (patent RU No. 2456644 C2, 20.07.2012 [6 ]).

Данная задача решается за счет того, что в способе геохимической разведки, включающем отбор проб горных пород и растительности вдоль водотоков, разделение проб горных пород на фракции и их анализ на содержание химических элементов, 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 нефтегазовыми перспективными участками, анализ на содержание метана путем определения координат газового образования, определение координат газового образования, с размещением в водной среде станций, снабженных 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, в котором в отличие от известных способов геохимической разведки [1-4], 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 детектирования механизмов спин-фононных и спин-фотонных взаимодействий и эффектов динамической памяти в морской воде, при воздействии на объект исследования 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, по которым устанавливают площадь и глубину загрязнения, 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 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 [5].This problem is solved due to the fact that in the method of geochemical exploration, including sampling of rocks and vegetation along waterways, separation of rock samples into fractions and their analysis for the content of chemical elements, 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 Ва, Cu, Pb, Zn, Ag, analysis results for fractions of more than 0.1 mm and vegetation samples are recounted on the corresponding additive indicators of normalized concentrations , build maps of the distribution of these 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 prospective sites, analysis for methane content by determining the coordinates of gas formation, determining the coordinates of gas formation, with the placement in the aquatic environment of stations equipped with methane detection sensors, by which the concentration of methane in water is measured thicker by changed resistance of the active layer of the sensor, which is converted to the output (measured) voltage, the coordinates (geographical) of the gas formation are determined by the position of the gas formation in the moving coordinate system of the buoy station, which, in contrast to the known methods of geochemical exploration [1-4], is preliminarily performed survey of the relief of the water area, according to the survey results, flooded river valleys crossing the continental shelf are identified, sounding of bottom sediments by acoustic pulses and measurement the time interval between separate signals, perform the reconstruction 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 sole and from the bottom of the bottom sediment to a depth of 2-4 km, perform structural analysis - denudation forms on the relief with the allocation of terrigenous deposits, when identifying the prerequisites for the existence of oil and gas sites, they perform sounding of the soil by detecting the mechanisms of in-phonon and spin-photon interactions and dynamic memory effects in sea water, when a coherent pulsed proton spin echo is exposed to the object under study, tomographic reconstruction of the image of the studied geological section of the soil is performed at the level of prismatic crystals, and resistance and friction coefficients of the bottom soil are additionally measured , which determine the strength characteristics, which establish the area and depth of contamination, drag and friction coefficients and measured using a penetrometer installed on the bottom seismic station, and at least two bottom seismic stations are installed, by which microseismic waves are recorded, longitudinal microseismic waves are extracted in the analysis of microseismic waves and transverse waves are excluded from the analysis by means of a phase amplitude filter, while analyzing longitudinal microseismic waves select all harmonic oscillations recorded by two seismic stations simultaneously and have almost equal amplitudes, while the angle between the directions of arrival of microseismic signals from two seismic stations simultaneously, one of which is normal, is from 1 to 10 degrees, when spills of a transported liquid product with the formation of an oil spot are detected, the processes of spreading and transfer of oil are calculated taking into account the hydrodynamic parameters of the aquatic environment [5].

Освоение ресурсов Мирового океана является обязательным и необходимым условием сохранения и расширения сырьевой базы РФ, обеспечения ее экономической и продовольственной независимости. Кроме того, известно, что перспектива истощения запасов углеводородного сырья и других минеральных ресурсов на континентальной части предопределила переориентацию разведки и добычи ресурсов полезных ископаемых на континентальный шельф Российской Федерации, а также на международные районы морского дна.The development of the resources of the oceans is an indispensable and necessary condition for maintaining and expanding the raw material base of the Russian Federation, ensuring its economic and food independence. In addition, it is known that the prospect of depletion of hydrocarbon reserves and other mineral resources on the continental part has predetermined the reorientation of exploration and mining of mineral resources on the continental shelf of the Russian Federation, as well as on international areas of the seabed.

Данное обстоятельство привело к необходимости проведения инженерных изысканий и обследования дна отдельных морей для обнаружения объектов естественного происхождения (камни, валуны и т.п.), объектов техногенного происхождения (корабли, суда, другие объекты, затонувшие в результате стихийных бедствий или военных действий, другое имущество, взрывоопасные предметы, в том числе мины, фрагменты тралов и т.п.).This circumstance led to the need for engineering surveys and inspection of the bottom of individual seas to detect objects of natural origin (stones, boulders, etc.), objects of technogenic origin (ships, ships, other objects that have sunk as a result of natural disasters or military operations, other property, explosive objects, including mines, fragments of trawls, etc.).

Необходимость обследования дна отдельных морей в интересах обнаружения и ликвидации взрывоопасных предметов (ВОП) обусловлена, с одной стороны, остаточной минной и другой взрывоопасностью, ограничением в плавании и производственной деятельности судов, установленной нормативными документами ВМФ, с другой стороны. И если задачи обнаружения объектов техногенного и естественного происхождения решаются с использованием известных поисковых средств, к которым относятся многолучевые эхолоты, гидролокаторы бокового обзора, а также телеуправляемые подводные аппараты, то задача своевременного обнаружения ВОП для обеспечения безопасности прокладки подводных нефтепроводов и газопроводов на акваториях бывшими опасными от мин (например, районы Финского залива), а также вблизи районов затопления химического оружия является актуальной и в настоящее время.The need to inspect the bottom of individual seas in the interests of detecting and eliminating explosive ordnance (GP) is caused, on the one hand, by residual mine and other explosive hazards, and the restriction in sailing and production activities of ships established by regulatory documents of the Navy, on the other hand. And if the tasks of detecting objects of technogenic and natural origin are solved using well-known search tools, which include multi-beam echo sounders, side-scan sonars, and also remote-controlled underwater vehicles, then the task of timely detection of GPs to ensure the safety of laying underwater oil pipelines and gas pipelines in the waters that were dangerous from mines (for example, areas of the Gulf of Finland), as well as near areas of flooding of chemical weapons, is still relevant at present.

Задачей настоящего технического предложения является расширение функциональных возможностей способа геохимической разведки преимущественно в водной среде и повышение надежности выявления нефтегазовых перспективных участков, а также геоэкологического мониторинга морских нефтегазоносных акваторий.The objective of this technical proposal is to expand the functionality of the method of geochemical exploration mainly in the aquatic environment and increase the reliability of identifying oil and gas prospective areas, as well as geoecological monitoring of offshore oil and gas areas.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе геохимической разведки, включающем отбор проб горных пород и растительности вдоль водотоков, разделение проб горных пород на фракции и их анализ на содержание химических элементов, 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 Ba, Cu, Pb, Zn, Ag, Mn, Fe, Ni, Cr, 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-Ba, Cu, Pb, Zn, Ag-Hg-Ba, Cu, Pb, Zn, Ag-Si, Al, Ti, Y, с нефтегазовыми перспективными участками, анализ на содержание метана путем определения координат газового образования, определение координат газового образования, с размещением в водной среде станций, снабженных 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, в котором, в отличие от известных способов геохимической разведки, 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 детектирования механизмов спин-фононных и спин-фотонных взаимодействий и эффектов динамической памяти в морской воде, при воздействии на объект исследования 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, по которым устанавливают площадь и глубину загрязнения, 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 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, в котором пробы растительности дополнительно анализируют на Sr, Cd, Hg, при превышении фоновых уровней содержания тяжелых металлов дополнительно выполняют магнитометрическую съемку, с выделением ферромагнитных объектов на фоне подводных объектов естественного происхождения.The problem is solved due to the fact that in the method of geochemical exploration, including sampling of rocks and vegetation along waterways, separation of rock samples into fractions and their analysis for the content of chemical elements, 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, Mn, Fe, Ni, Cr, the analysis results of fractional analyzes of more 0.1 mm and vegetation samples are recalculated to the corresponding additive indicators normalized concentrations, build maps of the distribution of these 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 prospective areas, analysis for methane content by determining the coordinates of gas formation, determining the coordinates of gas formation, with the placement in the water environment of stations equipped with methane detection sensors, by which methane concentration is measured in water column by changing the resistance of the active layer of the sensor, which is converted to the output (measured) voltage, the coordinates (geographic) of the gas formation are determined by the position of the gas formation in the moving coordinate system of the buoy station, in which, unlike the known methods of geochemical reconnaissance, a water relief is preliminarily taken water areas, according to the results of the survey, flooded river valleys crossing the continental shelf are detected, sounding of bottom sediments by acoustic pulses and measuring the time interval between separate signals, performing the reconstruction of the terrain, determining 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, perform an analysis structural-denudation forms on the relief with the release of terrigenous deposits, when identifying the prerequisites for the existence of oil and gas sites, they perform soil sensing by detecting fur of the principles of spin-phonon and spin-photon interactions and dynamic memory effects in sea water when a coherent pulsed proton spin echo is applied to the object under study, tomographic reconstruction of the image of the studied geological section of the soil at the level of prismatic crystals is performed, and the resistance and friction coefficients of the soil are additionally measured bottom, which determine the strength characteristics, which establish the area and depth of pollution, resistance coefficients and friction is measured by a penetrometer installed at the bottom seismic station, and at least two bottom seismic stations are installed, by which microseismic waves are recorded, longitudinal microseismic waves are extracted from the analysis of microseismic waves and transverse waves are excluded from the analysis by means of a phase amplitude filter, while analyzing longitudinal microseismic waves select all harmonic oscillations recorded by two seismic stations simultaneously but also having almost equal amplitudes, while the angle between the directions of arrival of microseismic signals from two seismic stations simultaneously, one of which is normal, is from 1 to 10 degrees, when spills of a transported liquid product with the formation of an oil spot are detected, the processes of spreading and transfer oil is calculated taking into account the hydrodynamic parameters of the aquatic environment, in which vegetation samples are additionally analyzed for Sr, Cd, Hg, when background levels of heavy metals are exceeded Tallov additionally perform magnetometric survey, with the allocation of ferromagnetic objects against the background of underwater objects of natural origin.

Совокупность новых отличительных признаков, заключающихся в том, что пробы растительности дополнительно анализируют на Sr, Cd, Hg, при превышении фоновых уровней содержания тяжелых металлов дополнительно выполняют магнитометрическую съемку, с выделением ферромагнитных объектов на фоне подводных объектов естественного происхождения, из известного уровня техники не выявлены, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию патентоспособности «изобретательский уровень».A set of new distinguishing features, namely that vegetation samples are additionally analyzed for Sr, Cd, Hg, when background levels of heavy metals are exceeded, magnetometric surveys are additionally performed, with the separation of ferromagnetic objects against the background of underwater objects of natural origin, from the prior art are not identified , which allows us to conclude that the claimed technical solution meets the condition of patentability "inventive step".

В отличие от известного способа геохимической разведки [5], в котором пробы растительности анализируют на Ba, Cu, Pb, Zn, Ag, Mn, Fe, Ni, Cr, в предлагаемом способе пробы растительности дополнительно анализируют на Sr, Cd, Hg, что позволяет в конечном итоге повысить достоверность анализа.In contrast to the known method of geochemical exploration [5], in which vegetation samples are analyzed for Ba, Cu, Pb, Zn, Ag, Mn, Fe, Ni, Cr, in the proposed method, vegetation samples are additionally analyzed for Sr, Cd, Hg, which allows you to ultimately increase the reliability of the analysis.

Так как механизм накопления тяжелых металлов происходит непосредственно из воды через листовую поверхность, из донных отложений через их корневую систему, то свободноплавающие гидрофиты (ряска, водокрас, трехдольница, многокоренник и др.), не имеющие связи с грунтом, накапливают тяжелые металлы из воды. Поэтому они являются наиболее адекватными показателями загрязнения именно водной толщи тяжелыми металлами. Укореняющие гидрофиты с плавающими листьями (кубышка, кувшинка и др.) помимо водной массы накапливают значительную часть тяжелых металлов из донных отложений (см., например, Балоян Б.М., Хромов В.М. Использование высшей водной растительности для биоиндикации тяжелых металлов в воде. Прикладная экология, опыт, результаты, прогнозы. Вып.1. М.: 2007, с.171-186.; Власов Б.П., Гигиевич Г.С. Использование высших водных растений для оценки и контроля за состоянием водной среды. Методические рекомендации. Минск, БГУ, 2002, 84 с.).Since the mechanism of accumulation of heavy metals occurs directly from water through a leaf surface, from bottom sediments through their root system, free-floating hydrophytes (duckweed, water-red, tricolor, multi-root, etc.), which do not have a soil connection, accumulate heavy metals from water. Therefore, they are the most adequate indicators of pollution of the water column with heavy metals. Rooting hydrophytes with floating leaves (egg capsule, water lily, etc.), in addition to water mass, accumulate a significant part of heavy metals from bottom sediments (see, for example, Baloyan B.M., Khromov V.M. Use of higher aquatic vegetation for bioindication of heavy metals in Water, Applied Ecology, Experience, Results, Forecasts, Issue 1. M: 2007, p.171-186 .; Vlasov BP, Gigievich GS Use of higher aquatic plants to assess and control the state of the aquatic environment Methodological recommendations. Minsk, BSU, 2002, 84 pp.).

Донные сейсмические станции, как и в прототипе [5], установлены на грунте на определенном расстоянии друг от друга. На водной поверхности размещена буйковая станция, соединенная гидроакустическим каналом связи с донными сейсмическими станциями и спутниковым каналом связи с гидрографическим судном. Блок-схема сейсмической донной станции включает трехкомпонентный цифровой сейсмограф с частотами регистрации 0,03-40 Гц, акустооптический спектрометр видимого диапазона волн (415-800 нм), измеритель скорости и направления течений, измеритель температуры воды, измеритель гидростатического давления, измеритель электропроводности морской воды, магнитометр постоянного магнитного поля, гамма-спектрометр, датчик скорости звука в воде, датчик концентрации ионов водорода pH, гидроакустический модуль для связи с буйковой станцией и позиционирования на дне, устройство сбора и обработки информации, включающее управляющий компьютер и блок регистрации и управления, датчик обнаружения метана, датчик сероводорода, соединенные своими выходами с блоком регистрации и управления, блок логической обработки, который своим входом соединен с выходом трехкомпонентного цифрового сейсмографа, блок гидрохимических измерений, датчик пространственной ориентации, схему определения координат, пенетрометр, датчик сероводорода, акустический сейсмический блок.Bottom seismic stations, as in the prototype [5], are installed on the ground at a certain distance from each other. A buoy station is located on the water surface, which is connected by a hydroacoustic communication channel with bottom seismic stations and a satellite communication channel with a hydrographic vessel. The block diagram of a seismic bottom station includes a three-component digital seismograph with recording frequencies of 0.03–40 Hz, an acousto-optical spectrometer of the visible wave range (415–800 nm), a speed and direction meter, a water temperature meter, a hydrostatic pressure meter, and a sea water conductivity meter , permanent magnetic field magnetometer, gamma spectrometer, sound velocity sensor in water, hydrogen ion concentration sensor pH, sonar module for communication with the buoy station and positioning I am at the bottom, a device for collecting and processing information, including a control computer and a recording and control unit, a methane detection sensor, a hydrogen sulfide sensor connected to its outputs with a recording and control unit, a logical processing unit, which is connected by its input to the output of a three-component digital seismograph, block hydrochemical measurements, spatial orientation sensor, coordinate determination scheme, penetrometer, hydrogen sulfide sensor, acoustic seismic unit.

Сейсмограф представляет собой трехкомпонентный сейсмоакустический датчик с частотами регистрации 0,03-40 Гц и предназначен для преобразования третьей производной колебания грунта в электрический сигнал в соответствующем динамическом и частотном диапазоне. Основные технические характеристики датчика: количество сейсмоакустических каналов 3, частотный диапазон 20-1000 Гц, динамический диапазон в полосе 1/3 октавы и центральной частотой 30 Гц не менее 60 дБ, амплитуда выходного сигнала не более ±10 B, амплитуда контрольного сигнала при токе нагрузки 4 мА не более ±5 B.A seismograph is a three-component seismic-acoustic sensor with recording frequencies of 0.03–40 Hz and is designed to convert the third derivative of soil vibrations into an electrical signal in the corresponding dynamic and frequency range. The main technical characteristics of the sensor: the number of seismic-acoustic channels 3, the frequency range of 20-1000 Hz, the dynamic range in the 1/3 octave band and the central frequency of 30 Hz is not less than 60 dB, the amplitude of the output signal is not more than ± 10 V, the amplitude of the control signal at the load current 4 mA not more than ± 5 V.

Акустооптический спектрометр видимого диапазона волн (415-800 нм) предназначен для измерения спектров комбинационного рассеяния оптического излучения. По спектрам комбинационного рассеивания получают информацию о составе морской воды. Основные технические характеристики акустооптического спектрометра: спектральный диапазон 0,52-0,78 мкм, полоса пропускания 0,54 нм на 0,783 мкм, точность позиционирования по спектру 0,2 нм, число спектральных каналов 4096.Acoustic-optical spectrometer of the visible wavelength range (415-800 nm) is designed to measure Raman spectra of optical radiation. From the Raman spectra, information is obtained about the composition of sea water. The main technical characteristics of an acousto-optical spectrometer are: a spectral range of 0.52-0.78 μm, a passband of 0.54 nm by 0.783 μm, a positioning accuracy of 0.2 nm in the spectrum, and a number of spectral channels of 4096.

Измеритель скорости и направления течений, измеритель температуры воды, измеритель гидростатического давления, измеритель электропроводности воды, датчик скорости звука в воде объединены в гидрофизический модуль, который предназначен для выполнения измерений следующих параметров: температуры воды, гидростатического давления, электропроводимости, вектора скорости течения (трехосный акустический измеритель течений), солености, условной плотности, аномалий потенциальной плотности, скорости звука, глубины, динамической высоты, потенциальной температуры, частоты Вяйселя-Брента, градиента потенциальной температуры, градиента солености. Магнитометр постоянного магнитного поля предназначен для измерения абсолютного значения магнитной индукции поля земли в морских акваториях до глубин 6000 м. Основные технические характеристики датчика: диапазон измеряемой величины магнитной индукции 20000…100000 нТл, погрешность отсчитывания ±10 нТл. Гамма-спектрометр предназначен для определения in situ содержания гамма-излучающих радионуклидов (как техногенного, так и естественного происхождения) в морской воде.A speed and direction meter, a water temperature meter, a hydrostatic pressure meter, a water conductivity meter, a sound velocity sensor in water are combined into a hydrophysical module that is designed to measure the following parameters: water temperature, hydrostatic pressure, electrical conductivity, flow velocity vector (triaxial acoustic current meter), salinity, conditional density, potential density anomalies, sound velocity, depth, dynamic height, potential cial temperature, frequency Vyayselya Brenta, the gradient of the potential temperature, salinity gradient. A constant magnetic field magnetometer is designed to measure the absolute value of the magnetic induction of the earth's field in marine areas to depths of 6000 m. The main technical characteristics of the sensor are: the range of the measured magnetic induction is 20,000 ... 100,000 nT, the reading error is ± 10 nT. A gamma spectrometer is designed to determine in situ the content of gamma-emitting radionuclides (both technogenic and natural origin) in seawater.

Основные технические характеристики гамма-спектрометра: диапазон регистрируемых энергий 0,2-3,0 мэВ, энергетическое разрешение по линии цезия 137 13%, число уровней квантования спектра 256, максимальное число отсчетов в канале 65000, максимальная скорость регистрации не менее 1000 1/с.The main technical characteristics of the gamma spectrometer: range of recorded energies 0.2-3.0 meV, energy resolution along the cesium line 137 13%, the number of quantization levels of the spectrum 256, the maximum number of samples in the channel 65000, the maximum recording speed of at least 1000 1 / s .

Аналогом датчика концентрации ионов водорода рН является устройство, приведенное в источнике (см., например, Геоэкологический мониторинг морских нефтегазоносных акваторий / Л.И.Лобковский, Д.Г.Левченко, А.В.Леонов, А.К.Амбросимов. М.: Наука, 2005, с.97-99).An analogue of the hydrogen ion concentration sensor pH is the device shown in the source (see, for example, Geoecological monitoring of offshore oil and gas areas / L.I. Lobkovsky, D.G. Levchenko, A.V. Leonov, A.K. Ambrosimov. M. : Science, 2005, pp. 97-99).

Гидроакустический модуль предназначен для связи с буйковой станцией, посредством которой по спутниковому каналу связи осуществляется связь с гидрографическим судном, а также для позиционирования сейсмической донной станции на дне. Устройство сбора и обработки информации включает управляющий компьютер и блок регистрации и управления.The hydro-acoustic module is intended for communication with a buoy station, through which a satellite communication channel communicates with a hydrographic vessel, and also for positioning a seismic bottom station at the bottom. The device for collecting and processing information includes a control computer and a registration and control unit.

Блок регистрации и управления предназначен для сбора информации от измерительных датчиков сейсмической донной станции, привязки ее к системе точного времени, сжатия и передачи по гидроакустической линии связи через соответствующий модем, а также для записи информации на жесткий магнитный диск в автономном режиме. Блок регистрации и управления содержит также модуль гидроакустического телеуправления, который предназначен для управления режимами работы и тестирования сейсмической донной станции.The registration and control unit is designed to collect information from the measuring sensors of the seismic bottom station, to bind it to the exact time system, to compress and transmit it through the hydroacoustic communication line through the appropriate modem, and also to record information on a hard magnetic disk offline. The registration and control unit also contains a module for hydroacoustic telecontrol, which is designed to control operating modes and test the seismic bottom station.

Модуль гидроакустического телеуправления состоит из двух частей и включает аппаратуру, входящую в состав буйковой станции, которая осуществляет передачу команд управления на расстоянии до 8 км, и предназначенную для управления режимами работы, путем передачи гидроакустических команд управления, приема квитанций от сейсмической донной станции, подтверждающих выполнение команд, измерения дальности до сейсмической донной станции.The sonar remote control module consists of two parts and includes equipment that is part of the buoy station, which transmits control commands at a distance of up to 8 km, and is designed to control operating modes by transmitting hydroacoustic control commands, receiving receipts from the seismic bottom station, confirming that commands, measuring the distance to the seismic bottom station.

Подводная часть модуля гидроакустического телеуправления, размещенная на сейсмической донной станции, обеспечивает прием и декодирование гидроакустических команд управления режимами работ сейсмической донной станции и передачу квитанций, подтверждающих выполнение команд, а также подачу команд на передачу сообщений при превышении тех или иных измеряемых параметров, при работе в автономном режиме. Дальность гидроакустического канала связи не более 8000 м. Число команд, передаваемое по гидроакустическому каналу, - 256. Число команд, принимаемое на сейсмической донной станции, - 20. Число, одновременно обслуживаемых сейсмических донных станций, не более 10. Формат команды - двоичный девятиразрядный код. Способ модуляции, используемый при передаче команд, - многочастотная манипуляция. Диапазон частот сигналов переносчиков команд 7-10 кГц. Вероятность возникновения необнаруженной ошибки при приеме команды, при уровне спектральной плотности шумового давления в зоне расположения подводной гидроакустической антенны 0,001 Па/Гц, не более 10-7. Вид связи с блоком регистрации и управления - последовательный порт в стандарте EIA/TIA-232E со скоростью 115200 бит/с. Вид связи с ЭВМ гидрографического судна 6-параллельный интерфейс ЕРР 1.7 в стандарте IEEE 1284.The underwater part of the hydroacoustic telecontrol module located on the seismic bottom station provides reception and decoding of hydroacoustic commands for controlling the operating modes of the seismic bottom station and the transmission of receipts confirming the execution of commands, as well as the issuance of commands for transmitting messages when exceeding certain measured parameters when working in offline mode. The range of the hydro-acoustic communication channel is not more than 8000 m. The number of commands transmitted via the hydro-acoustic channel is 256. The number of commands received at the seismic bottom station is 20. The number of simultaneously serviced seismic bottom stations is not more than 10. Command format is a nine-bit binary code . The modulation method used in transmitting commands is multi-frequency manipulation. The frequency range of the signal carriers of the teams 7-10 kHz. The probability of an undetected error when receiving a command, at the level of spectral density of noise pressure in the area of the underwater sonar antenna is 0.001 Pa / Hz, not more than 10 -7 . The type of communication with the registration and control unit is a serial port in the EIA / TIA-232E standard with a speed of 115200 bps. Type of communication with the computer of a hydrographic vessel 6-parallel interface EPP 1.7 in IEEE 1284 standard.

Датчик обнаружения метана предназначен для измерения концентрации метана в водной толще. Датчик представляет собой полупроводниковый прибор, принцип работы которого заключается в том, что диффузия молекул углеводородов из воды через специальную силиконовую мембрану транслируется в камеру датчика. Адсорбция молекул углеводов на активном слое датчика приводит к электронному обмену с молекулами кислорода, таким образом, меняя сопротивление активного слоя, которое преобразуется в выходное (измеряемое) напряжение.The methane detection sensor is designed to measure the concentration of methane in the water column. The sensor is a semiconductor device, the principle of which is that the diffusion of hydrocarbon molecules from water through a special silicone membrane is transmitted to the sensor chamber. Adsorption of carbohydrate molecules on the active layer of the sensor leads to electronic exchange with oxygen molecules, thus changing the resistance of the active layer, which is converted into output (measured) voltage.

Аналогом датчика обнаружения метана является датчик типа METS («CAPSUM»). Пенетрометр представляет собой зонд, установленный на телескопическом устройстве, и предназначен для выполнения морской грунтовой съемки. Аналогом пенетрометра является пенетрометр типа «СРТ Fugro» с глубиной проникновения зонда в грунт до 20 м.An analog of a methane detection sensor is a METS type sensor (“CAPSUM”). A penetrometer is a probe mounted on a telescopic device and is designed to perform marine ground surveys. An analog of a penetrometer is a CPT Fugro penetrometer with a penetration depth of the probe into the ground of up to 20 m.

По результатам морской грунтовой съемки, на основании моделирования определяется пространственно-временное распределение средней по глубине концентрации взвеси и толщины слоя осадков на морском дне, а также гранулометрический состав грунта. Задача обнаружения утечки газа из нефтепровода решается аналогичным образом. Для определения площади и глубины загрязнения от утечки нефти донная станция снабжена пенетрометром, который представляет собой конусовидный снаряд, оснащенный датчиками, которые под воздействием силы тяжести или с помощью бура через телескопическое устройство заглубляются в загрязненный грунт. По измеренным коэффициентам сопротивления и трения определяются прочностные характеристики грунта.According to the results of marine soil surveys, based on the simulation, the spatiotemporal distribution of the suspension concentration average in depth and the thickness of the sediment layer on the seabed is determined, as well as the particle size distribution of the soil. The task of detecting gas leaks from the pipeline is solved in a similar way. To determine the area and depth of contamination from an oil leak, the bottom station is equipped with a penetrometer, which is a cone-shaped projectile equipped with sensors that are buried into the contaminated soil through gravity or using a drill through a telescopic device. The measured resistance and friction coefficients determine the strength characteristics of the soil.

Впоследствии по полученным данным выполняют картирование района загрязнения на топографической и навигационной карте, на которой отображают границы загрязнения. Датчик сероводорода, представляет собой устройство, в котором полупроводниковый слой датчика сероводорода выполнен из частично галогенированного безметалльного или содержащего переходной металл фталоцианина, при этом галогенирование используемого фталоцианина выполнено до замещения атомами галогена (Cl, Br, I) 50-75% периферических атомов водорода, входящих в изоиндольные группировки фталоцианинового макрокольца. Аналогом датчика сероводорода является датчик сероводорода, приведенный в описании к (см., например, патент RU №1789915). В качестве буйковых станций используются дрифтеры (аналоги - патент RU №2047874, якорный буй прибрежного мониторинга модели 4280 фирмы AANDERAA Instruments - проспект компании "Компания ИНФОРМАР", сайт www.infomarcompany.com). На буйковой станции также размещены датчики сейсмических сигналов, датчик обнаружения метана, датчик сероводорода, гидрофизический модуль и зонд протонного спинового эха.Subsequently, according to the data obtained, the contamination area is mapped on a topographic and navigation map on which pollution boundaries are displayed. A hydrogen sulfide sensor is a device in which the semiconductor layer of a hydrogen sulfide sensor is made of partially halogenated non-metallic or transition metal containing phthalocyanine, while the phthalocyanine used is halogenated until 50-75% of the peripheral hydrogen atoms entering the halogen atoms (Cl, Br, I) into isoindole groups of the phthalocyanine macro ring. An analogue of the hydrogen sulfide sensor is a hydrogen sulfide sensor described in the description of (see, for example, patent RU No. 1789915). Drifters are used as buoy stations (analogues - patent RU No. 2047874, anchor buoy of coastal monitoring of model 4280 of AANDERAA Instruments firm, INFORMAR Company prospectus, website www.infomarcompany.com). The buoy station also has seismic signal sensors, a methane detection sensor, a hydrogen sulfide sensor, a hydrophysical module and a proton spin echo probe.

Аналогом сейсмической донной станции являются автономные донные станции, приведенные в источнике информации (см., например, Современные донные станции для сейсморазведки и сейсмологического мониторинга/Зубко Ю.Н., Левченко Д.Г., Леденев В.В., Парамонов А.А. // Научное приборостроение, 2003, том 13, №4, с.70-82). Наличие каналов связи позволяет определять координаты газового образования по траектории его движения. Определение координат газового образования определяется следующим образом.An analogue of a seismic bottom station is autonomous bottom stations listed in the information source (see, for example, Modern bottom stations for seismic exploration and seismological monitoring / Zubko Yu.N., Levchenko DG, Ledenev VV, Paramonov A.A. . // Scientific Instrumentation, 2003, volume 13, No. 4, p. 70-82). The presence of communication channels allows you to determine the coordinates of the gas formation on the trajectory of its movement. The determination of the coordinates of the gas formation is determined as follows.

Буйковая станция посредством спутниковой антенны принимает сигналы спутниковой навигационной системы (напрямую со спутника или через гидрографическое судно), в которой вектор скорости дрейфа буйковой станции точно фиксируется. При этом на буйковой станции постоянно накапливается информация о точном ее положении и траектории движения в системе гидрографических координат. Газовое образование также совершает движение в подводном пространстве на глубине Н с вектором скорости Vго, который, как и глубина Н, является также сугубо переменной величиной. Положение газового образования в подвижной системе координат буйковой станции определяется, как и в прототипе, путем решения геодезической задачи. При этом в качестве измеряемых параметров наиболее простым решением является определение направления (пеленг) и дистанции до газового образования, что осуществляется посредством гидроакустического средства, установленного на буйковой станции. Положение сейсмической донной станции также определяется относительно буйковой станции по значениям глубины погружения, наклонной дальности буйковой станции от донной станции, азимута β, угла места α донной станции относительно буйковой станции, что реализуется благодаря наличию гидроакустического канала связи между буйковой станцией и сейсмическими донными станциями.The buoy station, through a satellite dish, receives signals from the satellite navigation system (directly from the satellite or through a hydrographic vessel), in which the drift velocity vector of the buoy station is accurately fixed. At the same time, information on its exact position and trajectory of movement in the hydrographic coordinate system is constantly accumulating at the buoy station. A gas formation also moves in the underwater space at a depth of H with a velocity vector V th , which, like depth H, is also a purely variable quantity. The position of the gas formation in the moving coordinate system of the buoy station is determined, as in the prototype, by solving the geodetic problem. In this case, as the measured parameters, the simplest solution is to determine the direction (bearing) and the distance to the gas formation, which is carried out by means of hydroacoustic means installed at the buoy station. The position of the seismic bottom station is also determined relative to the buoy station from the depths, the slant distance of the buoy station from the bottom station, azimuth β, elevation angle α of the bottom station relative to the buoy station, which is realized due to the presence of a hydroacoustic communication channel between the buoy station and seismic bottom stations.

Наличие гидроакустического канала связи между буйковой станций и сейсмической донной станцией обеспечивает не только передачу информации от сейсмической донной станции на буйковую станцию, но и реализацию гидроакустической навигационной системы, посредством которой измеряют углы α и β, используя данные о глубине погружения сейсмической донной станции 1, по известным геометрическим соотношениям вычисляют координаты сейсмической донной станции относительно буйковой станции. По географическим координатам буйковой станции рассчитывают географические координаты сейсмической донной станции. Задача обнаружения утечки газа из газопровода решается аналогичным образом. Для определения площади и глубины загрязнения от утечки нефти сейсмическая донная станция снабжена пенетрометром, который представляет собой конусовидный снаряд, оснащенный датчиками, которые под воздействием силы тяжести или с помощью бура через телескопическое устройство заглубляются в загрязненный грунт. По измеренным коэффициентам сопротивления и трения определяются прочностные характеристики грунта.The presence of a hydroacoustic communication channel between the buoy station and the seismic bottom station provides not only the transfer of information from the seismic bottom station to the buoy station, but also the implementation of the hydroacoustic navigation system, by which the angles α and β are measured using data on the immersion depth of seismic bottom station 1, by known geometrical relationships calculate the coordinates of the seismic bottom station relative to the buoy station. The geographic coordinates of the seismic bottom station are calculated from the geographic coordinates of the buoy station. The problem of detecting gas leakage from a gas pipeline is solved in a similar way. To determine the area and depth of contamination from an oil leak, the seismic bottom station is equipped with a penetrometer, which is a cone-shaped projectile equipped with sensors that are buried into the contaminated soil under the influence of gravity or using a drill through a telescopic device. The measured resistance and friction coefficients determine the strength characteristics of the soil.

Впоследствии по полученным данным выполняют картирование района загрязнения, топографическую и навигационную карту, на которой отображаются границы загрязнения.Subsequently, according to the data obtained, a mapping of the contaminated area, a topographic and navigation map, on which the boundaries of the pollution are displayed, are performed.

Картирование информации, как и в прототипе, осуществляется нанесением геодезических координат места нахождения донной станции с телескопическим устройством на дне водоема на планшет, которое строится путем сопряжения топографических и навигационных растровых карт в следующей последовательности:Mapping information, as in the prototype, is carried out by applying the geodetic coordinates of the location of the bottom station with a telescopic device at the bottom of the reservoir on the 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;- a site is selected that corresponds to the marine area where the leak from the transport water supply system took place, taking into account the vectorization of the coastline of the navigation map;

- 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 телескопического устройства с пенетрометром относительно донной станции.- on the final raster map displayed on the display device, the path of the telescopic device with a penetrometer relative to the bottom station 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.

Гидрографическое судно помимо штатных средств радио и спутниковой связи, навигационного комплекса для обеспечения судовождения также оснащено промерным эхолотом, который представляет собой двухчастотный промерный эхолот типа «Bathy-1000» с диапазоном измеряемых глубин в диапазоне 0,5-6000 м, оснащенный блоком классификации грунта типа «ISAN-5» и анализатором плотности слоев грунта, акустическим профилографом, который обеспечивает определение физико-акустических характеристик разрешаемых слоев донных осадков, таких как коэффициент отражения, коэффициент акустической восприимчивости, коэффициент шероховатости, коэффициент поглощения, плотности, а также снабжено морским магнитометром типа «Си-Спай»: гондола, кабель, интерфейс, блок питания, портативный компьютер с системой сбора данных (динамический диапазон 18000…120000 нТл, разрешение 0,001 нТл, абсолютная точность 0,2 нТл), и феррозондовым магнитометром «Vallon». Для анализа физико-механических свойств слабых донных осадков гидрографическое судно также снабжено специализированными пробоотборниками, дночерпателями типа ДГ-1,5 до глубины опробования 0,7 м и коробчатым пробоотборником типа КП-2,5 до глубины опробования 2,5 м, обеспечивающими относительно более высокую сохранность грунтовых проб по сравнению с другими аналогичными средствами, комплексом измерения характеристик физико-механических свойств осадков после подъема грунтовых проб на борт судна для определения физических (плотность, влажность), прочностных (сопротивление вращательному срезу, удельное сопротивление пенетрации), деформационных (модуль деформации) и фильтрационных (коэффициент фильтрации) характеристик грунта.The hydrographic vessel, in addition to the standard radio and satellite communications equipment, and the navigation complex for navigation support, is also equipped with a sounding echo sounder, which is a Bathy-1000 type two-frequency sounding sounder with a range of measured depths in the range of 0.5-6000 m, equipped with a soil classification unit of the type “ISAN-5” and an analyzer of the density of soil layers, an acoustic profilograph, which provides a determination of the physical and acoustic characteristics of the allowed layers of bottom sediments, such as reflection coefficient , acoustic susceptibility coefficient, roughness coefficient, absorption coefficient, density, and is also equipped with a Sea Spay marine magnetometer: nacelle, cable, interface, power supply, laptop computer with data acquisition system (dynamic range 18000 ... 120000 nT, resolution 0.001 nT, absolute accuracy 0.2 nT), and the Vallon flux-gate magnetometer. To analyze the physicomechanical properties of weak bottom sediments, the hydrographic vessel is also equipped with specialized samplers, DG-1.5 type scoops up to a sampling depth of 0.7 m and a KP-2.5 box-type sampler up to a sampling depth of 2.5 m, providing relatively more high safety of soil samples in comparison with other similar means, a complex of measuring the characteristics of the physico-mechanical properties of sediments after lifting soil samples on board the vessel to determine physical (density, wet aw), strength (resistance to rotational shear, specific penetration resistance), deformation (deformation modulus) and filtration (filtration coefficient) soil characteristics.

Блок логической обработки состоит из схемы сопряжения, фазового амплитудного фильтра, двух пороговых устройств, селектора шаговых импульсов, формирователя времени анализа и счетчика импульсов.The logical processing unit consists of a coupling circuit, a phase amplitude filter, two threshold devices, a step pulse selector, an analysis time former and a pulse counter.

Блок логической обработки выполнен в виде двух пороговых устройств, одно из которых подключено к выходу усилителя акустического канала сейсмографа и к входу селектора шаговых импульсов, подключенного к D-входу счетчика импульсов, а другое пороговое устройство подключено к выходу усилителя акустического сейсмического блока, входу формирователя времени анализа и к входу С счетчика импульсов, выход формирователя времени анализа подключен к R-входу счетчика импульсов и к второму входу селектора шаговых импульсов, выход счетчика импульсов является первым выходом блока логической обработки.The logical processing unit is made in the form of two threshold devices, one of which is connected to the output of the amplifier of the acoustic channel of the seismograph and to the input of the step-pulse selector, connected to the D-input of the pulse counter, and the other threshold device is connected to the output of the amplifier of the acoustic seismic unit, the input of the time shaper analysis and to the input C of the pulse counter, the output of the analysis time generator is connected to the R-input of the pulse counter and to the second input of the step pulse selector, the output of the pulse counter is the first output of the logical processing unit.

Данное схемное решение позволяет в блоке логической обработки производить анализ сигналов, поступающих с акустического и сейсмического канала. При этом на выходе формируется сигнал, свидетельствующий о наличии или отсутствии антропогенного воздействия в зоне исследований.This circuit solution allows in the logic processing unit to analyze the signals coming from the acoustic and seismic channels. At the same time, a signal is generated at the output, indicating the presence or absence of anthropogenic impact in the research area.

Фазовый амплитудный фильтр предназначен для выделения микросейсмических волн для анализа излучаемых микросейсмических сигналов при поиске подводных месторождений углеводородов.The phase amplitude filter is designed to isolate microseismic waves for analysis of emitted microseismic signals when searching for subsea hydrocarbon deposits.

Блок гидрохимических измерений представляет собой устройство, которое предназначено для классификации загрязнений морской воды по спектральным характеристикам и молекулярному составу морской воды. Аналогом данного блока являются устройства, приведенные в различных источниках (см., например, 1. Основные процессы и аппаратура химической технологии. Под ред. Дытнерского Ю.Н. - М.: Химия, 1983. 2. Химико-аналитические комплексы фирмы Agilent Technologies (US), http://www.chem.agilent.com. 3. Химико-аналитические комплексы фирмы SRI Instruments (US), http://www.perichrom.com. 4. Химико-аналитические комплексы ЗАО "Хроматэк" (RU), http://www.chronomatec.ru).The block of hydrochemical measurements is a device that is designed to classify pollution of sea water according to the spectral characteristics and molecular composition of sea water. An analogue of this unit are devices provided in various sources (see, for example, 1. The main processes and equipment of chemical technology. Edited by Yu. N. Dytnersky, Moscow: Chemistry, 1983. 2. Chemical-analytical complexes of Agilent Technologies (US), http://www.chem.agilent.com 3. Chemical and analytical complexes of SRI Instruments (US), http://www.perichrom.com 4. Chemical and analytical complexes of CJSC Chromatek ( RU), http://www.chronomatec.ru).

Датчик пространственной ориентации предназначен для определения точного положения в пространстве сейсмографов. В качестве датчика используется модуль электрического компаса ТСМ-2 фирмы "Precision Navigation", представляющий собой трехосный феррозондовый магнитометр с блоком электроники, выполненные на одной плате. Схема определения координат предназначена для преобразования координат (географических) газового образования, которые определяют по положению газового образования относительно сейсмической донной станции.The spatial orientation sensor is designed to determine the exact position in the space of seismographs. As a sensor, the TCM-2 electric compass module of Precision Navigation company is used, which is a triaxial flux-gate magnetometer with an electronics unit, made on one board. The coordinate determination scheme is designed to convert coordinates (geographic) of the gas formation, which is determined by the position of the gas formation relative to the seismic bottom station.

Так как географические координаты места установки сейсмической донной станции известны, то решением геодезической задачи определяют координаты газового образования в географической системе координат относительно каждой сейсмической донной станции. При этом в качестве измеряемых параметров наиболее простым решением является определение направления (пеленг) и дистанции до газового образования, что осуществляется посредством гидроакустических средств (блок гидроакустического управления и гидроакустическая антенна), установленных на сейсмической донной станции.Since the geographic coordinates of the installation site of the seismic bottom station are known, the geodetic problem is used to determine the coordinates of the gas formation in the geographic coordinate system relative to each seismic bottom station. Moreover, as the measured parameters, the simplest solution is to determine the direction (bearing) and the distance to the gas formation, which is carried out by means of hydroacoustic means (hydroacoustic control unit and hydroacoustic antenna) installed on the seismic bottom station.

Устройство сбора и обработки информации предназначено для работы в составе средств сейсмической донной станции и осуществляет сбор, оцифровку и накопление сигналов от датчиков. Подсистема представляет собой программно-аппаратный комплекс для Intel-совместимого семейства процессоров и снабжена средствами отладки и тестирования. Предусмотрены три режима регистрации сигналов: непрерывный, старт-стопный по заданной программе и старт-стопный с управлением по уровню сигнала. Управление параметрами устройства сбора и обработки информации производится по результатам экспресс-обработки сигналов на основе анализа уровня энергии и спектрального состава с помощью быстрых алгоритмов реального времени.The device for collecting and processing information is designed to work as part of the seismic bottom station and collects, digitizes and accumulates signals from sensors. The subsystem is a hardware-software complex for an Intel-compatible processor family and is equipped with debugging and testing tools. Three signal recording modes are provided: continuous, start-stop according to a given program, and start-stop with control by signal level. The parameters of the device for collecting and processing information are controlled by the results of express signal processing based on the analysis of the energy level and spectral composition using fast real-time algorithms.

На гидрографическом судне для обеспечения функционирования средств измерения и регистрации сейсмической донной станции также установлены:On a hydrographic vessel, to ensure the operation of measuring and recording means of the seismic bottom station, the following are also installed:

- персональный компьютер, совместимый с IBM PC;- personal computer compatible with IBM PC;

- приемник спутниковой навигационной системы GPS;- receiver of satellite navigation system GPS;

- аппаратура гидроакустического телеуправления.- equipment for sonar telecontrol.

Минимальная конфигурация персонального компьютера включает:The minimum configuration of a personal computer includes:

- процессор - Pentium 166 МГц;- processor - Pentium 166 MHz;

- ОЗУ - 32 Мбайт;- RAM - 32 MB;

- плату SVGA с памятью 1 Мбайт;- SVGA card with 1 MB memory;

- дополнительную плату с двумя последовательными портами с FIFO памятью (UART16550-совместимая).- An additional board with two serial ports with FIFO memory (UART16550-compatible).

Они используются для обработки информации, полученной с каждой сейсмической донной станции и буйковой станции.They are used to process information received from each seismic bottom station and buoy station.

Программно-математическое обеспечение средств гидрографического судна предназначено для проверки всех измерительных каналов сейсмической донной станции, буйковой станции и блока регистрации и управления через последовательный порт RS-485, привязки к системе единого времени внутренних часов блока регистрации и управления посредством блока гидроакустического телеуправления и приемника GPS, установленного на буйковой станции и/или гидрографическом судне, и осуществления привязки к географическим координатам посредством блока гидроакустического телеуправления, получения информации по результатам тестовых проверок после установки сейсмической донной станции на дно и буйковой станции на поверхности исследуемой акватории.The software and software of the hydrographic vessel is designed to check all the measuring channels of the seismic bottom station, the buoy station and the registration and control unit via the RS-485 serial port, to bind the internal clock of the registration and control unit via the hydroacoustic telecontrol unit and the GPS receiver to the single-time system, installed on a buoy station and / or hydrographic vessel, and georeferencing through a hydroacoustic unit cally remote control, information on the results of the test after installation checks bottom seismic station and the bottom surface buoy station at the surveyed area.

Акустический сейсмический блок включает акустический канал гидрофонного и геофонного типа и широкополосный сейсмограф с частотным диапазоном от тысячных долей герца до десятков герц, аналогами которого являются широкополосные донные сейсмографы, приведенные в источнике информации (см., например, Особенности конструирования широкополосных донных сейсмографов / Д.Г.Левченко / Океанология, 2001, том 41, №4, с.621-623).An acoustic seismic unit includes an acoustic channel of a hydrophone and a geophonic type and a broadband seismograph with a frequency range from thousandths of a hertz to tens of hertz, the analogs of which are the broadband bottom seismographs given in the information source (see, for example, Design Features of Broadband Bottom Seismographs / D.G. .Levchenko / Oceanology, 2001, Volume 41, No. 4, pp. 621-623).

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 region with rivers and swamps), the bottom topography is recorded using hydroacoustic means installed on a hydrographic vessel. Relief survey can be carried out, using known methods and tools based on the principles of sonar (multi-beam echo sounders, sonar, profilers, etc.).

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 (см., например, 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 (see, for example, Leontiev 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.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.

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.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.

По томографическому восстановлению донных отложений и грунта, выполняют механическую дифференциацию осадков и взвеси, с выделением фракций механического состава (гранулометрических фракций), в соответствии с классификацией фракций, принятой в практике морских геологических исследований (см., например, Леонтьев O.K. Морская геология. М.: Высшая школа. 1982, с.80).By tomographic restoration of bottom sediments and soil, mechanical differentiation of sediments and suspended matter is performed, with the separation of fractions of mechanical composition (particle size fractions), in accordance with the classification of fractions adopted in the practice of marine geological research (see, for example, Leontyev OK Marine Geology. M. : High 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-Ва, Cu, Pb, Zn, Ag-Hg-Ва, 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 that are 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-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 (см., например, 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 in many shelves the outer edge is elevated and in most cases islands are confined to the shelf (see, for example, 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. При выявлении морских акваторий с возможным существованием нефтегазовых участков, устанавливают на водной акватории буйковую станцию и по крайней мере две сейсмические донные станции.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. 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 и спин-фотонных взаимодействий, 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 (см., например, Зверев С.Б. Новый метод исследования динамики вод океана. Владивосток. Труды Тихоокеанского океанологического института ДВО РАН, т.3, 1990, с.160-172). 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 (см., например, 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, as well as sounding the water column by detecting the mechanisms of spin-phonon and spin-photon interactions when a coherent pulse is exposed to the object of study proton spin echo, which is realized by a proton spin echo probe, which is equipped with a proton spin echo spectrometer and a block about processing of spin-relaxation parameters (see, for example, 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). According to the data obtained, using a proton spin echo probe, tomographic reconstruction of the investigated geological section of the soil is performed at the level of prismatic crystals, which allows mineralogical analysis. In this case, the quantitative ratios of minerals are determined by isolating them by density, optical properties, magnetic, electromagnetic, as well as physical and chemical characteristics using well-known methods of mineralogical analysis (see, for example, Leontyev OK Marine Geology. M .: Higher School. 1982 p.87).

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-Ва, Cu, Pb, Zn, Ag-Hg-Ва, 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-Ва, Cu, Pb, Zn, Ag-Hg-Ва, Cu, Pb, Zn, Ag-Si, Al, Ti, Y, with oil and gas promising areas, in terms of evaluating the feasibility of industrial use.

Пробы растительности анализируют на Ва, Cu, Pb, Zn, Ag, Mn, Fe, Ni, Cr, Sr, Cd, Hg. При превышении фоновых уровней содержания тяжелых металлов, приведенных в таблице (см., например, Балоян Б.М., Хромов В.М. Использование высшей водной растительности для биоиндикации тяжелых металлов в воде. Прикладная экология, опыт, результаты, прогнозы. Вып.1. М., 2007, с.171-186.; Власов Б.П., Гигиевич Г.С. Использование высших водных растений для оценки и контроля за состоянием водной среды. Методические рекомендации. Минск, БГУ, 2002, 84 с.), дополнительно выполняют магнитометрическую съемку, с выделением ферромагнитных объектов на фоне подводных объектов естественного происхождения.Vegetation samples are analyzed for Ba, Cu, Pb, Zn, Ag, Mn, Fe, Ni, Cr, Sr, Cd, Hg. If background levels of heavy metals are exceeded in the table (see, for example, Baloyan B.M., Khromov V.M. Use of higher aquatic vegetation for bioindication of heavy metals in water. Applied ecology, experience, results, forecasts. Issue. 1. M., 2007, p.171-186 .; Vlasov BP, Gigievich GS The use of higher aquatic plants to assess and monitor the state of the aquatic environment. Guidelines. Minsk, BSU, 2002, 84 pp. ), additionally perform magnetometric survey, with the allocation of ferromagnetic objects against the background of underwater objects projects of natural origin.

Уровни содержания тяжелых металлов в пресноводных организмах условно принимаемых за фоновыеLevels of heavy metals in freshwater organisms conventionally taken as background ЭлементElement MnMn FeFe NiNi ZnZn CrCr CuCu SrSr CdCd HgHg PbPb Содержание мг/кг сухого весаMg / kg dry weight 10,4-12010.4-120 20002000 1,5-241,5-24 80-2380-23 2,3-5,42,3-5,4 2,5-602,5-60 5-105-10 0,1-0,50.1-0.5 0,04-0,30.04-0.3 0,3-1,80.3-1.8

При обнаружении утечек нефти из подводного трубопровода и наличия нефтяного разлива выполняют моделирование изменений конфигурации нефтяного пятна в соответствии с гидродинамической моделью SPILLMOD (см., например, Геоэкологический мониторинг морских нефтегазоносных акваторий / Л.И. Лобковский, Д.Г.Левченко, А.В.Леонов, А.К. Амбросимов. М.: Наука, 2005, с.142-143). Практическая реализация предлагаемого способа технической сложности не представляет, так как для его реализации используются средства, имеющие промышленную применимость.If oil leaks from the subsea pipeline and the presence of an oil spill are detected, modeling of changes in the configuration of the oil slick is performed in accordance with the SPILLMOD hydrodynamic model (see, for example, Geoecological monitoring of offshore oil and gas areas / L.I. Lobkovsky, D.G. Levchenko, A.V. Leonov, A.K. Ambrosimov, Moscow: Nauka, 2005, p.142-143). 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 C2, 20.07.2012.6. Patent RU No. 2456644 C2, 07.20.07.2012.

Claims (1)

Способ комплексной геохимической и геофизической разведки, включающий отбор проб горных пород и растительности вдоль водотоков, разделение проб горных пород на фракции и их анализ на содержание химических элементов, 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 Ba, Cu, Pb, Zn, Ag, Mn, Fe, Ni, Cr, 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-Ba, Cu, Pb, Zn, Ag-Hg-Ba, Cu, Pb, Zn, Ag-Si, Al, Ti, Y, с нефтегазовыми перспективными участками, анализ на содержание метана путем определения координат газового образования, определение координат газового образования, с размещением в водной среде станций, снабженных 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, предварительное выполнение съемки 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 на объект исследования 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, по которым устанавливают площадь и глубину загрязнения, 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, отличающийся тем, что пробы растительности дополнительно анализируют на Sr, Cd, Hg, при превышении фоновых уровней содержания тяжелых металлов дополнительно выполняют магнитометрическую съемку, с выделением ферромагнитных объектов на фоне подводных объектов естественного происхождения. The method of complex geochemical and geophysical exploration, including sampling of rocks and vegetation along waterways, separating rock samples into fractions and analyzing them for the content of chemical elements, 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, Mn, Fe, Ni, Cr, the results of analysis of analyzes of fractions of more than 0.1 mm and samples vegetation is counted on the corresponding additive indicators of normalized concentrations, building t the distribution maps 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 prospective sites, analysis for methane content by determining the coordinates of gas formation, determining the coordinates of gas formation, with the placement in the aquatic environment of stations equipped with methane detection sensors, by which methane concentration in the water column is measured to change soprot the phenomena of the active layer of the sensor, which is converted to the output (measured) voltage, the coordinates (geographic) of the gas formation are determined by the position of the gas formation in the moving coordinate system of the buoy station, the preliminary survey of the relief of the water area, the results of the survey reveal flooded river valleys crossing the continental shelf perform sounding of bottom sediments by 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 sounding of the soil, by exposing the object of study to a coherent pulsed proton spin echo, while performing t the graphic restoration of the image 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, which establish the area and depth of pollution, the coefficients of resistance and friction are measured using a penetrometer installed at the bottom seismic station, and at least two bottom seismic stations are installed by which microseismic records When analyzing microseismic waves, 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 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 at of formaldehyde, is from 1 to 10 degrees, when spills of the transported liquid product with the formation of an oil spot are detected, the processes of spreading and transfer of oil are calculated taking into account the hydrodynamic parameters of the aquatic environment, characterized in that the vegetation samples are additionally analyzed for Sr, Cd, Hg, when exceeded background levels of heavy metals additionally perform magnetometric surveys, with the release of ferromagnetic objects against the background of underwater objects of natural origin.
RU2012153733/28A 2012-12-12 2012-12-12 Method of geochemical exploration RU2525644C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012153733/28A RU2525644C2 (en) 2012-12-12 2012-12-12 Method of geochemical exploration

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012153733/28A RU2525644C2 (en) 2012-12-12 2012-12-12 Method of geochemical exploration

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012153733A RU2012153733A (en) 2014-06-27
RU2525644C2 true RU2525644C2 (en) 2014-08-20

Family

ID=51215716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012153733/28A RU2525644C2 (en) 2012-12-12 2012-12-12 Method of geochemical exploration

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2525644C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107807221A (en) * 2017-09-22 2018-03-16 中国石油天然气集团公司 A kind of abnormity point selective examination inspection method of geochemical reconnaisance laboratory sample analysis
RU2675415C1 (en) * 2017-10-17 2018-12-19 Валерий Викторович Орлов Geochemical method for detecting hydrocarbon deposits

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115217470A (en) * 2022-07-19 2022-10-21 中国石油大学(华东) Centimeter-micron scale cycloidal division and driving factor identification method in shale

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2116661C1 (en) * 1995-12-21 1998-07-27 Кременецкий Александр Александрович Process of search for gold-carrying deposits in volcano- black shale thicknesses and determination of their mineral type
RU2257597C1 (en) * 2003-10-20 2005-07-27 Вельц Наталья Юрьевна Method of estimating environmental heavy metal pollution
UA32390U (en) * 2008-01-21 2008-05-12 State Entpr Scient Technical C Method for diagnostics of active migration of technogenous chemical elements
RU2446419C1 (en) * 2011-02-02 2012-03-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Hydrocarbon deposit 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
RU2116661C1 (en) * 1995-12-21 1998-07-27 Кременецкий Александр Александрович Process of search for gold-carrying deposits in volcano- black shale thicknesses and determination of their mineral type
RU2257597C1 (en) * 2003-10-20 2005-07-27 Вельц Наталья Юрьевна Method of estimating environmental heavy metal pollution
UA32390U (en) * 2008-01-21 2008-05-12 State Entpr Scient Technical C Method for diagnostics of active migration of technogenous chemical elements
RU2456644C2 (en) * 2010-09-03 2012-07-20 Открытое акционерное общество "Газпром" Geochemical exploration method
RU2446419C1 (en) * 2011-02-02 2012-03-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Hydrocarbon deposit exploration method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
НАПРЕЕВ Д.В., ОЛЕНЧЕНКО В.В., "КОМЛЕКСИРОВАНИЕ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ И ГЕОХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ПРИ ПОИСКЕ ЗАЛЕЖЕЙ УГЛЕВОДОРОДОВ В УСТЬ-ТЫМСКОМ НЕФТЕГАЗОНОСНОМ РАЙОНЕ", ж-л "Нефтегазовая геология. Теория и практика", 2010 (5). *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107807221A (en) * 2017-09-22 2018-03-16 中国石油天然气集团公司 A kind of abnormity point selective examination inspection method of geochemical reconnaisance laboratory sample analysis
RU2675415C1 (en) * 2017-10-17 2018-12-19 Валерий Викторович Орлов Geochemical method for detecting hydrocarbon deposits

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012153733A (en) 2014-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Trabant Applied high-resolution geophysical methods: offshore geoengineering hazards
US7679367B2 (en) Electromagnetic surveying for hydrocarbon reservoirs
RU2634793C1 (en) Exploration method and system for detecting hydrocarbons by water column
Robinson et al. Multiscale characterisation of chimneys/pipes: Fluid escape structures within sedimentary basins
Sarris et al. An introduction to geophysical and geochemical methods in digital geoarchaeology
RU2456644C2 (en) Geochemical exploration method
Brookshire Jr et al. Dense arrays of short streamers for ultrahigh-resolution 3D seismic imaging
RU2525644C2 (en) Method of geochemical exploration
RU2436134C1 (en) Method for rapid investigation of atmosphere, earth's surface and ocean
CN102939547A (en) Method of determining the relative position of two detectors at the bottom of the sea
RU2374667C1 (en) Method of geochemical survey
RU2513630C1 (en) Method of geochemical prospecting for geoecological monitoring of offshore oil-and-gas-bearing zones
Masoli et al. Near‐shore geophysical and geotechnical investigations in support of the Trieste Marine Terminal extension
Wolfson et al. Multibeam observations of mine burial near Clearwater, FL, including comparisons to predictions of wave-induced burial
Ker et al. GHASS cruise report
Xu et al. Seafloor direct current resistivity techniques for deep marine, near-bottom gas hydrate investigation
Mitchell et al. Bubble vent localization for marine hydrocarbon seep surveys
RU2480793C2 (en) Method of searching for mineral deposits using submarine geophysical vessel
SELBESOĞLU et al. Accuracy assessment of glacier depth monitoring based on UAV-GPR on Horseshoe Island, Antarctica
Nabizade PROCESSING OF GEOPHYSICAL SIGNAL IN THE SEA CONDITION
Rona Exploration methods for the continental shelf: geology, geophysics, geochemistry
Yadav et al. Exploration techniques for the identification of thermal potential zones
Ukwuteyinor et al. ESTIMATION OF DEPTH TO BASEMENT, HEAT FLOW AND HYDROCARBON POTENTIALS FROM ANALYSIS OF AEROMAGNETIC DATA IN SOME PARTS OF BIDA BASIN
Kundu Exploration Methods
White et al. Geophysical research and progress in exploration

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171213