1. Роль и место геофизических исследований скважин (гис) в информационном обеспечении геологического изучения и освоения (недр) геологических разрезов.

Роль и место ГИС обусловливаются стадией горно-геологического процесса, под которым будем понимать комплекс операций от постановки геологической задачи до эксплуатации месторождения включительно. Этот процесс можно разбить на пять стадий.

На первой стадии – региональных исследований, выявляют перспективные геологические объекты данного региона. Основную роль здесь играют аэрокосмические, наземные геохимические и геофизические методы. Керновый материал, получаемый из малого числа опорных скважин, является источником информации о литолого-стратиграфических, петрофизических др. характеристиках пород. Однако в силу неполного выноса и малого радиуса исследований он не обеспечивает информации о разрезе в необходимом объеме. В этой связи методы ГИС после настройки по керновому материалу играют по отношению к нему роль интерполирующего и экстраполирующего инструмента, позволяющего построить сплошные вертикальные геолого-геофизические модели разрезов.

Полученная с помощью ГИС информация имеет самостоятельное значение, а также используется для «настройки» наземных геофизических методов. Вертикальные сейсмоакустические модели, например, позволяют объяснить основные закономерности формирования волнового поля при наземной сейсморазведке, связав его с геологическими особенностями среды. Фактически ГИС призваны играть по отношению к наземным методам ту роль, которую керн играет по отношению к ГИС. Вместе с тем сеть опорных скважин на региональной стадии, как правило, столь редка, что использование наземных методов для интерполяции и экстраполяции данных ГИС на межскважинное пространство неэффективно.

Результатом региональной стадии является модель расположения перспективных геологических объектов региона – зон, структур, формаций и т.д.

На второй, зональной, стадии исследований основную роль играют модификации геохимических, аэро- и наземных геофизических методов. Их главное отличие от соответствующих региональных модификаций – большая детальность исследований. Объем бурений, а соответственно и роль ГИС, возрастает. Тем не менее, соотношение методов «керн – ГИС – наземная геофизика», в принципе, такое же, как и на региональной стадии. Результат зональной стадии – трехмерная модель перспективного геологического объекта.

2. Основные задачи гис в области геологического изучения разрезов, контроля технического состояния скважин, сопровождении разработки месторождений.

Знание модели перспективного объекта позволяет перейти к третьей стадии горно-геологического процесса - поисковой. Ее основная задача– подтверждение существования месторождения и оценка его промышленной значимости. В этой связи она характеризуется большим объемом буровых работ, испытаний и опробований, позволяющих получить прямое подтверждение продуктивности. Тенденция к повышению значимости ГИС получает на этой стадии дальнейшее развитие. Значительный объем накопленной информации, большая детальность наземных исследований и высокая плотность скважин позволяют прогнозировать геологический разрез между скважинами и за контуром их заложения, используя детальные наземные методы для интерполяции и экстраполяции полученных с помощью ГИС вертикальных моделей разреза. Таким путем удается сократить объем дорогостоящего поискового бурения.

На четвертой, разведочной, стадии модель месторождения уточняется и детализируется с целью подсчета запасов полезного ископаемого и подготовки месторождения к эксплуатации. Роль ГИС заметно возрастает. Их основные задачи – оценка подсчетных параметров, изучение изменчивости объектов разработки, детальное исследование разрезов скважин, выбор интервалов испытаний и опробований, а также контроль качества их проведения.

Роль ГИС на пятой, эксплуатационной, стадии зависит от технологий разработки месторождения (горной, шахтной и т.д.). Задачи ГИС на эксплуатационной стадии делятся на две группы:

1. Технологического характера, связана с эксплуатацией месторождения и контролем его разработки.

2. Доразведка эксплуатирующего месторождения – изучение его флангов и не подвергшихся ранее детальным исследованиям горизонтов.

Из вышеизложенного ясно, что ГИС – неотъемлемая составная часть горно-геологического процесса на всех его стадиях.

3. Естественные и искусственные физические поля, применяемые в области ГИС.

Геофизические методы делятся на два системно образующих блока. К первому относятся методы измерения естественных земных физических полей - гравитационного, магнитного и электрического, теплового, ко второму - искусственно создаваемых физических полей. Разрешающая способность, т. е. способность специфически выделять искомые особенности среды, как правило, значительно выше для методов искусственного поля. Средства для исследования методами естественных полей относительно дёшевы, транспортабельны и дают однородные, легко сравнимые результаты для обширных территорий. В связи с этим на рекогносцировочной стадии применяются преимущественно Г. м. р. естественного поля (например, магнитная разведка), а при более детальных работах главным образом используются искусственные физические поля (например, сейсмическая разведка). Различные физические поля дают специфическую, одностороннюю характеристику геологических объектов (например, магниторазведка только по магнитным свойствам горных пород), поэтому в большинстве случаев применяют комплекс Г. м. р. В зависимости от природы физических полей, используемых в Г. м. р., различают: гравиметрическую разведку, основанную на изучении поля силы тяжести Земли; магнитную разведку, изучающую естественное магнитное поле Земли; электрическую разведку, использующую искусственные постоянные или переменные электромагнитные поля, реже -- измерение естественных земных полей; сейсморазведку, изучающую поле упругих колебаний, вызванных взрывом заряда взрывчатого вещества (тротила, пороха и т.п.) или механическими ударами и распространяющихся в земной коре; геотермическую разведку, основанную на измерении температуры в скважинах и использующую различие теплопроводности горных пород, вследствие чего близ поверхности Земли изменяется величина теплового потока, идущего из недр. Новое направление геофизические методы разведки - ядерная геофизика, исследующая естественное радиоактивное излучение, чаще всего гамма-излучение, горных пород и руд и их взаимодействие с элементарными частицами (нейтронами, протонами, электронами) и излучениями, источниками которых служат радиоактивные изотопы или специальные ускорители (генераторы нейтронов).