6.3.1. Геофизические исследования при инженерно-геологических изысканиях на шельфе в качестве основного метода выполняются, как правило, в составе первоочередных работ на всех стадиях (этапах) изысканий под все типы морских нефтегазопромысловых сооружений, в сочетании с другими видами инженерно-геологических работ.
Цели и задачи, решаемые геофизическими методами, а также рекомендации по выбору методов, соответствующих поставленным задачам, приведены в таблице 6.1.
Таблица 6.1
Цель | Задачи | Рекомендуемые методы |
Изучение геологического строения и инженерно-геологических условий массива грунтов дна | Стратиграфическое расчленение Определение глубин залегания прочных пород Картирование тектонических нарушений Выявление зон газосодержания, многолетнемерзлых пород | Непрерывное сейсмоакустическое профилирование (НСП) Высокочастотная сейсморазведка |
Исследования для целей оценки сейсмической опасности | Изучение характера распределения в плане и в разрезе скоростей распространения продольных и поперечных волн | Сейсмическая разведка с регистрацией волн различного типа с донными и придонными установками Сейсмогеологические методы НСП Ядерно-геофизические методы |
Изучение состояния дна акватории | Микрорельеф Выходы твердых пород Техногенные следы, следы ледовой экзарации Наличие посторонних предметов | Гидролокация бокового обзора Многолучевое эхолотирование Магниторазведка |
Определение мест разгрузки подземных вод, газонасыщенных зон | Гидролокация бокового обзора НСП Метод естественного электрического поля | |
Обнаружение мест активизации коррозионных процессов | Метод естественного электрического поля | |
Специальные | Картирование зон, недоступных по каким-либо причинам для НСП | Радиолокация (георадар) Электроразведка |
Доминирующее положение среди геофизических методов, используемых при инженерно-геологических изысканиях, занимают акустические и сейсмические методы (непрерывное сейсмоакустическое профилирование, высокочастотная сейсморазведка, гидролокация). Для поиска тел искусственного происхождения используют магнитометрию. Электроразведочные методы и радиолокация (георадар) применяются ограниченно и лишь для решения специальных задач.
6.3.2. Непрерывное сейсмоакустическое профилирование (НСП) используется, главным образом, для изучения верхней части геологического разреза, сложенного слаболитифицированными породами.
Используется одноканальный приём (как в эхолоте и локаторе) и промежуточная область частот (~0,1-10 кГц). В зависимости от требуемых глубинности и разрешающей способности применяются различные технические варианты НСП, различающиеся по способам излучения, энергии и технике буксирования (приложение Ж).
Для заглубления источников используются два способа: приповерхностное буксирование и буксирование с заглублением.
Приповерхностное буксирование следует использовать в применениях, требующих большой глубинности на относительно низких частотах или при малой глубине воды. В этих случаях величина заглубления является очень важным параметром и требует тщательного подбоpa. Приповерхностное буксирование связано с необходимостью поддерживать заданную величину заглубления, что ставит возможность выполнения работ в зависимость от высоты волнения морской поверхности (обычно, не должна превышать половины величины заглубления). Работа на частотах, превышающих 1-1,5 кГц, при приповерхностной буксировке возможна, обычно, только в штилевую погоду на закрытых акваториях.
Буксирование с заглублением следует применять во всех случаях, когда требуется увеличить разрешающую способность в верхней части разреза, если позволяет глубина воды.
Для того, чтобы на изображение не накладывалось прямое отражение от поверхности воды и порождаемая им реверберация, величина заглубления должна быть несколько меньше половины глубины воды. Если глубина воды недостаточна для выполнения этого условия, возможен вариант буксирования непосредственно вблизи дна. Колебания глубины буксирования следует контролировать по отражению от поверхности воды и учитывать при обработке.
6.3.3. Высокочастотная сейсморазведка применяется для решения задач, требующих достижения глубин, превышающих достижимые при одноканальном НСП - до 500 м и более. Используемый диапазон частот при этом составляет 70-150 Гц с соответствующим снижением требований к разрешающей способности до 5-10 м. В качестве излучателя используется обычно группа пневмоисточников; длина активной части косы 500 м и более; число каналов 48, 96 и более. Системы сбора и регистрации используют универсальный формат хранения данных, позволяющий пользоваться всем арсеналом средств сейсмической обработки и интерпретации данных. Используемое судно должно иметь возможность буксирования, контроля, поддержания глубины буксирования и обслуживания сейсмической косы длиной более 500 м.
6.3.4. Гидролокация бокового обзора представляет собой вариант гидролокации, используемый для картирования дна. Антенна, обычно, буксируется за судном и сканирует одновременно две полосы слева и справа от судна. Ширина полосы и разрешающая способность должны определяться техническим заданием. При этом ширина может изменяться от 20 до 200 м и более при разрешающей способности от нескольких сантиметров до нескольких метров, в зависимости от конкретных задач и условий. Сеть профилей должна обеспечивать полное перекрытие, а частота посылок должна быть максимально достижимой при выбранной системе наблюдений. Обычно используемый частотный диапазон (80-500 кГц) позволяет достигать либо большей дальности (низкие частоты) либо высокого разрешения (высокие частоты). Многие приборы конструируются как двухчастотные (например, 100 и 400 кГц).
При обработке материалов используются специализированные программные средства (работающие в реальном времени или в режиме постобработки), осуществляющие коррекцию акустических изображений и составление из них мозаичных планшетов.
6.3.5. Магниторазведка используется для обследования участков постановки сооружений с целью возможного обнаружения на дне посторонних предметов. Все требования к точности измерений должны быть оговорены в техническом задании. Во избежание необходимости постановки вариационной станции, измерения рекомендуется проводить спаренным прибором - градиентометром.
6.3.6. Из электроразведочных методов рекомендуется использовать метод естественного электрического поля (ЕП) для фиксации коррозионных процессов и поисков мест разгрузки пластовых вод. Так как промышленная аппаратура для использования метода ЕП на шельфе отсутствует, необходимость его применения при проведении изысканий должна быть дополнительно указана в техническом задании и обоснована программой работ.