RU2818695C1

RU2818695C1 - Methods of marine impedance frequency sounding and marine audio-magnetotelluric sounding and complexes for their implementation

Info

Publication number: RU2818695C1
Application number: RU2023126507A
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Поляков; Евгений Анатольевич Копытенко; Борис Владимирович Самсонов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ВЕГА" (ООО "ВЕГА")
Filing date: 2023-10-16
Publication date: 2024-05-03

Abstract

FIELD: geophysics.

SUBSTANCE: inventions relate to geophysics, namely to devices and methods of low-frequency electromagnetic (EM) sounding of the earth using active (controlled) and natural sources of EM fields, and can be used, in particular, when searching for ore minerals, as well as oil and gas on the sea shelf. In the method of marine impedance frequency probing, bottom impedance is determined in a given area of the water area by determining horizontal orthogonal vectors of electric and magnetic fields from the controlled source. In the marine audio-magnetotelluric sounding method, bottom impedance is determined in a given area of the water area by determining horizontal orthogonal vectors of electric and magnetic fields from a natural source. Each method employs a single autonomous bottom MT-AMT station and (k – 1) pairs of electrodes in measuring streamers located at the bottom of the water area. Sea depth and vertical profile of conductivity of sea water are measured in locations of bottom MT-AMT station and measuring streamers, as well as coordinates of these points. Magnetic field is calculated on sea surface above bottom MT-AMT station. Magnetic field distribution on the sea surface above each pair of electrodes is obtained. Electric field distribution is measured at the bottom along the streamer. Two-point boundary value problem of determining the bottom magnetic field is converted to a Cauchy problem and the magnetic field distribution at the bottom is calculated at the locations of each pair of electrodes.

EFFECT: reduction of labour intensity of marine works and reduction of used equipment.

8 cl, 3 dwg

Description

Настоящая группа изобретений относится к устройствам и методам низкочастотного электромагнитного (ЭМ) зондирования земли с использованием активных (контролируемых) и естественных источников ЭМ полей и может применяться, в частности, при поиске рудных полезных ископаемых, а также нефти и газа на морском шельфе.This group of inventions relates to devices and methods for low-frequency electromagnetic (EM) sensing of the earth using active (controlled) and natural sources of EM fields and can be used, in particular, when searching for ore minerals, as well as oil and gas on the sea shelf.

Хорошо известен способ магнитотеллурического и аудиомагнитотеллурического зондирования (МТЗ и МТ-АМТ) как в наземном [1], так и в морском [2] вариантах. Способ основан на том, что измеряют горизонтальные электрические и магнитные компоненты электромагнитного поля в заданных точках исследуемого региона, создаваемого естественными источниками. Основные типы МТ-АМТ-полей: геомагнитные бури и суббури, солнечные суточные вариации, бухтообразные возмущения магнитного поля Земли, геомагнитные пульсации или короткопериодные колебания, а также высокочастотные вариации, называемые иначе атмосфериками, связанные с грозовыми полями. Измерения осуществляют на поверхности земли в наземном варианте и на дне акватории в морском варианте. Для измерений электромагнитных полей на дне используют специальные донные электроразведочные станции (донный модуль), оборудованные широкополосными индукционными датчиками магнитного поля и контактными (электродными) датчиками электрического поля. Затем определяют поверхностные импедансы в заданных точках как отношение горизонтального электрического поля в одном направлении к горизонтальному магнитному полю в перпендикулярном направлении. Такой способ расчета позволяет исключить временную зависимость зондирующего поля, оставив только отклик подстилающей проводящей среды. И, наконец, по измеренным значениям импеданса в заданных точках в зависимости от частоты судят о строении геоэлектрического разреза в зависимости от глубины.The method of magnetotelluric and audiomagnetotelluric sounding (MTS and MT-AMT) is well known, both in land-based [1] and sea-based [2] versions. The method is based on measuring the horizontal electric and magnetic components of the electromagnetic field at specified points in the region under study, created by natural sources. The main types of MT-AMT fields: geomagnetic storms and substorms, solar diurnal variations, bay-shaped disturbances of the Earth's magnetic field, geomagnetic pulsations or short-period oscillations, as well as high-frequency variations, otherwise called atmospherics, associated with thunderstorm fields. Measurements are carried out on the surface of the earth in the terrestrial version and at the bottom of the water area in the sea version. To measure electromagnetic fields at the bottom, special bottom electrical exploration stations (bottom module) are used, equipped with broadband induction magnetic field sensors and contact (electrode) electric field sensors. Surface impedances at given points are then determined as the ratio of the horizontal electric field in one direction to the horizontal magnetic field in the perpendicular direction. This method of calculation makes it possible to exclude the time dependence of the probing field, leaving only the response of the underlying conducting medium. And finally, based on the measured impedance values at given points, depending on the frequency, one can judge the structure of the geoelectric section depending on the depth.

При измерениях на поверхности земли информация о геологическом строении подстилающей поверхности содержится только в горизонтальном электрическом поле. Магнитное поле измеряется только для нормировки и исключения влияния нестационарности шума на результаты измерений. По этой причине, а также для ослабления влияния ближних помех при проведении МТЗ и МТ-АМТ используются измерения с «удаленной базовой точкой», когда измерения магнитного поля проводятся в одной точке и обеспечивают массив измерений электрического поля на целой площадке [4].When making measurements on the earth's surface, information about the geological structure of the underlying surface is contained only in the horizontal electric field. The magnetic field is measured only for normalization and to eliminate the influence of non-stationary noise on the measurement results. For this reason, as well as to mitigate the influence of nearby interference, when carrying out MT and MT-AMT, measurements with a “remote base point” are used, when magnetic field measurements are carried out at one point and provide an array of electric field measurements over the entire site [4].

При проведении морского аудиомагнитотеллурического зондирования ситуация существенно сложнее. В этом случае импеданс морского дна формируется за счет отражения зондирующего поля (естественный шум), падающего из морской воды на дно. При этом проводимость верхней среды (морская вода) значительно больше проводимости дна. Здесь ситуация противоположна наземному случаю, и информация о строении морского дна может содержаться в измерениях как электрического, так и магнитного поля в зависимости от глубины моря.When conducting marine audiomagnetotelluric sounding, the situation is much more complicated. In this case, the impedance of the seabed is formed due to the reflection of the sounding field (natural noise) falling from seawater to the bottom. In this case, the conductivity of the upper medium (sea water) is significantly greater than the conductivity of the bottom. Here the situation is opposite to the terrestrial case, and information about the structure of the seabed can be contained in measurements of both the electric and magnetic fields, depending on the depth of the sea.

Также известен способ частотного зондирования [3], в котором, в отличие от метода МТ3-МТ-АМТ, в качестве зондирующего поля используется искусственный (контролируемый) источник, как правило, в виде заземленной линии (электрический диполь) или незаземленной петли (магнитный диполь). Измерение электрических и (или) магнитных полей осуществляется на определенном (заданном) расстоянии от источника в зависимости от частоты.There is also a known method of frequency sensing [3], in which, unlike the MT3-MT-AMT method, an artificial (controlled) source is used as a probing field, usually in the form of a grounded line (electric dipole) or an ungrounded loop (magnetic dipole ). Measurement of electric and (or) magnetic fields is carried out at a certain (specified) distance from the source depending on the frequency.

Известен метод импедансных частотных зондирований (ИЧЗ) или CSAMT (Controlled-Sourse Audio-frequency Magneto Tellurics), описанный в источнике [3], который возник на стыке методов МТ3-МТ-АМТ и частотного зондирования (43) и в последнее время получил широкое развитие в задачах ЭМ зондирования Земли [4]. Здесь, как и в методе 43, ЭМ поле создается с помощью заземленной линии или замкнутой петли. Измерения ЭМ полей для определения импеданса в зависимости от частоты осуществляются на расстояниях, где выполняется приближение плоской «волны» (импедансные граничные условия или граничные условия Леонтовича). За счет использования искусственного источника повышается точность измерений. При этом применяется хорошо развитая методика интерпретации МТ-АМТ данных. Метод CSAMT наиболее удобен при малоглубинных исследованиях, поскольку в этом случае импедансные граничные условия будут выполняться на меньших расстояниях от источника, что позволяет использовать в работе генераторы меньшей мощности.The known method is impedance frequency sensing (IFS) or CSAMT (Controlled-Sourse Audio-frequency Magneto Tellurics), described in the source [3], which arose at the intersection of the MT3-MT-AMT methods and frequency sensing (43) and has recently received widespread development in problems of EM sensing of the Earth [4]. Here, as in method 43, the EM field is created using a grounded line or closed loop. Measurements of EM fields to determine impedance as a function of frequency are made at distances where the plane “wave” approximation holds (impedance boundary conditions or Leontovich boundary conditions). By using an artificial source, the accuracy of measurements is increased. In this case, a well-developed methodology for interpreting MT-AMT data is used. The CSAMT method is most convenient for shallow studies, since in this case the impedance boundary conditions will be satisfied at shorter distances from the source, which allows the use of lower power generators.

При использовании способа CSAMT в морском варианте требуется одновременное использование, включая установку на дно моря и подъем на борт специального судна, большого количества дорогостоящих донных МТ-АМТ станций [2].When using the CSAMT method in the marine version, the simultaneous use, including installation on the seabed and lifting on board a special vessel, of a large number of expensive bottom MT-AMT stations is required [2].

Прототипы для разработанных способа морского импедансного частотного зондирования, способа морского аудиомагнитотеллурического зондирования, а также для комплексов, которые реализуют эти способы, описаны в источнике [4].Prototypes for the developed method of marine impedance frequency sounding, the method of marine audiomagnetotelluric sounding, as well as for complexes that implement these methods, are described in the source [4].

По известному способу морского импедансного частотного зондирования, взятого за прототип, определяют донный импеданс в заданной области акватории путем определения горизонтальных ортогональных векторов электрического и магнитного полей от контролируемого источника, находящегося на поверхности моря, в нескольких точках дна заданной области акватории. Для этого в каждую такую точку опускают донные МТ-АМТ станции. Для реализации этого известного способа используют устройство, взятое за прототип разрабатываемого комплекса для морского импедансного частотного зондирования. Устройство-прототип содержит контролируемый источник зондирующего сигнала, находящийся на поверхности моря, донные МТ-АМТ станции, снабженные датчиками, измеряющими электрическое поле от контролируемого источника, системами позиционирования, датчиками магнитного поля и системами сбора данных, и расположенные в нескольких точках дна заданной области акватории.According to the known method of marine impedance frequency sounding, taken as a prototype, the bottom impedance in a given area of water is determined by determining the horizontal orthogonal vectors of electric and magnetic fields from a controlled source located on the surface of the sea at several points on the bottom of a given area of water. To do this, bottom MT-AMT stations are lowered to each such point. To implement this known method, a device taken as a prototype of the complex being developed for marine impedance frequency sensing is used. The prototype device contains a controlled source of the probing signal located on the sea surface, bottom MT-AMT stations equipped with sensors that measure the electric field from the controlled source, positioning systems, magnetic field sensors and data collection systems, and located at several points on the bottom of a given area of the water area .

По известному способу морского аудиомагнитотеллурического зондирования, взятого за прототип, определяют донный импеданс в заданной области акватории путем определения горизонтальных ортогональных векторов электрического и магнитного поля от естественного источника в нескольких точках дна заданной области акватории. Для этого в каждую такую точку опускают донные МТ-АМТ станции. Для реализации этого известного способа используют устройство, взятое за прототип разрабатываемого комплекса для морского аудиомагнитотеллурического зондирования. Устройство-прототип содержит донные МТ-АМТ станции, снабженные датчиками, измеряющими электрическое поле от естественного источника, системами позиционирования, датчиками магнитного поля и системами сбора данных, и расположенные в нескольких точках дна заданной области акватории.According to the known method of marine audiomagnetotelluric sounding, taken as a prototype, the bottom impedance in a given area of water is determined by determining the horizontal orthogonal vectors of the electric and magnetic field from a natural source at several points on the bottom of a given area of water. To do this, bottom MT-AMT stations are lowered to each such point. To implement this known method, a device taken as a prototype of the complex being developed for marine audiomagnetotelluric sounding is used. The prototype device contains bottom MT-AMT stations equipped with sensors that measure the electric field from a natural source, positioning systems, magnetic field sensors and data collection systems, and located at several points on the bottom of a given area of the water area.

Недостатками известных способов зондирования является необходимость доставлять донные станции к месту исследований, размещать их на дне акватории с последующим подъемом. Для получения информации на большой площади требуется от нескольких десятков штук таких станций. Таким образом, известные устройства-прототипы включают в свой состав несколько десятков донных станций, каждая из которых является дорогостоящим прибором.The disadvantages of the known sensing methods are the need to deliver bottom stations to the research site, place them on the bottom of the water area, and then raise them. To obtain information over a large area, several dozen such stations are required. Thus, the known prototype devices include several dozen bottom stations, each of which is an expensive device.

Задачей, на решение которой направлена предлагаемая группа изобретений, является снижение трудоемкости морских работ и стоимости используемого оборудования.The problem to be solved by the proposed group of inventions is to reduce the labor intensity of offshore work and the cost of the equipment used.

Технический результат в части способа морского импедансного частотного зондирования достигается за счет того, что разработанный способ, как и способ-прототип, включает определение донного импеданса в заданной области акватории путем определения горизонтальных ортогональных векторов электрического и магнитного полей от контролируемого источника в к точках дна заданной области акватории. Новым является то, что используют единственную автономную донную МТ-АМТ станцию и (к - 1) пар электродов в измерительных косах, расположенных на дне акватории, измеряют глубину моря и вертикальный профиль проводимости морской воды в местах расположения донной МТ-АМТ станции и измерительных кос, а также координаты этих точек, калибруют контролируемый источник, вычисляя магнитное поле на поверхности моря над донной МТ-АМТ станцией, затем вычисляют распределение магнитного поля на поверхности моря над каждой парой электродов, при этом измеряют распределение электрического поля на дне вдоль косы, преобразуют двухточечную краевую задачу по определению донного магнитного поля в задачу Коши и вычисляют распределение магнитного поля на дне в местах расположения каждой пары электродов.The technical result in terms of the method of marine impedance frequency sensing is achieved due to the fact that the developed method, like the prototype method, includes determining the bottom impedance in a given area of water by determining the horizontal orthogonal vectors of electric and magnetic fields from a controlled source to points on the bottom of a given area water areas. What is new is that they use a single autonomous bottom MT-AMT station and (k - 1) pairs of electrodes in measuring streamers located on the bottom of the water area, measure the sea depth and the vertical conductivity profile of sea water at the locations of the bottom MT-AMT station and measuring streamers , as well as the coordinates of these points, calibrate the controlled source, calculating the magnetic field on the sea surface above the bottom MT-AMT station, then calculate the distribution of the magnetic field on the sea surface above each pair of electrodes, while measuring the distribution of the electric field on the bottom along the spit, convert the two-point the boundary value problem of determining the bottom magnetic field into the Cauchy problem and calculating the distribution of the magnetic field on the bottom at the locations of each pair of electrodes.

Технический результат в части комплекса для морского импедансного частотного зондирования достигается за счет того, что разработанный комплекс, как и комплекс-прототип, содержит контролируемый источник зондирующего сигнала, находящийся на поверхности моря, устройства измерения, снабженные датчиками, измеряющими электрическое поле от контролируемого источника, и расположенные в к точках дна заданной области акватории, причем устройство измерения, являющееся донной МТ-АМТ станцией, дополнительно снабжено системой позиционирования, датчиками магнитного поля и системой сбора данных. Новым является то, что устройства измерения представляют собой одну донную МТ-АМТ станцию и (к - 1) пар электродов измерительных кос. Причем донная МТ-АМТ станция дополнительно снабжена датчиком глубины, датчиком проводимости морской воды, а также вертикальной кабельной линией с буем, с размещенными на ней несколькими датчиками глубины и проводимости морской воды, при этом каждая измерительная коса содержит систему сбора данных и по крайней мере один комплект, состоящий из системы позиционирования, датчика глубины и датчика проводимости морской воды.The technical result in terms of the complex for marine impedance frequency sounding is achieved due to the fact that the developed complex, like the prototype complex, contains a controlled source of the sounding signal located on the sea surface, measuring devices equipped with sensors that measure the electric field from the controlled source, and located at points on the bottom of a given area of the water area, and the measuring device, which is a bottom MT-AMT station, is additionally equipped with a positioning system, magnetic field sensors and a data collection system. What is new is that the measuring devices consist of one bottom MT-AMT station and (k - 1) pairs of measuring streamer electrodes. Moreover, the bottom MT-AMT station is additionally equipped with a depth sensor, a seawater conductivity sensor, as well as a vertical cable line with a buoy, with several depth and seawater conductivity sensors placed on it, and each measuring streamer contains a data collection system and at least one a set consisting of a positioning system, a depth sensor and a seawater conductivity sensor.

В частном случае реализации комплекса для морского импедансного частотного зондирования каждая измерительная коса содержит два комплекта, состоящих из системы позиционирования, датчика глубины и датчика проводимости морской воды и находящихся на противоположных концах измерительной косы.In a particular case of implementing a complex for marine impedance frequency sensing, each measuring streamer contains two sets consisting of a positioning system, a depth sensor and a sea water conductivity sensor and located at opposite ends of the measuring streamer.

В другом частном случае реализации комплекса для морского импедансного частотного зондирования каждая пара электродов измерительных кос содержит один комплект, состоящий из системы позиционирования, датчика глубины и датчика проводимости морской воды.In another particular case of implementing a complex for marine impedance frequency sensing, each pair of measuring streamer electrodes contains one set consisting of a positioning system, a depth sensor and a sea water conductivity sensor.

Технический результат в части способа морского аудиомагнитотеллурического зондирования достигается за счет того, что разработанный способ, как и способ-прототип, включает определение донного импеданса в заданной области акватории путем определения горизонтальных ортогональных векторов электрического и магнитного полей от естественного источника в к точках дна заданной области акватории. Новым является то, что используют единственную автономную донную МТ-АМТ станцию и (k - 1) пар электродов в измерительных косах, расположенных на дне акватории, измеряют глубину моря и вертикальный профиль проводимости морской воды в местах расположения донной МТ-АМТ станции и измерительных кос, а также координаты этих точек, вычисляют магнитное поле на поверхности моря над донной МТ-АМТ станцией, принимают распределение магнитного поля на поверхности моря над каждой парой электродов равным магнитному полю на поверхности моря над донной МТ-АМТ станцией, при этом измеряют распределение электрического поля на дне вдоль косы, преобразуют двухточечную краевую задачу по определению донного магнитного поля в задачу Коши и вычисляют распределение магнитного поля на дне в местах расположения каждой пары электродов.The technical result in terms of the method of marine audiomagnetotelluric sounding is achieved due to the fact that the developed method, like the prototype method, includes determining the bottom impedance in a given area of water by determining horizontal orthogonal vectors of electric and magnetic fields from a natural source to points of the bottom of a given area of water . What is new is that they use a single autonomous bottom MT-AMT station and (k - 1) pairs of electrodes in measuring streamers located on the bottom of the water area, measure the sea depth and the vertical conductivity profile of sea water at the locations of the bottom MT-AMT station and measuring streamers , as well as the coordinates of these points, calculate the magnetic field on the sea surface above the bottom MT-AMT station, take the distribution of the magnetic field on the sea surface above each pair of electrodes equal to the magnetic field on the sea surface above the bottom MT-AMT station, and measure the distribution of the electric field at the bottom along the spit, transform the two-point boundary value problem for determining the bottom magnetic field into the Cauchy problem and calculate the distribution of the magnetic field at the bottom at the locations of each pair of electrodes.

Технический результат в части комплекса для морского аудиомагнитотеллурического зондирования достигается за счет того, что разработанный комплекс, как и комплекс-прототип, содержит устройства измерения, снабженные датчиками, измеряющими электрическое поле от естественного источника, и расположенные в к точках дна заданной области акватории, причем устройство измерения, являющееся донной МТ-АМТ станцией, дополнительно снабжено системой позиционирования, датчиками магнитного поля и системой сбора данных. Новым является то, что устройства измерения представляют собой одну донную МТ-АМТ станцию и (k - 1) пар электродов измерительных кос, причем донная МТ-АМТ станция дополнительно снабжена датчиком глубины, датчиком проводимости морской воды, а также вертикальной кабельной линией с буем, с размещенными на ней несколькими датчиками глубины и проводимости морской воды, при этом каждая измерительная коса содержит систему сбора данных и по крайней мере один комплект, состоящий из системы позиционирования, датчика глубины и датчика проводимости морской воды.The technical result in terms of the complex for marine audiomagnetotelluric sounding is achieved due to the fact that the developed complex, like the prototype complex, contains measurement devices equipped with sensors that measure the electric field from a natural source, and located at points on the bottom of a given area of the water area, and the device measurement, which is a bottom MT-AMT station, is additionally equipped with a positioning system, magnetic field sensors and a data acquisition system. What is new is that the measuring devices consist of one bottom MT-AMT station and (k - 1) pairs of measuring streamer electrodes, and the bottom MT-AMT station is additionally equipped with a depth sensor, a seawater conductivity sensor, as well as a vertical cable line with a buoy, with several depth and seawater conductivity sensors placed on it, with each measuring streamer containing a data acquisition system and at least one set consisting of a positioning system, a depth sensor and a seawater conductivity sensor.

В частном случае реализации комплекса для морского аудиомагнитотеллурического зондирования каждая измерительная коса содержит два комплекта, состоящих из системы позиционирования, датчика глубины и датчика проводимости морской воды и находящихся на противоположных концах измерительной косы.In a particular case of implementing a complex for marine audiomagnetotelluric sounding, each measuring streamer contains two sets consisting of a positioning system, a depth sensor and a sea water conductivity sensor and located at opposite ends of the measuring streamer.

В другом частном случае реализации комплекса для морского аудиомагнитотеллурического зондирования каждая пара электродов измерительных кос содержит один комплект, состоящий из системы позиционирования, датчика глубины и датчика проводимости морской воды.In another particular case of implementing a complex for marine audiomagnetotelluric sounding, each pair of measuring streamer electrodes contains one set consisting of a positioning system, a depth sensor and a sea water conductivity sensor.

Разработанные способы и устройства поясняются следующими фигурами.The developed methods and devices are illustrated by the following figures.

На фиг. 1 представлен вариант блок-схемы устройства, реализующего способ морского импедансного частотного зондирования: а) блок формирования и передачи зондирующего сигнала, б) блок калибровки зондирующего сигнала, в) блок приема.In fig. Figure 1 shows a variant of the block diagram of a device that implements the method of marine impedance frequency sensing: a) a unit for generating and transmitting a probing signal, b) a unit for calibrating the probing signal, c) a receiving unit.

На фиг. 2 приведен пример размещения на дне моря измерительного оборудования: линейная укладка кос, когда они ориентированы в одном направлении (вид сверху).In fig. Figure 2 shows an example of placing measuring equipment on the seabed: linear laying of streamers when they are oriented in one direction (top view).

На фиг. 3 приведена схема укладки одной измерительной косы на дне моря (видIn fig. Figure 3 shows a diagram of laying one measuring streamer on the seabed (view

сбоку).side).

На фиг. 1 представлен вариант блок-схемы разработанного устройства в виде комплекса, реализующего заявленный способ морского импедансного частотного зондирования поп.1. Комплекс содержит блок 1, образующий канал формирования и передачи зондирующего сигнала, блок 2, образующий канал калибровки зондирующего сигнала и блок 3, образующий несколько каналов приема. Блок 1 размещается на специальном корабле и включает в себя последовательно соединенные программатор 4, генератор 5, антенну 6 с системой позиционирования 7 и систему сбора данных 8. Блок 2 представляет собой автономную донную МТ-АМТ станцию 9 с двумя широкополосными индукционными магнитными датчиками, измеряющими две ортогональные компоненты горизонтального магнитного поля 10 и двумя ортогональными контактными (электродными) датчиками электрического поля 11. На платформе донной станции 9 размещены также датчики глубины 12, проводимости морской воды 13, система позиционирования 14 и система сбора данных 15. Дополнительно донная станция 9 снабжена вертикальной кабельной линией с буем (на фиг. 1 не показана), на которой в нескольких точках совместно размещены датчик глубины и датчик проводимости морской воды для контроля глубинного профиля проводимости. Количество точек выбирается исходя из необходимой точности измерения глубинного профиля проводимости, как правило, не менее трех. Блок 3 содержит l особым образом разложенных на дне длинных измерительных кос 16, каждая из которых включает п пар заземляющих электродов, общее количество пар заземляющих электродов (k-1). На фиг. 2 приведен пример размещения на дне моря измерительного оборудования: показана линейная укладка кос 16, когда они ориентированы в одном направлении. Конкретная конфигурация размещения кос 16 определяется поставленной геологической задачей. При необходимости возможно более плотное и информативное размещение измерительных кос 16 в виде сетки пар электродов. Каждая коса 16 содержит по крайней мере один комплект, состоящий из датчика глубины 17, датчика проводимости морской воды 18, системы позиционирования 19, а также систему сбора данных 20.In fig. Figure 1 shows a block diagram of the developed device in the form of a complex that implements the claimed method of marine impedance frequency sensing claim 1. The complex contains block 1, which forms a channel for generating and transmitting a probing signal, block 2, which forms a channel for calibrating the probing signal, and block 3, which forms several receiving channels. Block 1 is located on a special ship and includes a series-connected programmer 4, a generator 5, an antenna 6 with a positioning system 7 and a data acquisition system 8. Block 2 is an autonomous bottom MT-AMT station 9 with two broadband induction magnetic sensors measuring two orthogonal components of the horizontal magnetic field 10 and two orthogonal contact (electrode) electric field sensors 11. On the platform of the bottom station 9 there are also sensors for depth 12, sea water conductivity 13, a positioning system 14 and a data acquisition system 15. Additionally, the bottom station 9 is equipped with a vertical cable line with a buoy (not shown in Fig. 1), on which a depth sensor and a seawater conductivity sensor are jointly placed at several points to monitor the deep conductivity profile. The number of points is selected based on the required accuracy of measuring the depth conductivity profile, usually at least three. Block 3 contains l long measuring streamers 16 laid out in a special way at the bottom, each of which includes n pairs of grounding electrodes, the total number of pairs of grounding electrodes (k-1). In fig. Figure 2 shows an example of placing measuring equipment on the seabed: the linear laying of streamers 16 is shown when they are oriented in the same direction. The specific configuration of the placement of streamers 16 is determined by the assigned geological task. If necessary, a more dense and informative placement of the measuring streamers 16 in the form of a grid of pairs of electrodes is possible. Each streamer 16 contains at least one set consisting of a depth sensor 17, a seawater conductivity sensor 18, a positioning system 19, and a data acquisition system 20.

В некоторых случаях целесообразно разместить на противоположных концах каждой измерительной косы по комплекту, состоящему из системы позиционирования 19, датчика глубины 17 и датчика проводимости морской воды 18 (по п. 3 ф-лы).In some cases, it is advisable to place at opposite ends of each measuring streamer a set consisting of a positioning system 19, a depth sensor 17 and a sea water conductivity sensor 18 (according to clause 3).

В частном случае для получения максимально полной информации каждая пара заземляющих электродов всех кос 16 может быть оснащена датчиками глубины 17 и проводимости 18, системой позиционирования 19 (по п. 4 ф-лы), при этом, как и в общем случае, каждая коса 16 оснащена одной системой сбора данных 20.In a particular case, to obtain the most complete information, each pair of grounding electrodes of all streamers 16 can be equipped with depth sensors 17 and conductivity 18, a positioning system 19 (according to clause 4 f-ly), and, as in the general case, each streamer 16 equipped with one data acquisition system 20.

На фиг. 3 показана размещенная на исследуемом участке дна моря 21 одна измерительная коса 16, содержащая п пар заземляющих электродов 22. Длина косы 16 составляет Li, расстояние между электродами в паре L2 (измерительная база), расстояние между парами электродов L3 (расстояние между измерительными точками). Измерительная коса 16 оснащена системой сбора данных 20. На поверхности моря 23 находится поверхностный буй 24, служащий для установки и подъема измерительной косы 16.In fig. Figure 3 shows one measuring streamer 16 placed on the studied area of the seabed 21, containing n pairs of grounding electrodes 22. The length of the streamer 16 is Li, the distance between the electrodes in a pair is L2 (measuring base), the distance between pairs of electrodes is L3 (the distance between measuring points). The measuring streamer 16 is equipped with a data collection system 20. On the sea surface 23 there is a surface buoy 24, which serves to install and lift the measuring streamer 16.

В качестве программатора 4 и генератора 5 могут быть использованы ранее разработанные и многократно протестированные наземные комплексы для электромагнитного зондирования земли [7]. Антенна 6 может быть выполнена в виде буксируемого плавающего электрического диполя с заземленными (заводненными) концами.Previously developed and repeatedly tested ground-based complexes for electromagnetic sensing of the earth can be used as programmer 4 and generator 5 [7]. Antenna 6 can be made in the form of a towed floating electric dipole with grounded (flooded) ends.

Импедансное частотное зондирование морского дна с помощью разработанного способа осуществляется следующим образом. С использованием специального корабля на интересующем участке морского дна 21 размещают измерительное оборудование, включающее блок 2 с автономной донной МТ-АМТ станцией 9 и блок 3 с системой многоэлектродных измерительных кос 16. В процессе установки с использованием датчиков глубины 12, 17, датчиков проводимости 13, 18 и систем позиционирования 14, 19 осуществляют измерение глубины моря, профиля проводимости морской воды в зависимости от глубины o(z) и координат в точках размещения донной МТ-АМТ станции 9 и пар электродов 22 измерительных кос 16. Опубликованные данные [5] показывают, что существенные изменения температуры и, соответственно, проводимости морской воды происходят на первых 100-^-200 метрах глубины. Затем на расстоянии до ближайшего электрода, позволяющем выполнить условие «плоской волны», размещают специально судно, на котором располагается блок 1 с генератором 5 и антенной 6. Это может быть то же самое судно, с помощью которого осуществлялась установка измерительного оборудования на дно моря 21. Наконец, в программатор 4 загружают специальную управляющую программу, определяющую сетку частот, на которых должен работать генератор 5 в монохроматическом режиме, порядок перестройки частоты и время работы генератора 5 на каждой частоте. После этих подготовительных работ дистанционно включают донные блок 2 и блок 3, запускают контролируемый источник зондирующего сигнала, проводят цикл измерений по управляющей программе и регистрируют результат на систему сбора данных 8. При проведении сеанса измерений необходимо контролировать, чтобы ориентация антенны 6 (электрический диполь с заземленными концами) примерно соответствовала ориентации измерительных кос 16.Impedance frequency sounding of the seabed using the developed method is carried out as follows. Using a special ship, measuring equipment is placed on the area of the seabed 21 of interest, including block 2 with an autonomous bottom MT-AMT station 9 and block 3 with a system of multi-electrode measuring streamers 16. During installation, using depth sensors 12, 17, conductivity sensors 13, 18 and positioning systems 14, 19 measure the sea depth, the conductivity profile of sea water depending on the depth o(z) and coordinates at the locations of the bottom MT-AMT station 9 and pairs of electrodes 22 measuring streamers 16. Published data [5] show that significant changes in temperature and, accordingly, conductivity of sea water occur in the first 100-^-200 meters of depth. Then, at a distance to the nearest electrode that allows the “plane wave” condition to be met, a special vessel is placed on which block 1 with a generator 5 and antenna 6 is located. This can be the same vessel with which the measuring equipment was installed on the seabed 21 Finally, a special control program is loaded into the programmer 4, which determines the grid of frequencies at which generator 5 should operate in monochromatic mode, the frequency tuning order and the operating time of generator 5 at each frequency. After these preparatory works, the bottom block 2 and block 3 are turned on remotely, a controlled source of the probing signal is launched, a cycle of measurements is carried out according to the control program and the result is recorded on the data acquisition system 8. When conducting a measurement session, it is necessary to control that the orientation of the antenna 6 (electric dipole with grounded ends) approximately corresponded to the orientation of the measuring streamers 16.

Конечной целью использования предлагаемого способа морского импедансного частотного зондирования и комплекса для его реализации является получение информации о распределении поверхностного импеданса (в общем случае тензора поверхностного импеданса) на заданной площадке морского дна 21. Вектора магнитного и электрического полей измеряют с помощью датчиков магнитного поля 10 и электрического поля 11 в точке размещения автономной донной МТ-АМТ станции 9. Это позволяет определить импеданс, зависящий от частоты, только в одной точке, где размещается станция 9. Далее, используя измерения векторов магнитного и электрического полей на донной станции 9 от контролируемого источника, вычисляют магнитное поле на поверхности моря в точке над донной станцией 9. Согласно [1, 6] записывают дифференциальное уравнение и начальные условия для определения The ultimate goal of using the proposed method of marine impedance frequency sensing and the complex for its implementation is to obtain information about the distribution of surface impedance (in the general case, the surface impedance tensor) on a given area of the seabed 21. Magnetic vectors and electrical fields are measured using magnetic field sensors 10 and electric field 11 at the location of the autonomous bottom MT-AMT station 9. This makes it possible to determine the frequency-dependent impedance only at one point where station 9 is located. Further, using measurements of magnetic vectors and electrical fields at bottom station 9 from a controlled source, calculate the magnetic field on the sea surface at a point above the bottom station 9. According to [1, 6], write down the differential equation and initial conditions for determining

где μ₀=4π⋅10^-7 Гн/м - магнитная проницаемость вакуума,where μ ₀ =4π⋅10 ^-7 H/m is the magnetic permeability of vacuum,

ρ=о^-1 - удельное сопротивление морской воды,ρ=о ^-1 - resistivity of sea water,

σ - удельная проводимость морской воды,σ - specific conductivity of sea water,

i - мнимая единица,i - imaginary unit,

ω - круговая частота.ω - circular frequency.

В результате решения дифференциального уравнения (1) с начальными условиями (2) получают амплитуду и фазу магнитного поля на поверхности моря 23 над донной станцией 9. При этом используется измеренный с помощью измерителя проводимости 13 профиль проводимости морской воды o(z).As a result of solving differential equation (1) with initial conditions (2), the amplitude and phase of the magnetic field are obtained on the sea surface 23 above the bottom station 9. In this case, the sea water conductivity profile o(z) measured using the conductivity meter 13 is used.

Используя и вектор направленный из точки источника (блок 1, антенна 6) в точку расположения донной станции 9 в плоскости моря, записывают выражение для магнитного момента (то есть калибруют источник):Using and vector directed from the source point (block 1, antenna 6) to the location of the bottom station 9 in the sea plane, write down the expression for the magnetic moment (that is, calibrate the source):

где определяется из данных систем позиционирования 7 и 14.Where determined from data from positioning systems 7 and 14.

На следующем этапе вычисляют магнитное поле от контролируемого источника (блок 1) на поверхности моря 23 над каждой парой 22 электродов измерительных кос 16:At the next stage, the magnetic field from the controlled source (block 1) is calculated on the sea surface 23 above each pair of 22 electrodes of the measuring streamers 16:

где l - номер косы,where l is the number of the braid,

n - номер пары электродов,n is the number of the electrode pair,

все определяются из данных систем позиционирования 19.All determined from data from positioning systems 19.

В результате обработки первичных данных получают информацию о распределении зондирующего электрического поля на дне моря E_II(d) вдоль косы, что определяет двухточечную краевую задачу. Но для вычисления импеданса необходимо знать как электрическое, так и магнитное поле на дне моря 21. Двухточечная краевая задача может быть приведена к задаче Коши, в результате:As a result of processing the primary data, information is obtained about the distribution of the probing electric field on the seabed E _II (d) along the spit, which determines the two-point boundary value problem. But to calculate the impedance, it is necessary to know both the electric and magnetic fields at the bottom of the sea 21. The two-point boundary value problem can be reduced to the Cauchy problem, as a result:

Здесь (0) и (0) получаются из решения двух вспомогательных начальных задач:Here (0) and (0) are obtained from solving two auxiliary initial problems:

где - нормированная глубина,Where - normalized depth,

В результате находят вектора магнитного и электрического E_II (d) полей в каждой точке измерения (в каждой (fc - 1) точке нахождения пар электродов 22 измерительных кос 16) и получают информации о распределении поверхностного импеданса на заданной площадке морского дна 21.As a result, the magnetic vectors are found and electric E _II (d) fields at each measurement point (at each (fc - 1) point where pairs of electrodes 22 measuring streamers 16 are located) and obtain information about the distribution of surface impedance on a given area of the seabed 21.

Разработанное устройство в виде комплекса, реализующего заявленный способ морского аудиомагнитотеллурического зондирования по п. 5, содержит блок 2 и блок 3, показанные на фиг. 1. Блок 2 представляет собой автономную донную МТ-АМТ станцию 9 с двумя широкополосными индукционными магнитными датчиками, измеряющими две ортогональные компоненты горизонтального магнитного поля 10 и двумя ортогональными контактными (электродными) датчиками электрического поля 11. На платформе донной станции 9 размещены также датчики глубины 12, проводимости морской воды 13, система позиционирования 14 и система сбора данных 15. Дополнительно донная станция 9 снабжена вертикальной кабельной линией с буем, на которой в нескольких точках совместно размещены датчик глубины и датчик проводимости морской воды для контроля глубинного профиля проводимости. Количество точек выбирается исходя из необходимой точности измерения глубинного профиля проводимости, как правило, не менее трех. Блок 3 содержит l особым образом разложенных на дне длинных измерительных кос 16, каждая из которых содержит п пар заземляющих электродов, общее количество пар заземляющих электродов (k-1). На фиг. 2 приведен пример размещения на дне моря измерительного оборудования: показана линейная укладка кос 16, когда они ориентированы в одном направлении. Конкретная конфигурация размещения кос 16 определяется поставленной геологической задачей. При необходимости возможно более плотное и информативное размещение измерительных кос 16 в виде сетки пар электродов. Каждая коса 16 содержит по крайней мере один комплект, состоящий из датчика глубины 17, датчика проводимости морской воды 18, системы позиционирования 19, а также систему сбора данных 20.The developed device in the form of a complex that implements the claimed method of marine audiomagnetotelluric sounding according to claim 5, contains block 2 and block 3, shown in Fig. 1. Block 2 is an autonomous bottom MT-AMT station 9 with two broadband induction magnetic sensors measuring two orthogonal components of the horizontal magnetic field 10 and two orthogonal contact (electrode) electric field sensors 11. Depth sensors 12 are also located on the platform of the bottom station 9 , seawater conductivity 13, a positioning system 14 and a data acquisition system 15. Additionally, the bottom station 9 is equipped with a vertical cable line with a buoy, on which a depth sensor and a seawater conductivity sensor are jointly placed at several points to monitor the deep conductivity profile. The number of points is selected based on the required accuracy of measuring the depth conductivity profile, usually at least three. Block 3 contains l long measuring streamers 16 laid out in a special way at the bottom, each of which contains n pairs of grounding electrodes, the total number of pairs of grounding electrodes (k-1). In fig. Figure 2 shows an example of placing measuring equipment on the seabed: the linear laying of streamers 16 is shown when they are oriented in the same direction. The specific configuration of the placement of streamers 16 is determined by the assigned geological task. If necessary, a more dense and informative placement of the measuring streamers 16 in the form of a grid of pairs of electrodes is possible. Each streamer 16 contains at least one set consisting of a depth sensor 17, a seawater conductivity sensor 18, a positioning system 19, and a data acquisition system 20.

В некоторых случаях целесообразно разместить на противоположных концах каждой измерительной косы по комплекту, состоящему из системы позиционирования 19, датчика глубины 17 и датчика проводимости морской воды 18 (по п. 7 ф-лы).In some cases, it is advisable to place at opposite ends of each measuring streamer a set consisting of a positioning system 19, a depth sensor 17 and a sea water conductivity sensor 18 (according to clause 7).

В частном случае для получения максимально полной информации каждая пара заземляющих электродов всех кос 16 может быть оснащена датчиками глубины 17 и проводимости 18, системой позиционирования 19 (по п. 8 ф-лы), при этом, как и в общем случае, каждая коса 16 оснащена одной системой сбора данных 20.In a particular case, to obtain the most complete information, each pair of grounding electrodes of all streamers 16 can be equipped with depth sensors 17 and conductivity 18, a positioning system 19 (according to clause 8 f-ly), while, as in the general case, each streamer 16 equipped with one data acquisition system 20.

В разработанном способе морского аудиомагнитотеллурического зондирования на дно моря устанавливают одну донную МТ-АМТ станцию 9 с двумя ортогональными широкополосными индукционными датчиками 10 горизонтального магнитного поля и двумя ортогональными контактными (электродными) датчиками 11 электрического поля На платформе донной станции 9 размещается также система сбора данных 15, датчик проводимости морской воды 13 в зависимости от глубины σ(z)), датчик глубины 12 и система позиционирования 14. Измерения глубины моря, вертикального профиля проводимости морской воды, а также координаты места расположения донной МТ-АМТ станции 9 производят в процессе ее установки (погружения).In the developed method of marine audiomagnetotelluric sounding, one bottom MT-AMT station 9 with two orthogonal broadband induction sensors 10 of the horizontal magnetic field is installed on the seabed and two orthogonal contact (electrode) electric field sensors 11 The platform of the bottom station 9 also houses a data acquisition system 15, a seawater conductivity sensor 13 depending on the depth σ(z)), a depth sensor 12 and a positioning system 14. Measurements of sea depth, vertical profile of seawater conductivity, as well as location coordinates bottom MT-AMT station 9 is produced during its installation (immersion).

Измерения на донной станции 9 позволяют определить донный импеданс в одной точке и, самое главное, - пересчитать магнитное поле на поверхность моря [1] над станцией 9 в зависимости от частоты с учетом σ(z). Распределение магнитного поля на поверхности моря 23 над каждой парой электродов 22 принимают равным распределению магнитного поля на поверхности моря 23 над донной МТ-АМТ станцией 9. На дне моря 21 в районе размещения донной станции 9 раскладывают сеть измерительных кос 16 с распределенными вдоль них парами электродов 22. Таким образом, измеряют распределение электрического поля на дне (вдоль кос 16). Аналогично донной станции 9 на измерительных косах 16 размещают датчики проводимости 18 и глубины 17, систему позиционирования 19, а также система сбора данных 20.Measurements at bottom station 9 make it possible to determine the bottom impedance at one point and, most importantly, to recalculate the magnetic field on the sea surface [1] above station 9 depending on frequency, taking into account σ(z). The distribution of the magnetic field on the sea surface 23 above each pair of electrodes 22 is taken equal to the distribution of the magnetic field on the sea surface 23 above the bottom MT-AMT station 9. On the bottom of the sea 21 in the area where the bottom station 9 is located, a network of measuring streamers 16 is laid out with pairs of electrodes distributed along them 22. Thus, the distribution of the electric field at the bottom is measured (along the streamers 16). Similar to the bottom station 9, conductivity sensors 18 and depth 17, a positioning system 19, and a data acquisition system 20 are placed on the measuring streamers 16.

В частном случае реализации комплекса для морского аудиомагнитотеллурического зондирования каждая измерительная коса 16 содержит два комплекта, состоящих из системы позиционирования 19, датчика глубины 17 и датчика проводимости морской воды 18 и находящихся на противоположных концах измерительной косы 16. В другом частном случае реализации каждая пара электродов 22 измерительных кос 16 содержит один комплект, состоящий из системы позиционирования 19, датчика глубины 17 и датчика проводимости морской воды 18.In a particular case of implementation of a complex for marine audiomagnetotelluric sounding, each measuring streamer 16 contains two sets consisting of a positioning system 19, a depth sensor 17 and a sea water conductivity sensor 18 and located at opposite ends of the measuring streamer 16. In another special case of implementation, each pair of electrodes 22 measuring streamers 16 contains one set consisting of a positioning system 19, a depth sensor 17 and a sea water conductivity sensor 18.

В конечном итоге необходимо узнать распределение поверхностного импеданса, то есть электрическое и магнитное поле на дне в зависимости от частоты зондирующего поля. Зная магнитное поле на поверхности моря и электрическое поле на дне, с математической точки зрения имеют дело с двухточечной краевой задачей. Известен прием, описанный в разделе 9.3-4 источника [6] и позволяющий свести краевую задачу к начальной, что существенно облегчает вычислительные процедуры по определению донного импеданса.Ultimately, it is necessary to know the surface impedance distribution, that is, the electric and magnetic field at the bottom depending on the frequency of the probing field. Knowing the magnetic field on the sea surface and the electric field on the bottom, from a mathematical point of view we deal with a two-point boundary value problem. There is a well-known technique described in section 9.3-4 of the source [6] that allows one to reduce the boundary value problem to the initial one, which significantly simplifies the computational procedures for determining the bottom impedance.

Используя измерения и на донной МТ-АМТ станции 9, вычисляют магнитное поле на поверхности моря в точке над донной станцией 9. Следуя [1], записывают дифференциальное уравнение и начальные условия для определения Using measurements And at bottom MT-AMT station 9, calculate the magnetic field on the sea surface at a point above the bottom station 9. Following [1], write down the differential equation and initial conditions for determining

здесь μ₀=4π⋅10^-7 Гн/м - магнитная проницаемость вакуума,here μ ₀ =4π⋅10 ^-7 H/m is the magnetic permeability of vacuum,

ρ=σ^-1 - удельное сопротивление морской воды.ρ=σ ^-1 - resistivity of sea water.

В результате решения дифференциального уравнения (7) с начальными условиями (8) получают амплитуду и фазу магнитного поля на поверхности моря. Важно подчеркнуть, что можно полагать однородным в горизонтальной плоскости на всей изучаемой площади.As a result of solving differential equation (7) with initial conditions (8), the amplitude and phase of the magnetic field are obtained on the surface of the sea. It is important to emphasize that can be assumed to be homogeneous in the horizontal plane over the entire study area.

Окончательно, необходимо знать как электрическое поле E_II(d) (вдоль кос 16), так и ортогональное ему магнитное поле на дне моря. Двухточечная краевая задача может быть приведена к задаче Коши, в результате получают:Finally, it is necessary to know both the electric field E _II (d) (along streamers 16) and the magnetic field orthogonal to it at the bottom of the sea. The two-point boundary value problem can be reduced to the Cauchy problem, resulting in:

здесь и получаются из решения двух вспомогательных начальных задач:Here And are obtained from solving two auxiliary initial problems:

где - нормированная глубина, к²=iωμ₀σ(z).Where - normalized depth, k ² =iωμ ₀ σ(z).

Таким образом, предлагаемая группа изобретений позволяет снизить трудоемкость морских работ и уменьшить стоимость используемого оборудования, в том числе за счет использования единственной автономной донной МТ-АМТ станции.Thus, the proposed group of inventions makes it possible to reduce the labor intensity of offshore work and reduce the cost of the equipment used, including through the use of a single autonomous bottom MT-AMT station.

Согласно предложенному изобретению при морском импедансном частотном зондировании используется буксируемый источник зондирующего поля, представляющий собой электрический диполь с заземленными концами. На расстоянии от источника, где выполняется условие плоской «волны», на дне моря устанавливается одна донная МТ-АМТ станция с датчиками магнитного и электрического поля. Измерения на донной станции позволяют определить донный импеданс в одной точке. Кроме того на дне моря в районе размещения донной станции раскладывают сеть измерительных кос с распределенными вдоль них парами электродов заземления. У каждой пары электродов измеряют распределение электрического поля на дне, а магнитное поле рассчитывают. В результате получают распределение поверхностного импеданса, то есть электрическое и магнитное поле на дне в зависимости от частоты зондирующего поля.According to the proposed invention, marine impedance frequency sounding uses a towed source of the sounding field, which is an electric dipole with grounded ends. At a distance from the source, where the plane “wave” condition is satisfied, one bottom MT-AMT station with magnetic and electric field sensors is installed on the seabed. Measurements at the bottom station make it possible to determine the bottom impedance at one point. In addition, a network of measuring streamers with pairs of grounding electrodes distributed along them is laid out on the seabed in the area where the bottom station is located. For each pair of electrodes, the distribution of the electric field at the bottom is measured, and the magnetic field is calculated. As a result, the surface impedance distribution is obtained, that is, the electric and magnetic field at the bottom depending on the frequency of the probing field.

Согласно предложенному изобретению при морском аудиомагнитотеллурическом зондировании используются донная МТ-АМТ станция и измерительные косы, размещенные на дне заданной области акватории и снабженные системами позиционирования, датчиками глубины, датчиками проводимости морской воды. Измерения на донной станции позволяют определить донный импеданс в месте расположения станции. У каждой пары электродов измерительных кос измеряют распределение электрического поля на дне, а магнитное поле рассчитывают. В результате получают распределение поверхностного импеданса, то есть электрическое и магнитное поле на дне в зависимости от частоты зондирующего поля.According to the proposed invention, marine audiomagnetotelluric sounding uses a bottom MT-AMT station and measuring streamers located at the bottom of a given area of water and equipped with positioning systems, depth sensors, and sea water conductivity sensors. Measurements at the bottom station make it possible to determine the bottom impedance at the station location. For each pair of measuring streamer electrodes, the distribution of the electric field at the bottom is measured, and the magnetic field is calculated. As a result, the surface impedance distribution is obtained, that is, the electric and magnetic field at the bottom depending on the frequency of the probing field.

ЛитератураLiterature

1. Электроразведка: справочник геофизика // Под ред. В.К. Хмелевского и В.М. Бондаренко. Книга 1, главы 10, 11, 2-е изд. перераб. и доп. М.: Недра, 1989, 438 с. 1. Electrical prospecting: a geophysics reference book // Ed. VC. Khmelevsky and V.M. Bondarenko. Book 1, chapters 10, 11, 2nd ed. reworked and additional M.: Nedra, 1989, 438 p.

2. «Электромагнитное зондирование для поиска залежей углеводородов» Д. Брэйди и др., Нефтегазовое обозрение, 2009, 21, №1, с. 4.2. “Electromagnetic sounding for searching for hydrocarbon deposits” D. Brady et al., Oil and Gas Review, 2009, 21, No. 1, p. 4.

3. М.С. Жданов, «Теория обратных задач и регуляризации в геофизике», перевод с английского под ред. И.М. Варенцова, Научный мир, Москва, 2007, стр. 712.3. M.S. Zhdanov, “Theory of inverse problems and regularization in geophysics,” translated from English, ed. THEM. Varentsova, Scientific World, Moscow, 2007, p. 712.

4. Электроразведка: пособие по электроразведочной практике для студентов геофизических специальностей, том 1, глава 5, под ред. проф. И.Н. Модина и доц. А.Г. Яковлева - 2-е изд. перераб. и доп.- Тверь «ПолиПРЕСС», 2018, 274 с.4. Electrical prospecting: a manual on electrical prospecting practice for students of geophysical specialties, volume 1, chapter 5, ed. prof. I.N. Modina and Assoc. A.G. Yakovleva - 2nd ed. reworked and additional - Tver "PolyPRESS", 2018, 274 p.

5. М.С. Глаголева, Л.И. Скриптунова. Прогноз температуры воды в океане. - Л.: Гидрометеоиздат, 1979.5. M.S. Glagoleva, L.I. Scriptunova. Ocean water temperature forecast. - L.: Gidrometeoizdat, 1979.

6. Г. Корн и Т. Корн. Справочник по математике (раздел 9.3-4). - М., Изд-во «Наука», 1973,832 с.6. G. Korn and T. Korn. Handbook of Mathematics (Section 9.3-4). - M., Publishing house “Science”, 1973, 832 p.

7. В.В. Колобов, М.Б. Баранник, А.А. Жамалетдинов. Генераторно-измерительный комплекс «Энергия» для электромагнитного зондирования литосферы и мониторинга сейсмоактивных зон. - СПб: «СОЛО», 2013. - 240 с.7. V.V. Kolobov, M.B. Barannik, A.A. Zhamaletdinov. Generating and measuring complex "Energy" for electromagnetic sounding of the lithosphere and monitoring of seismically active zones. - St. Petersburg: “SOLO”, 2013. - 240 p.

Claims

1. A method of marine impedance frequency sensing, including determining bottom impedance in a given area of water by determining horizontal orthogonal vectors of electric and magnetic fields from a controlled source to points on the bottom of a given area of water, characterized in that they use a single autonomous bottom MT-AMT station and ( k - 1) pairs of electrodes in measuring streamers located on the bottom of the water area, measure the sea depth and the vertical conductivity profile of sea water at the locations of the bottom MT-AMT station and measuring streamers, as well as the coordinates of these points, calibrate the controlled source, calculating the magnetic field on sea surface above the bottom MT-AMT station, then calculate the distribution of the magnetic field on the sea surface above each pair of electrodes, while measuring the distribution of the electric field on the bottom along the spit, transform the two-point boundary value problem for determining the bottom magnetic field into the Cauchy problem and calculate the distribution of the magnetic field on the bottom at the locations of each pair of electrodes.

2. A complex for marine impedance frequency sounding, implementing the method according to claim 1, containing a controlled source of the sounding signal located on the surface of the sea, measuring devices equipped with sensors that measure the electric field from the controlled source, and located at points of the bottom of a given area of the water area, wherein the measuring device, which is a bottom MT-AMT station, is additionally equipped with a positioning system, magnetic field sensors and a data acquisition system, characterized in that the measuring devices represent one bottom MT-AMT station and (k - 1) pairs of measuring streamer electrodes, and The bottom MT-AMT station is additionally equipped with a depth sensor, a seawater conductivity sensor, as well as a vertical cable line with a buoy, with several depth and seawater conductivity sensors placed on it, with each measuring streamer containing a data acquisition system and at least one set , consisting of a positioning system, a depth sensor and a seawater conductivity sensor.

3. Complex for marine impedance frequency sensing according to claim 2, characterized in that each measuring streamer contains two sets consisting of a positioning system, a depth sensor and a sea water conductivity sensor and located at opposite ends of the measuring streamer.

4. Complex for marine impedance frequency sensing according to claim 2, characterized in that each pair of measuring streamer electrodes contains one set consisting of a positioning system, a depth sensor and a sea water conductivity sensor.

5. A method of marine audiomagnetotelluric sounding, including determining bottom impedance in a given area of water by determining horizontal orthogonal vectors of electric and magnetic fields from a natural source to points on the bottom of a given area of water, characterized in that they use a single autonomous bottom MT-AMT station and (k - 1) pairs of electrodes in measuring streamers located at the bottom of the water area, measure the sea depth and the vertical conductivity profile of sea water at the locations of the bottom MT-AMT station and measuring streamers, as well as the coordinates of these points, calculate the magnetic field on the sea surface above the bottom MT -AMT station, take the distribution of the magnetic field on the sea surface above each pair of electrodes equal to the magnetic field on the sea surface above the bottom MT-AMT station, while measuring the distribution of the electric field on the bottom along the spit, transform the two-point boundary value problem for determining the bottom magnetic field into a problem Cauchy and calculate the distribution of the magnetic field at the bottom at the locations of each pair of electrodes.

6. A complex for marine audiomagnetotelluric sounding, implementing the method according to claim 5, containing measurement devices equipped with sensors that measure the electric field from a natural source, and located at points on the bottom of a given area of the water area, and the measurement device, which is a bottom MT-AMT station, additionally equipped with a positioning system, magnetic field sensors and a data acquisition system, characterized in that the measuring devices represent one bottom MT-AMT station and (k - 1) pairs of electrodes of measuring streamers, and the bottom MT-AMT station is additionally equipped with a depth sensor, sea water conductivity, as well as a vertical cable line with a buoy, with several depth and sea water conductivity sensors placed on it, with each measuring streamer containing a data collection system and at least one set consisting of a positioning system, a depth sensor and a conductivity sensor sea water.

7. Complex for marine audiomagnetotelluric sounding according to claim 6, characterized in that each measuring streamer contains two sets consisting of a positioning system, a depth sensor and a sea water conductivity sensor and located at opposite ends of the measuring streamer.

8. Complex for marine audiomagnetotelluric sounding according to claim 6, characterized in that each pair of measuring streamer electrodes contains one set consisting of a positioning system, a depth sensor and a sea water conductivity sensor.