CC BY
54
УДК 550.838
МЕТОДИКА УЧЕТА ИНТЕНСИВНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПОМЕХ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ МАГНИТНОЙ СЪЕМКИ*
Пётр Георгиевич Дядьков
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3, кандидат геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник, e-mail: [email protected]; Новосибирский государственный университет, 630090, Россия, г. Новосибирск, ул. Пирогова, 2, доцент
Леонид Валерьевич Цибизов
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3, инженер, e-mail: [email protected]; Новосибирский государственный университет, 630090, Россия, г. Новосибирск, ул. Пирого-ва, 2, аспирант
Дмитрий Александрович Борисенко
ООО Новосибирская геолого-поисковая экспедиция (НГПЭ), Россия, г. Новосибирск, ул. Буровая партия, 12, директор, тел. (383)330-34-55, [email protected]
Исследовано пространственно-временное поведение интенсивных промышленных магнитных помех амплитудой до 150 нТл на участке планируемой магнитной съемки в районе долины р. Издревая вблизи от электрофицированной железной дороги. Предложена методика учета магнитных помех, которая позволяет снизить их уровень более чем на порядок и, таким образом, существенно повысить достоверность выделения реальных магнитных аномалий на данном участке планируемых работ.
Ключевые слова: промышленные магнитные помехи, магнитная съемка, методика учета помех, магнитометры.
METHOD OF THE INTENSIVE INDUSTRIAL NOISE REDUCTION DURING MAGNETIC SURVEY
Petr G. Dyadkov
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 3 Koptyug Prospect, Ph. D., Leading Research Scientist, e-mail: [email protected]; Novosibirsk State University, 630090, Russia, Novosibirsk, 2 Pirogova Str., Associate Professor
Leonid V. Tsibizov
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 3 Koptyug Prospect, Engineer, e-mail: [email protected]; Novosibirsk State University, 630090, Russia, Novosibirsk, 2 Pirogova Str., Postgraduate student
Dmitriy A. Borisenko
OOO Novosibirsk geology-search expedition, Director, Russia, tel. (383)33-33-012, e-mail: [email protected]
Работа выполнена при поддержке проекта VШ.70.2.3 Программы ФНИ и проекта 7.1 ОНЗ РАН.
Spatio-temporal behavior of the intensive industrial magnetic noises with amplitude up to 150 nT was studied for area of projected magnetic survey near the valley of Izdrevay river and electric railway. The proposed method of magnetic noise reduction make it possible to reduce the noise amplitude by more than 10 times. This method significantly increases reliability of allocation of real magnetic anomalies on this site of the planned works.
Key words: industrial magnetic noise, magnetic survey, method of noise reduction, magnetometer.
В связи с увеличением техногенных помех в низкочастотном диапазоне электромагнитных волн, связанным с повсеместным распространением энергетического и телекоммуникационного оборудования и увеличением количества и пропускной способности транспортных линий, всё более актуальным становится вопрос учета промышленных магнитных помех при проведении магнитометрической съёмки.
Это обстоятельство существенно сдерживает проведение магнитометрических съемок и наблюдений и снижает достоверность их результатов при выполнении геологоразведочных работ, инженерных изысканий, археологических работах, проведении постоянных наблюдений в магнитных обсерваториях [1, 2].
В ноябре 2014 г. в долине р. Издревая между селами Издревая и Гусиный брод (Новосибирская область) на участке площадью ~ 2 км х 3 км были проведены специальные работы по изучению промышленных магнитных помех в связи с планируемой магнитометрической съемкой.
Территория с нескольких сторон окружена мощными источникам электромагнитных помех, таких как непосредственно примыкающая к участку электро-фицированная железная дорога (рис. 1), строящаяся автомагистраль (в 2,5 км), дачные общества.
Для изучения пространственно-временных характеристик промышленных помех в пределах участка выбраны 3 пункта для размещения магнитовариаци-онных станций. Первый из этих пунктов располагался в северо-восточной части участка, непосредственно вблизи железной дороги (~ 200 м), второй пункт располагался в 1650 м от первого в направлении запад-юго-запад и был наиболее удаленным от железной дороги - 1500 м, третий пункт находился в 1500 м от второго на юг, а расстояние до железной дороги составляло 750 м.
В качестве магнитовариационных станций использовались протонные магнитометры MMPOS-1 (на пунктах 1 и 2) и магнитометр-градиентометр MMPOS-2 (пункт 3). Измерялся модуль вектора магнитной индукции. Средне-квадратическая погрешность этих магнитометров составляет порядка 0.02 нТл, абсолютная точность - не хуже 1 нТл, долговременная стабильность в технических характеристиках прибора не приводится, но обычно для этого типа датчиков (эффект Оверхаузера) она не превышает 0,3 нТл.
Магнитовариационные станции работали одновременно в течение 30 минут. Результаты измерений магнитного поля (Т) на 3 пунктах участка проведения работ и на магнитной обсерватории Новосибирск показаны на рис. 2.
Рис. 1. Схема расстановки магнитовариационных станций (треугольники) и расположения электрофицированной железной дороги (прерывистая линия) на участке работ
Рис. 2. Изменения модуля вектора магнитной индукции Т в пунктах 1, 2, 3 и в магнитной обсерватории Новосибирск (КУБ). Средний уровень поля приведён к нулю (вычтена константа, равная среднему для каждой станции уровню)
Реальные вариации магнитного поля за этот 30-минутный период по данным обсерватории не превышали ± 2 нТл и они не коррелировали с наблюдаемыми на пунктах 1, 2, 3 помехами. Наибольшая амплитуда помех наблюдалась в пункте 1, ближайшем к железной дороге, где она составила ±70 нТл. В пункте 3, на расстоянии 750 м от железной дороги, величина помехи равнялась ± 20 нТл. В пункте 2, в полутора километрах от железной дороги, зарегистрирована наименьшая амплитуда промышленных помех ~ ± 10 нТл.
Обращает на себя внимание подобие форм вариаций, зарегистрированных на всех 3-х пунктах, и отсутствие сдвига по фазе (рис. 2). При этом амплитуда зарегистрированных помех существенно различается. Эти характеристики позволили нам предложить методику учета магнитных помех на этом участке, которая заключается в определении коэффициентов линейной связи (к 1-2, к3-2) между значениями амплитуд магнитных помех, регистрируемых в этих пунктах.
Возможности реализации такой методики иллюстрируют рис. 3 и 4, которые показывают, что неучтенная часть промышленной магнитной помехи составляет ± (2-3) нТл, что составляет около 5 % от величины максимальной помехи на этом участке (пункт 1).
1
2
15-NOV-2014 08:50:00 15-NOV-2014 09:00:00 15-Nov-2014 09:10:00 15-Nov-2014 09:20:00
Time (UTC)
Рис. 3. Значения модуля вектора магнитной индукции промышленной помехи, зарегистрированные в пункте 2, и значения помехи 1-го и 3-го пунктов, приведённые к пункту 2 путем умножения на соответствующие коэффициенты линейной зависимости k 1-2 и k 3-2
Рис. 4. Разности модуля вектора магнитной индукции между пунктами 1 и 2 и 3-2 (верхний график) и эти же разности после применения предлагаемой методики учета промышленных помех
(нижний график)
Для реализации предлагаемой методики учета магнитных помех при проведении магнитной съемки необходимо будет знать пространственное распределение значений коэффициентов линейной зависимости на этом участке относительно, например, пункта 2, если этот пункт будет выбран в качестве базового вариационного пункта. Пространственное распределение коэффициентов на территории участка работ может быть установлено заблаговременно, до начала магнитной съемки, путем проведения одновременной регистрации вариаций помех в ряде пунктов участка (подобно выполненным наблюдениям). При этом может быть выявлена пространственная закономерность уменьшения амплитуды помех с расстоянием, например, от железной дороги либо от более локализованного источника. Базовая вариационная станция, к которой будет осуществляться приведение значений помех, должна работать в одном и том же пункте в течение всех этапов работ.
Следует отметить возможность использования этой методики при проведении магнитной съемки и наблюдений с различными целями, в том числе при выполнении тектономагнитных исследований на геодинамических полигонах, при аэромагнитной съемке, включая съемку с применением беспилотных летательных аппаратов (БПЛА).
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Гершанок Л.А. Малоглубинная магниторазведка в условиях промышленных помех // Вестник Пермского университета. - 2013. - Вып. 1 (18). - С. 34-51.
2. Padua M.B., Padilha A.L. and VitorelloI. Disturbances on magnetotelluric data due to DC electrified railway: A case study from southeastern Brazil // Earth Planets Space. - 2002. - 54. -P.591-596.
© П. Г. Дядьков, Л. В. Цибизов, Д. А. Борисенко, 2015
