Рейтинг@Mail.ru
Навигация

← Предыдущая статья             Содержание номера             Следующая статья →

Журнал First Break – Август 2005 – Выпуск 8 – Том 23 – Новости EAGE

Near Surface Geophysics о магнитно-резонансном зондировании

Угур Яраманчи (Ugur Yaramanci) и Анатолий Легченко (Anatoly Legchenko) представляют специальный выпуск Near Surface Geophysics, в котором затрагивается тема растущего интереса к методу магнитно-резонансного зондирования (MRS). Метод магнито-резонансного зондирования (MRS) уже давно прошел стадию испытаний и стал ценным инструментом геофизической и в особенности гидрогеофизической разведки. Ядерно-магнитный резонанс (NMR) это широко известный феномен. Этот метод использовался на протяжении более 50 лет в различных дисциплинах, начиная от медицины и заканчивая физической химией для исследования свойств пород и фазового состава веществ. Геофизикам NMR в основном знаком в связи с протонным магнитометром. Но совсем недавно метод стали применять в скважинных и лабораторных приложениях NMR. В основе MRS лежит возбуждение протонов в приповерхностных слоях искусственными магнитными полями на частотах ларморовской прецессии и их свободная релаксация. Сила релаксации протонов пропорциональна количеству воды и ее распределению, а характер релаксации- размеру пор, в которых заключена вода. В настоящий момент технологические ограничения позволяют наблюдать только за гравитационной водой, которая тем не менее является наиболее важной в гидрологическом смысле. MRS называли в разные времена по-разному. В первые два десятилетия исследовательских работ метод обычно называли поверхностным ядерно-магнитным резонансом (SNMR). С тех пор как в 1995 г. стало доступно коммерческое оборудование его переименовали в протонный магнитный резонанс (PRM). В самых последних работах, включая и этот выпуск журнала, наиболее предпочтительным стал термин магнитно-резонансное зондирование (MRS). Это определение стоит в одном ряду с другими геофизическими методами, такими как, например, геоэлектрическое зондирование и др., оперирующие в среде 1D. Оно должно быть наиболее удобным и знакомым для большинства пользователей. Логическим продолжением MRS для 2D приложений с использованием соответствующих установок и схем инверсии может стать магнито-резонансная томография (MRT) по аналогии с томографией электрического сопротивления (ERT), с которой геофизики также знакомы. Этот специальный выпуск, посвященный MRS является плодом 2-го международного семинара «Метод магнито-резонансного зондирования (MRS) в применении к исследованию подземных вод», который проходил с 19 по 21 ноября 2003 г. в Орлеане, Франция. Мероприятие было организовано французским геологическим обществом (BRGM), IRIS Instruments совместно с техническим берлинским университетом при поддержке подразделения EAGE / Near Surface Geoscience. Участниками семинара стали 60 человек из 15 стран. Было представлено 33 доклада и 7 стендовых презентаций. Краткий отчет о мероприятии был представлен в First Break, т. 22, за февраль 2004 г. Было также опубликовано 39 развернутых тезиса (166 pp, ISBN 2-7159-0936-5). На форуме все пришли к единому заключению, что по прошествии 4 лет после проведения первого международного семинара в Берлине в 1999 г., удалось достичь заметного прогресса. Участники были поэтому заинтересованы в том, чтобы недавние достижения, теории и приложения были зафиксированы в специальном выпуске, подобно тому, как это было сделано в 1999 в Journal of Applied Geophysics, Vol 50, No. 1-2, 2002. Следующий семинар запланирован на 25-27 октября 2006 и пройдет в Мадриде. Этот специальный выпуск открывается статьей, в которой пересматриваются теоретические основы и математические подходы к MRS. Она называется «Улучшенное моделирование магнито-резонансного сигнала в мелководных водоносных горизонтах. (Легченко). Применение MRS в гидрогеологической разведке и оценке обсуждается в работе «Вклад MRS в гидрогеологическую системную параметризацию (Лабжунский и Рой, Lubczynski and Roy). Об усовершенствовании MRS в отношении реальных 2D съемок с новыми установками и инверсией говорится в статье «Магнитно-резонансное зондирование с раздельными передающими и принимающими антеннами» (Her- trich, Braun и Yaramanci). Примеры лучшего понимания физики сигнала MRS и извлечения новой информации из имеющихся данных рассматриваются в двух других работах: «Изучение комплексной инверсии сигналов магнито-резонансного зондирования» (Braun, Hertrich и Yaramanci) и «Дальнейшее моделирование и инверсия сигналов релаксации MRS с использованием разложения по экспонентам» (Mohnke and Yaramanci). Вопросы обработки сигналов MRS обсуждаются в статье «Стабильность сигнала MRS и оценка качества данных» (Girard, Legchenko и Boucher). В трех статьях непосредственно обсуждаются возможности применения метода в специфических средах, например, в низко пористых, кристаллических и прибрежных водоносных горизонтах. В этих работах также очерчены основные инженерные проблемы, которые в ближайшем времени предстоит решить в целях улучшения качества MRS съемок. Статьи имеют следующие названия: «Измерения SNMR в Таиланде для исследования низкопористых водоносных горизонтов» (Lange, Mohnke и Grisseman), «Характеристика кристаллических водоносных горизонтов при помощи MRS: сравнение со скважинными данными и результатами испытаний в Burkina Faso» (Vouillamoz, Descloitres, Toe и Legchenko) и «MRS съемка в остаточных прибрежных водоносных горизонтах в Castellon-Spain» (Rubio и Plata). В этом выпуске представлено и много других статей на тему MRS, но из-за ограничений на место и по некоторым другим соображениям, они не могут быть включены в специальный выпуск. Однако они появятся в следующем выпуске NSG (Vol. 3, Выпуск 4, November 2005). В них будет приведена более полная информация о MRS, имеющая непосредственное отношение к водоносным горизонтам. Эти работы имеют следующие названия: «Связи между гидрогеологическими и MRS параметрами» (Lachassagne, Baltassat, Legchenko и Machard de Gramot), очень интересная оценка свойств NMR в различных масштабах и приложениях; «Изучение свойств ядерно-магнитного резонанса (NMR) рыхлых осадков в полевых и лабораторных условиях» (Muller, Koomann и Yaramanci); «MRS много-экспонентный анализ затухания — распределение пор в водоносном пласте по размерам и характеристика зоны верхних грунтовых вод (Roy и Lubczynski), дальнейшее исследование характеристик затухания сигналов MRS и интенсивное изучение опыта применения, «MRS и характеристика сопротивления в водоносном горизонте с твердыми породами: Ringelbach Catchment, массив Вогезов, Франция» (Baltassat, Legchenko, Ambroise, Mathieu, Lachassagne, Wyns, Mercier и Schott). Исследователей в области MRS до сих пор не так много. Это объясняет, почему авторы многих статей повторяются. Для них MRS является основным предметом научных исследований. Однако число этих ученых стремительно растет, а применение MRS выходит за рамки исследований, представленных здесь. Безусловно, доступ к системе измерений MRS, которая не является стандартной в области геофизической съемки, дал большой толчок для исследовательской работы. В этом отношении нам хотелось бы отметить продолжительную поддержку со стороны IRIS-Instruments, создавшей NUMIS+ и NUMISlight. Это единственные доступные для всех системы MRS. Мы надеемся, что этому специальному выпуску удастся вызвать дискуссию, касающуюся MRS, которая затронула бы все теоретические и практические аспекты и примеры применения, что позволило бы оценить возможности и недостатки метода. Мы хотели бы поблагодарить всех тех, кто внес свой вклад в развитие этой отрасли геофизики, и надеемся, что представленные работы вдохновят геофизиков, гидрогеологов и других специалистов на изучение MRS.




← Предыдущая статья             Содержание номера             Следующая статья →















Яндекс цитирования
Журнал First Break и материалы всех мероприятий EAGE направляются на индексацию в систему Scopus.
Журналы Basin Research, Geophysical Prospecting, Near Surface Geophysics и Petroleum Geoscience направляются на индексацию в системы Scopus и Web of Science.