Способ поиска месторождения полезных ископаемых с использованием подводного геофизического судна

Способ поиска месторождения полезных ископаемых с использованием подводного геофизического судна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области физики и может быть использовано при поиске месторождения полезных ископаемых (МПИС): углеводородов (УВ): нефть, газ и др., богатых металлических руд (БМР) с поверхности дна Мирового океана (на глубинах до 5-6 км): железомарганцевых конкреций, глубоководных полиметаллических сульфидов, кобальтоносных железо-марганцевых корок и др., а также россыпных месторождений (РСМ): золота, платины, олова, алмазов и др. в прибрежной полосе шельфа (на глубинах до 300-400 м) и т.д. - в интересах рационального природопользования; при изучении акустических и гидрофизических характеристик среды - в интересах изучения Мирового океана и т.д.

Известен способ поиска МПИС: УВ и т.д. заключающийся в формировании и периодическом ненаправленном излучении акустических колебаний в диапазоне частот от 5 до 2000 Гц с помощью нескольких пневматических излучателей (ПИ) - пневмопушек, объединенных между собой в группу и буксируемых за научно-исследовательским судном (НИС) на глубине 5-50 м с постоянной скоростью 5-7 км/ч (3-4 узл.) вдоль линии профиля, распространении акустической волны от точки излучения радиально со скоростью, определяемой упругими свойствами среды и ее плотностью, частичном отражении и частичном преломлении акустической волны на границе раздела сред с иными упругими свойствами, приеме частично отраженных и частично преломленных акустических волн с помощью нескольких - не менее шести, многоканальных гибких протяженных - длиной не менее 3 км, приемных систем - сейсмокос (ССК) с полосой пропускания сигналов от 5 Гц - в лучшем случае, до 2 кГц и динамическим диапазоном не менее 120 дБ, буксируемых за НИС параллельно друг другу, цифровой обработке и регистрации полученной сейсмоакустической информации, установлении, зная скорости распространения акустических волн в различных породах - с различным минеральным составом и структурой и время прохождения акустической волны от ПИ, пород и глубины их залегания на площади разведки /Аки К., Ричардс П. - Количественная сейсмология. Теория и методы. - М.: Мир, т.1, 1983/.

К недостаткам данного способа относятся:

1. Низкая достоверность из-за невозможности обнаружения собственных микросейсмоизлучений (СМСИ) и индуцированных (вызванных действием внешних источников упругих колебаний - ПИ и др.) микросейсмоизлучений (ИМСИ) УВ, находящихся в диапазоне частот от 1 до 5 Гц, из-за того, что нижняя граничная частота составляет, в лучшем случае, 5 Гц.

2. Низкая достоверность полученной информации из-за использования ненаправленных излучателей с дискретными во времени параметрами сигналов.

3. Низкая достоверность полученной информации из-за использования дискретных в пространстве приемных антенн, обладающих относительно низкой направленностью и имеющих относительно узкий: от 5 Гц до 2000 Гц, диапазон рабочих частот.

4. Низкая достоверность способа из-за сложности в интерпретации полученных результатов, т.к. результатом является выявление геологической структуры (УВ-ловушки), в которой теоретически могут быть УВ.

5. Низкая надежность способа при буксировке нескольких ССК из-за их возможного перехлеста при повороте НИС.

6. Ограниченная область применения из-за невозможности использования при развитом (более 4-5 баллов) волнении моря, наличии айсбергов и т.д., т.е. реализация способа возможна только в течение 3-4 месяцев в году.

7. Ограниченная область применения из-за невозможности поиска БМР, РСМ и т.д.

Известен также способ поиска МПИС: УВ и т.д., заключающийся в приеме упругой волны в морской воде, включающий формирование в рабочей зоне приемника автономной донной станции (АДС) параметрической приемной антенны (ППА) посредством излучения дополнительного сигнала в эту зону, в которой, предпочтительно в ближней зоне приемника, модулируют по времени параметры среды, для чего в эту область, кроме упругой волны, вводят сигнал иной физической природы: акустические волны, электромагнитные (ЭМ) волны и т.д., подвергнутые частотно-временной модуляции, с частотой, превышающей частоту принимаемой упругой волны /Бахарев С.А., Короченцев В.И., Мироненко М.В. и др. - Способ приема упругой волны в морской воде (варианты). - Патент РФ №2158029, заявка №98122520 от 15.12.1998 г./.

К недостаткам данного способа относятся:

1. Низкая производительность способа из-за необходимости постановки и выборки большого количества АДС, а также последующего анализа полученной информации на борту НИС.

2. Низкая оперативность способа из-за длительности процесса обработки и получения конечной информации.

3. Низкая надежность способа из-за возможных потерь некоторых АДС.

4. Ограниченная область применения из-за невозможности использования при развитом (более 4-5 баллов) волнении моря, наличии айсбергов и т.д., т.е. реализация способа возможна только в течение 3-4 месяцев в году.

5. Ограниченная область применения из-за невозможности поиска БМР, РСМ и т.д.

Известен также поиск МПИС: УВ и т.д., заключающийся в формировании, усилении и излучении в водную среду высокочастотных (ВЧ) сигналов накачки на частотах ω₁ и ω₂ и генерации в водной среде низкочастотной (НЧ) волны разностной частоты (ВРЧ) Ω=ω₁-ω₂, лоцировании с ее помощью исследуемого объекта - МПИС: УВ-залежи и т.д., и получении отраженной НЧ ВРЧ Ω'. При этом ВЧ сигналы накачки ω₁ и ω₂ близки к резонансной частоте пузырьков воздуха ω₀, находящихся в слое воды в районе расположения излучателя ВЧ сигналов накачки ω₁ и ω₂, НЧ ВРЧ Ω является широкополосной (2-3 октавы) и близкой к резонансным частотам исследуемого объекта - МПИС: УВ-залежи и т.д.; в формировании, усилении и непрерывном излучении в водную среду ВЧ сигнала накачки на частоте ω₃, близкой к гармоникам (2 ω₀, 3ω₀ и т.д.) резонансной частоты пузырьков воздуха ω₀, находящихся в слое воды в районе расположения излучателя ВЧ сигнала накачки ω₃, высоконаправленном (единицы градусов) приеме и усилении ВЧ сигналов на комбинационных частотах ω₃±Ω', их последующей демодуляции и фильтрации с целью выделения из них отраженного от исследуемого объекта сигнала разностной частоты Ω' /Бахарев С.А. Способ высоконаправленного излучения и приема широкополосных гидроакустических сигналов - Патент РФ №2247409, заявка №2003122753 от 21.07.03 г./.

Основными недостатками данного способа являются:

1. Низкая производительность способа из-за возможности проведения измерений в ограниченном характеристиками направленности (ХН) излучающей и приемной антенны секторе наблюдения.

2. Невозможность использования для глубокого - более 3 км, проникновения акустической волны в земную толщу из-за ограниченной мощности лоцируемых сигналов.

3. Низкая достоверность способа из-за сложности в интерпретации полученных результатов, т.к. используется информация, содержащаяся только в отраженных волнах и т.д.

Наиболее близким аналогом является способ поиска МПИС: УВ и т.д., заключающийся в установке на дне моря: по заданной сетке или по выбранному профилю, исходя из полученных ранее данных сейсморазведки 2D (3D), одного или нескольких АДС, регистрации по средствам трехканального сейсмодатчика соответствующей АДС в течение нескольких - не менее двух, часов, как до, так и после внешнего возбуждения с помощью дополнительного излучателя сейсмических колебаний, естественного микросейсмического фона Земли - вне контура УВ-залежи и ИМСИ УВ-залежи внутри контура УВ-залежи в инфразвуковом диапазоне (ИЗД) частот (ниже 16-20 Гц), подъеме на поверхность моря АДС, первичной обработке микросейсмической информации (уровни и формы спектров индуцированных сигналов, окружающие шума и др.), расчете комбинации информативных параметров (площади под кривой взаимного спектра одноименных компонент при записи сейсмического фона после возбуждения сейсмических колебаний по сравнению с записью до возбуждения), окончательной обработке информации и интерпретации полученных результатов с установлением факта наличия УВ-залежи на площади разведки и ее типа: нефтяная, газовая и т.д. / Арутюнов С.Л., Ложкарев Г.Л., Графив Б.М. и др., 1996, Способ вибросейсморазведки при поиске нефтегазовых месторождений. - Патент РФ №2045079, заявка 1992 г./.

К недостаткам данного способа относятся:

1. Недостаточная достоверность, обусловленная влиянием суточных естественных ритмов уровня микросейсмического поля Земли при достаточно длительных измерениях в одном районе.

2. Низкая производительность (6-8 точек измерения в сутки по профилю с дискретностью 250-500 м, или до 2-х суток в одной точке измерения), обусловленная необходимостью учета суточных естественных ритмов уровня микросейсмического поля Земли.

3. Низкая производительность, связанная с затратами времени на: постановку АДС, поиск и подъем на поверхность моря в каждой точке измерения.

4. Высокая зависимость от техногенных помех (шумы ближнего и дальнего судоходства и др.), обусловленная необходимостью длительных (до 2-х суток) наблюдений в одной точке.

5. Ограниченная область применения из-за невозможности использования АДС (постановки и выборки) при развитом волнении моря и т.д.

6. Низкая надежность способа из-за возможных потерь АДС и др.

Задача, которая решается изобретением, заключается в разработке способа, свободного от указанных выше недостатков.

Технический результат предложенного способа заключается в эффективном: с большой производительностью, высокой достоверностью и др., поиске и распознавании МПИС на большой площади при минимальных финансово-временных затратах с обеспечением медицинской безопасности для экипажа ПГФС и экологической безопасности для МБО и ОПС в целом, при расширении области применения.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе поиска МПИС с использованием ПГФС, заключающемся в формировании, непрерывном и слабонаправленном - десятки градусов, излучении интенсивных - с амплитудой акустического давления 10⁶-5×10⁶ Па на расстоянии 1 м, гидроакустических волн в диапазоне частот от 1 Гц до 3000 Гц, в формировании, непрерывном и направленном - единицы-десятки градусов, излучении в диапазоне частот от 3 кГц и выше менее интенсивных - с амплитудой акустического давления 5×10⁴-10⁵ Па на расстоянии 1 м, более высокочастотных гидроакустических волн, распространении интенсивных и менее интенсивных гидроакустических волн в направлении дна со скоростью, определяемой упругими свойствами среды и ее плотностью, частичном отражении и частичном преломлении этих гидроакустических волн на границе раздела сред с иными упругими свойствами и непрерывном приеме частично отраженных и частично преломленных этих гидроакустических волн, распространении менее интенсивных и более ВЧ гидроакустических волн в направлении слоя осадков и водного пространства над МПИС со скоростью, определяемой упругими свойствами среды и ее плотностью, нелинейном взаимодействии двух из трех более ВЧ гидроакустических волн между собой с образованием гидроакустической НЧ волны разностной частоты (ВРЧ), частичном отражении исходных более ВЧ волн и НЧ ВРЧ от неоднородностей водной среды и от границы раздела двух сред: вода-дно над МПИС, непрерывном высоконаправленном - единицы градусов, приеме частично отраженных этих гидроакустических волн, обработки и регистрации полученной информации, установлении координат и глубин залегания характерных геолого-геофизических структур на площади разведки, приеме собственных микросейсмоизлучений (СМСИ) МПИС над характерными геолого-геофизическими структурами, используя: несколько - не менее 4-х автономных донных станций (АДС), установленных заданной сеткой на дне моря или по заданному профилю на расстоянии друг от друга, обеспечивающем взаимное перекрытие зон наблюдения, первичной обработке: измерении уровней и спектров сигналов внутри контура и вне контура, вторичной обработке: вычислении энтропии сигналов в контуре и за его пределами, окончательной обработке полученной информации и интерпретации полученных результатов с установлением факта наличия МПИС на площади разведки и ее типа, установление координат и глубин геолого-геофизических структур, соответствующих МПИС, а также определение их трещиноватости проводят на первом этапе реализации способа, определение аномалий МПИС осуществляют на втором этапе реализации способа, определение места разведочно-добычных работ проводят на третьем этапе реализации способа, буксировку БПНПА дополнительно осуществляют в старт-стопном режиме, вместо интенсивных гидроакустических волн в диапазоне частот 1-3000 Гц излучают, последовательно сочетая интервалы излучений и пауз, интенсивные гидроакустические волны в диапазоне частот, близких к собственной резонансной частоте МПИС, вместо крупногабаритного, медицински и экологически опасного, а также дорогостоящего при разработке, строительстве и эксплуатации ПГФС с ядерной энергетической установкой используют ПГФС с анаэробной главной энергетической установкой (АГЭУ), для обеспечения максимально помехоустойчивого приема гидроакустических и электромагнитных сигналов ПГФС кладут на жидкий грунт, добиваясь минимального уровня его подводных гидроакустических и гидродинамических полей, для постановки-выборки АДС используют несколько - не менее двух, телеуправляемых необитаемых подводных аппаратов (ТНПА) с транспортными тележками и непосредственно ПГФС, кладя его на дно, дополнительно осуществляют излучение и прием разведочных электромагнитных сигналов, дополнительно осуществляют внешнее интенсивное электромагнитное воздействие на МПИС, дополнительно используют информацию о наведенном уровне радиации и парциальном давлении газов над МПИС, при этом в качестве информационных признаков дополнительно, до и после возбуждения интенсивными гидроакустическими и электромагнитными волнами, внутри и снаружи контура МПИС используют: форму спектра относительно узкой - единицы Гц и относительно широкой - десятки Гц полос частот, форму спектра ВЧ модуляционных частот акустического и электромагнитного происхождения, соотношения сигнал/помеха (С/П) в относительно узкой и в относительно широкой полосах частот, дискретное и непрерывное по времени изменения интегральных уровней относительно узкой и относительно широкой полос частот, а также ВЧ модуляционных частот акустического и электромагнитного происхождения, площадь под кривой взаимного спектра одноименных компонент при регистрации сигналов СМСИ и ИМСИ МПИС, а также комбинации этих признаков с установленными ранее весовыми коэффициентами.

На фиг.1-фиг.6 представлена структурная схема устройства, реализующего разработанный способ поиска МПИС с использованием ПГФС. При этом на фиг.1 иллюстрируется структурная схема с точки зрения расположения МПИС (1) и АДС (4), а также галсов, относительно МПИС (1), ПГФС (2) и ТНПА (3); на фиг.2 иллюстрируется структурная схема преимущественно с точки зрения пространственного расположения различных объектов, а также с точки зрения функционирования тракта (6) сейсморазведки и тракта (9) электроразведки; на фиг.3 иллюстрируется структурная схема преимущественно к общему принципу реализации разработанного способа и КИТ (12); на фиг.4 иллюстрируется структурная схема преимущественно к КПТ (15); на фиг.5 иллюстрируется структурная схема преимущественно к комплексному геофизическому тракту (18); на фиг.6 иллюстрируется структурная схема преимущественно к тракту (21) комплексной обработки геофизической информации.

На фиг.7-фиг.14 иллюстрируются результаты испытаний разработанного способа поиска МПИС (на примере УВ-залежи) с использованием ПГФС. При этом: на фиг.7 иллюстрируется типовой спектр ВЧ сигнала акустической накачки при прохождении ПГФС над газовой залежью; на фиг.8 иллюстрируется типовой спектр ВЧ сигнала акустической накачки при прохождении ПГФС над газоконденсатной залежью; на фиг.9 иллюстрируется типовой спектр инфразвуковых сигналов, формируемых газовой залежью; на фиг.10 иллюстрируется типовой спектр инфразвуковых сигналов, формируемых газоконденсатной залежью; на фиг.11 представлена сонограмма НЧ сигнала частотой 28,5 Гц, зарегистрированная на выходе тракта нелинейной обработки информации в КПТ при использовании гидроакустического ВЧ сигнала накачки частотой 16 кГц; на фиг.12 представлена сонограмма НЧ сигнала частотой 28,5 Гц, зарегистрированная на выходе тракта нелинейной обработки информации в КПТ при использовании электромагнитного ВЧ сигнала накачки частотой 16 кГц; на фиг.13 иллюстрируется сонограмма окружающих шумов, зарегистрированная в одном из географических районов при помощи АДС снаружи контура МПИС (нефтяная УВ-залежь); на фиг.14 иллюстрируется сонограмма окружающих шумов, зарегистрированная в этом же географическом районе при помощи АДС внутри контура МПИС (нефтяная УВ-залежь).

Устройство содержит: МПИС (1): УВ (1¹), или РСМ (1²), или БМР (1³); ПГФС (2) с АГЭУ, несколько - не менее двух, телеуправляемых необитаемых подводных (3) аппаратов (ТНПА), несколько - не менее двух, десятков автономных донных (4) станций (АДС). При этом на ПГФС (2) установлена бортовая аппаратура (5), включающая в себя: тракт (6) сейсморазведки (СРР) с каналом (7) излучения акустических сигналов СРР F_cpp в диапазоне частот 1-3000 Гц и каналом (8) приема акустических эхо-сигналов СРР в диапазоне частот 1-3000 Гц; тракт (9) электроразведки (ЭРР) с каналом (10) излучения электромагнитных сигналов ЭРР ω_эрр в диапазоне частот от долей Гц до нескольких - не менее двух, сотен Гц и каналом (11) приема электромагнитных эхо-сигналов ЭРР в диапазоне частот от долей Гц до нескольких - не менее двух, сотен Гц; комбинированный - сочетающий режимы линейного и нелинейного формирования зондирующих акустических сигналов, излучающий (12) тракт (КИТ) с каналом (13) комбинированного излучения низкочастотных (НЧ) акустических сигналов F_i в диапазоне частот 1-3000 Гц, с каналом (14) комбинированного излучения высокочастотных (ВЧ) акустических сигналов f_i в диапазоне частот 3-30 кГц; комбинированный - сочетающий режимы линейной и нелинейной обработки принимаемых НЧ акустических сигналов - в диапазоне частот: доли Гц-3000 Гц и принимаемых ВЧ акустических сигналов - в диапазоне частот: 3-30 кГц при использовании на порядок более ВЧ акустических сигналов накачки ω_наi и более ВЧ электромагнитных сигналов накачки ω_нэмi, находящихся (сигналов) в диапазоне частот от 30 кГц (для нижней рабочей частоты 3 кГц) до 300 кГц (для верхней рабочей частоты 30 кГц), приемный (15) тракт (КПТ) с каналом (16) комбинированного приема НЧ акустических сигналов (при использовании более ВЧ акустических и более ВЧ электромагнитных сигналов накачки) и с каналом (17) комбинированного приема ВЧ акустических сигналов (при использовании более ВЧ акустических и более ВЧ электромагнитных сигналов накачки); комплексный геофизический тракт (18) с каналом (19) регистрации сигналов наведенной радиоактивности над МПИС (1) и каналом (20) регистрации парциального давления различных газов над МПИС (1), тракт (21) комплексной обработки геофизической информации с каналом (22) окончательной обработки информации, с каналом (23) регистрации и документирования информации и каналом (24) индикации текущих и расчетных значений, а также трактом (25) управления с коммутационным каналом (26), каналом (27) навигации ПГФС (2) и каналом управления движением ТНПА (3). Кроме того, на ПГФС (2) размещены: не использующиеся в данный момент АДС (3), несколько - не менее двух (по числу ТНПА) блоков (29) базирования (сухого - внутри прочного корпуса ПГФС или мокрого - снаружи прочного корпуса ПГФС) ТНПА (3) типа гараж; несколько - не менее двух, блоков (30) постановки-выборки АДС непосредственно с ПГФС (2) типа лоток.

При этом: канал (7) излучения акустических сигналов СРР F_cpp в диапазоне частот 1-3000 Гц тракта (6) СРР содержит последовательно электрически и функционально соединенные: первый генератор (31) НЧ сигналов F₁ в диапазоне частот 1-3000 Гц, первый усилитель мощности (32), первый гидроакустический кабель (33), первый постановочно-выборочный модуль (34) типа лебедка и БПНИА (35); канал (8) приема НЧ акустических эхо-сигналов СРР в диапазоне частот 1-3000 Гц тракта (6) СРР содержит последовательно функционально и электрически соединенные: БПНПА (36), второй гидроакустический кабель (37), второй постановочно-выборочный модуль (38), первый предварительный усилитель (39) НЧ сигналов, первый блок диапазонных НЧ фильтров (40), первый основной НЧ усилитель (41) и первый НЧ интегратор (42); канал (10) излучения электромагнитных сигналов ЭРР ω_эрр в диапазоне частот от долей Гц до нескольких сотен Гц тракта (9) ЭРР содержит последовательно электрически и функционально соединенные: первый генератор (43) электромагнитных сигналов ω_эрр, первый усилитель мощности (44) электромагнитных сигналов, первый электрический кабель (45), третий постановочно-выборочный модуль (46) и буксируемую излучающую электроразведочную (47) линию (БИЭРЛ); канал (8) приема электромагнитных НЧ эхо-сигналов ЭРР в диапазоне частот от долей Гц до нескольких сотен Гц тракта (9) ЭРР содержит последовательно функционально и электрически соединенные: буксируемую приемную электроразведочную (48) линию (БПЭРЛ), второй электрический кабель (49), четвертый постановочно-выборочный модуль (50), первый предварительный усилитель (51) электромагнитных сигналов, первый блок диапазонных фильтров (52) электромагнитных сигналов, основной усилитель (53) электромагнитных сигналов и первый интегратор (54) электромагнитных сигналов.

При этом канал (13) комбинированного излучения НЧ акустических сигналов F_i в диапазоне частот 1-3000 Гц КИТ (12) включает в себя: подканал (55) линейного излучения НЧ акустических сигналов F_i, содержащий, в свою очередь, последовательно электрически соединенные: второй генератор (56) НЧ сигналов, второй НЧ усилитель (57), менее мощный, чем (32), и стационарную пространственно непрерывную излучающую (58) антенну (СПНИА), расположенную по обводам корпуса ПГФС (2), менее развитую (по пространству), чем БПНИА (35); подканал (59) нелинейного излучения НЧ акустических сигналов содержит, в свою очередь, последовательно электрически соединенные: первый ВЧ генератор (60), первый ВЧ усилитель мощности (61) и первый вход первого сумматора (62); второй ВЧ генератор (63), второй ВЧ усилитель мощности (64) и второй вход первого сумматора (62), а выход последнего соединен с входом первого ВЧ излучателя (65) двух сигналов акустической накачки ω_на1 и ω_на2; канал (13) комбинированного излучения ВЧ акустических сигналов f_i в диапазоне частот 3-30 кГц КИТ (12) включает в себя: подканал (66) линейного излучения ВЧ акустических сигналов f_i, содержащий, в свою очередь, последовательно электрически соединенные: третий генератор (67) ВЧ сигналов f_i, третий ВЧ усилитель (68) и второй ВЧ акустический излучатель (69); подканал (70) нелинейного излучения ВЧ акустических сигналов содержит, в свою очередь, последовательно электрически соединенные: четвертый ВЧ генератор (71), четвертый ВЧ усилитель мощности (72) и первый вход второго сумматора (73), пятый ВЧ генератор (74), пятый ВЧ усилитель мощности (75) и второй вход второго сумматора (73), а его выход соединен с входом третьего ВЧ излучателя (76) двух сигналов акустической накачки ω_на3 и ω_на4.

При этом канал (16) комбинированной обработки принимаемых НЧ сигналов (акустических и электромагнитных) КПТ (15) включает в себя: подканал (77) линейной обработки принимаемых НЧ акустических сигналов, содержащий последовательно электрически соединенные: стационарную пространственно непрерывную приемную (78) антенну (СПНПА), расположенную по обводам корпуса ПГФС (2), менее развитую (по пространству), чем БПНПА (36), второй предварительный усилитель (79) НЧ сигналов, второй блок диапазонных НЧ фильтров (80), второй основной НЧ усилитель (81) и второй НЧ интегратор (82); подканал (83) нелинейной обработки принимаемых НЧ сигналов (акустических и электромагнитных) с акустическим ВЧ сигналом накачки ω_наi, содержащий: блок (84) излучения ВЧ сигнала накачки ω_наi, который, в свою очередь, содержит последовательно электрически соединенные; шестой ВЧ генератор (85), шестой ВЧ усилитель мощности (86) и четвертый ВЧ излучатель (87); блок (88) приема ВЧ комбинационных частот - результат нелинейного взаимодействия в водной среде рассеянного акустического ВЧ сигнала накачки и отраженного (акустического или электромагнитного) НЧ полезного сигнала, содержащий последовательно электрически соединенные: первый акустический ВЧ приемник (89), первый перестраиваемый ВЧ полосовой фильтр (90), первый ВЧ усилитель (91), первый амплитудный детектор (92), первый фильтр (93) низких частот и третий НЧ интегратор (94); подканал (95) нелинейной обработки принимаемых НЧ (акустических и электромагнитных) сигналов с электромагнитным ВЧ сигналом накачки ω_нэмi, содержащий: блок (96) излучения ВЧ сигнала накачки ω_нэмi, который, в свою очередь, содержит последовательно электрически соединенные: второй генератор (97) электромагнитных сигналов, второй усилитель мощности (98) электромагнитных сигналов и первый излучатель (99) ВЧ электромагнитных сигналов накачки ω_нэмi; блок (100) приема ВЧ комбинационных частот - результат нелинейного взаимодействия в водной среде рассеянного электромагнитного ВЧ сигнала накачки отраженного (акустического или электромагнитного) НЧ полезного сигнала, содержащий последовательно электрически соединенные: второй электромагнитный приемник (101) - менее развитый (по пространству), чем БПЭРЛ (48), второй перестраиваемый ВЧ полосовой фильтр (102), второй ВЧ усилитель (103), второй амплитудный детектор (104), второй фильтр (105) низких частот и четвертый НЧ интегратор (106).

При этом канал (17) комбинированной обработки принимаемых ВЧ сигналов (акустических и электромагнитных) КПТ (15) включает в себя: подканал (107) линейной обработки принимаемых ВЧ акустических сигналов, содержащий последовательно электрически соединенные: второй акустический ВЧ приемник (108), первый предварительный усилитель (109) ВЧ сигналов, первый блок диапазонных ВЧ фильтров (110), первый основной ВЧ усилитель (111) и первый ВЧ интегратор (112); подканал (113) нелинейной обработки принимаемых ВЧ сигналов (акустических и электромагнитных) с акустическим еще более (на порядок) ВЧ сигналом накачки ω_наi, содержащий: блок (114) излучения ВЧ сигнала накачки ω_наi, который, в свою очередь, содержит последовательно электрически соединенные: восьмой ВЧ генератор (115), восьмой ВЧ усилитель мощности (116) и четвертый ВЧ излучатель (87); блок (88) приема ВЧ комбинационных частот - результат нелинейного взаимодействия в водной среде рассеянного акустического ВЧ отраженного сигнала накачки и отраженного (акустического или электромагнитного) НЧ полезного сигнала, содержащий последовательно электрически соединенные: третий акустический ВЧ приемник (119), третий перестраиваемый ВЧ полосовой фильтр (120), третий ВЧ усилитель (121), третий амплитудный детектор (122), третий фильтр (93) низких - по сравнению с сигналом накачки, частот и второй ВЧ интегратор (124); подканал (125) нелинейной обработки принимаемых ВЧ (акустических и электромагнитных) сигналов с электромагнитным еще более (на порядок) ВЧ сигналом накачки ω_нэмi, содержащий: блок (126) излучения ВЧ сигнала накачки ω_нэмi, который, в свою очередь, содержит последовательно электрически соединенные: третий генератор (127) электромагнитных сигналов, третий усилитель мощности (128) электромагнитных сигналов и второй излучатель (129) ВЧ электромагнитных сигналов накачки ω_нэмi; блок (130) приема ВЧ комбинационных частот - результат нелинейного взаимодействия в водной среде рассеянного электромагнитного ВЧ сигнала накачки и отраженного (акустического или электромагнитного) ВЧ полезного сигнала, содержащий последовательно электрически соединенные: третий электромагнитный приемник (131) - аналогичный (101) и менее развитый (по пространству), чем БПЭРЛ (48), четвертый перестраиваемый ВЧ полосовой фильтр (132), четвертый ВЧ усилитель (133), четвертый амплитудный детектор (134), четвертый фильтр (135) - по сравнению с сигналом накачки, частот и третий ВЧ интегратор (136).

При этом канал (19) регистрации сигналов наведенной радиоактивности α над МПИС (1) комплексного геофизического тракта (18) содержит последовательно электрически соединенные: датчик (137) наведенной радиоактивности α, усилитель (138) сигналов и регистрирующее устройство (139); канал (20) регистрации парциального давления различных газов ρ_gi над МПИС (1), комплексного геофизического тракта (18) включает в себя: оптический подканал (140), который, в свою очередь, содержит последовательно электрически соединенные: газоотборник (141), газоанализатор (142), измеритель (143) парциального давления различных газов ρ_ogi и регистрирующее устройство (144); акустический канал (145), который, в свою очередь, содержит: блок (146) излучения широкополосных сигналов Ω_i, который также, в свою очередь, содержит последовательно электрически соединенные: генератор (147) широкополосных сигналов, усилитель мощности (148) широкополосных сигналов и излучатель (149) широкополосных сигналов Ω_i; блок (150) приема рассеянных на неоднородностях, резонансно переотраженных неоднородностями и резонансно поглощенных неоднородностями широкополосных сигналов , содержащий последовательно электрически соединенные: приемник (151) широкополосных сигналов , усилитель (152) широкополосных сигналов, блок (153) узкополосных фильтров и многоканальный интегратор (154).

При этом: канал (22) окончательной обработки информации тракта (21) комплексной обработки геофизической информации содержит функционально соединенные: первую (155) электронно-вычислительную машину (ЭМВ) с большим объемом памяти и вторую ЭВМ (156) с большим быстродействием; канал (23) регистрации и документирования информации тракта (21) содержит последовательно функционально соединенные: регистрирующее устройство (157) и устройство (158) документирования информации; канал (24) индикации текущих и расчетных значений тракта (21) содержит функционально соединенные внутренний интерфейс (159), индикаторное устройство (160) и третью быстродействующую ЭВМ (161) с большим объемом памяти; коммутационный канал (26) тракта (25) управления содержит функционально соединенные: внешний интерфейс (162) и управляющую четвертую ЭВМ (163); канал (27) навигации ПГФС (2) тракта (25) содержит функционально соединенные: блок (164) космической навигации, блок (165) надводной навигации, блок (166) подводной навигации и коммутационный блок (167); канал управления движением ТНПА (3) тракта (25) содержит функционально соединенные: идентичные друг другу блоки (168) управления движением каждого из нескольких - не менее двух, ТНПА (3) и электронный подводный планшет (169).

В свою очередь каждый из ТНПА (3) содержит: открытую (с минимальной подводной парусностью) несущую раму (170), полую и заполненную пенообразным веществом, придающей ей собственную положительную плавучесть, стационарный блок (171) навигации и стационарный винто-рулевой блок (172), а также навесной электрогидравлический блок (173), навесной акустический блок (174), навесной геофизический блок (175), навесной блок (176) манипуляторов и навесной транспортный блок (177).

В свою очередь каждое из АДС (4) содержит: водонепроницаемый корпус (178), блок (179) фиксации в грунте, блок (180) компенсации угла наклона (типа кардановый подвес), блок (181) трехкоординатной ориентации в пространстве и электронный блок (182), который, в свою очередь, содержит: последовательно электрически соединенные: многоканальную приемную систему (183), состоящую из нескольких (не менее двух) трехкомпонентных сейсмоприемников (184), подключенных параллельно друг другу, многоканальный - по числу сейсмоприемников, предварительный усилитель (185), многоканальный - по числу сейсмоприемников, диапазонный фильтр (186), устройство (187) цифрового формирования и сканирования характеристики направленности (ХН) многоканальной приемной системы (183), основной малогабаритный усилитель (188), вычислительное (189) устройство (миниатюрный компьютер), цифровой накопитель (190) информации (съемный или внешне считываемый), а также высокоемкостной аккумулятор (191), обеспечивающий электропитанием: предварительный усилитель (185), устройство (187), основной усилитель (188), вычислительное устройство (189) и блок (181) трехкоординатной ориентации в пространстве. При этом вычислительное устройство (189) функционально соединено с блоком (181).

Способ поиска МПИС с использованием ПГФС на примере поиска углеводородной залежи реализуют следующим образом (фиг.1 - фиг.6).

Предполагается, что в заданном географическом районе с придонным звукорассеивающим слоем (ПДЗРС) имеется промышленная УВ-залежь (1¹): нефти, газа и др. - объект поиска, расположенная на продуктивном горизонте над и под породами с различными геолого-геофизическими свойствами (фиг.2), имеющая определенные геометрические размеры в пространстве - контур (фиг.1) и обладающая сигналами СМСИ Ω^* и ИМСИ Ω^** в полосе частот от долей Гц до 10 Гц. Следует отметить, что возникновение, а отсюда и возможность регистрации над УВ-залежью, собственных упругих волн - сигналов СМСИ и ИМСИ УВ-залежи, связано с раскрытием и схлопыванием воздушных полостей, а также смещением берегов трещин. При этом интенсивность сигналов СМСИ и ИМСИ УВ-залежи определяется количественной дефектностью пород геологической среды, динамикой изменения термоупругих напряжений и запасами УВ.

В общем случае флюиды располагаются в УВ-залежи согласно своим плотностям: газ, нефть и вода. При этом порода-коллектор водонасыщена - за внешним контуром нефтеносности и нефтенасыщена - во внутреннем контуре нефтеносности. В связи с этим, основными физическими свойствами пород и жидкостей, характеризующих УВ-залежь и которые можно дистанционно (в том числе и через водную среду - при нахождении регистрирующего датчика на поверхности моря или в толще воды), оценить с помощью методов и средств гидроакустики, в том числе и нелинейной, следующие: пористость (наличие пор, не заполненных твердым веществом), каверность (пустоты, которые в трех взаимно перпендикулярных плоскостях имеют размеры более 2 мм) и трещиноватость (трещинная емкость) пласта; проницаемость пород коллектора; насыщение пород коллектора газом, нефтью или водой; физические и физико-химические свойства нефти, воды и газа: плотность, растворимость в них газа, нелинейные их свойства и др.

В заданном географическом районе при геофизических измерениях ПГФС (2) движется в диапазоне глубин от 40 м (безопасная глубина для мореплавания) до 400 м (предельная рабочая глубина) со скоростью 3,5-4 узла (6,5-7,4 км/ч) при минимальном уровне подводных гидроакустических и гидродинамических шумов. Следует заметить, что на данном этапе АДС (4) и ТНПА (3) размещены внутри (при сухом способе базирования) или снаружи (при мокром способе базирования) прочного корпуса ПГФС (2).

При этом с помощью последовательно электрически соединенных: первого генератора (31), первого усилителя мощности (32), первого гидроакустического кабеля (33), размещенного на первом постановочно-выборочном модуле (34), а также БПНИА (35) канала (7) излучения акустических сигналов СРР тракта (6) СРР (7) осуществляют формирование, усиление до требуемого уровня, а также непрерывное и слабонаправленное (десятки градусов) излучение интенсивных (с амплитудой акустического давления 10⁶-5×10⁶ Па на расстоянии 1 м) акустических волн F_cpp в диапазоне частот от 1 Гц до 3000 Гц в направлении дна и МПИС (