Технология предназначена для обнаружения водоносных слоев, измерения их характеристик - глубины залегания, количества подвижной воды, содержания диамагнитных, парамагнитных и углеводородных примесей. Применяемые методики позволяют производить оценку запасов подземных вод и оконтуривание месторождений.
Максимальная глубина разведки - до 150 метров и более (в зависимости от геологических условий).
Применение технологии дает значительную экономию по сравнению с традиционным бурением скважин.
Технология реализована в аппаратно-программном комплексе «Гидроскоп». В основе технологии - применение метода ядерно-магнитного резонанса (ЯМР). Макроскопические образцы воды в порах или трещинах горных пород исследуются измерениями ядерной релаксации в земном магнитном поле. Возбуждение и прием сигнала ЯМР производится с помощью расположенной на поверхности антенны в форме круга или восьмерки (для уменьшения влияния внешних электромагнитных помех) размерами порядка 100 метров (рис.1.)
Схема проведения измерений ЯМР – геотомографом в геомагнитном поле В0
По антенне радиуса R0 порядка 50 м пропускается переменный ток с частотой, совпадающей с частотой ларморовской прецессии ядер в геомагнитном поле. Ток создает переменное магнитное поле B1(r) той же частоты, которое поворачивает ядерную намагниченность от равновесного положения. После выключения возбуждающего импульса ядерная намагниченность прецессирует в геомагнитном поле B0. Получающийся при этом сигнал свободной ядерной индукции принимается той же антенной. Частота магнитного резонанса в рассматриваемом случае составляет несколько килогерц, мертвое время аппаратуры – несколько миллисекунд. Регистрируется только способная к гидродинамическому перемещению вода. Вода в очень мелких порах водоупорных пород (например, в глинистых грунтах), химически связанная, кристаллизационная или замерзшая вода имеет более короткие времена спиновой релаксации и не регистрируется.
Распределение концентрации воды по глубине определяется путем обращения интегрального уравнения, содержащего модельные и измеренные зависимости сигнала ЯМР от интенсивности возбуждения.
Измерение распределения воды в разных точках в плане позволяет строить карты содержания воды. Исследования скоростей спиновой релаксации позволяют получать информацию о микроструктуре пор и трещин и фильтрационных свойствах коллекторов.
Геотомограф позволяет производить как обнаружение водоносного слоя, так и измерение его характеристик - глубины залегания, количества подвижной воды, содержания диамагнитных, парамагнитных и углеводородных примесей.
Технические параметры
| Обнаружение водоносных горизонтов | 150 м и более |
| Распределение воды по глубине (гистограмма) | 0-120 м |
| Вес прибора | 160 кг |
| Вес антенны | 140 кг |
| Питание прибора автономное | 48 В (4 автоаккумулятора) |
| Время регистрации | 1-4 часа (в зависимости уровня внешних помех) |
Порядок применения
По прибытии на место изысканий определяются станции – места наиболее перспективные для проведения измерений. В этих выбранных местах поочередно на поверхности земли располагается антенна прибора, и в течение 3-4 часов проводятся измерения. Для корректной оценки источника требуется проведение 10 – 20 измерений. Результаты обрабатываются с помощью специальной программы, интерпретируются и сводятся в итоговый отчет.
На качество проводимых работ по поиску воды влияет удаленность от линий электропередач, кабели (релейные, связи и др.). При недостаточной удаленности источника излучения помех от места проведения работ (для ЛЭП - до 10 киловольт~ 0,5 км, - до 35 киловольт ~ 1,0 км, 110 киловольт и более ~ 1,5 км - 2,5 км) – требуется его отключение.
Преимущества технологии
- Высокая производительность и низкая стоимость получения информации;
- Экологическая чистота;
- Позволяет значительно сократить объем разведочного и эксплуатационного бурения;
- «Гидроскоп» удобен для доставки в любой район Земного шара.
