О роли геофизики в настоящем и будущем. Итоги всероссийской научно-технической конференции «Геофизическая разведка – 2021»

Открытие конференции

👤 — Геофизика — это отрасль человеческого знания, без которой было бы невозможно получение ресурсов для развития других отраслей. У нас у всех перед глазами выдающиеся ученые-геофизики, самоотверженным трудом которых создавалась минерально-сырьевая база и топливно-энергетический комплекс нашей страны. Мы рассматриваем себя как наследников важных традиций, которые были заложены этими людьми в советское время! — отметил ректор государственного университета «Дубна», профессор Д.В. Фурсаев, обращаясь с приветственным словом к гостям и участникам Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Геофизическая разведка — 2021».

Торжественное открытие конференции состоялось 8 апреля 2021 г. в конгресс-холле университета «Дубна».

👤 — Для университета это направление очень важно. — подчеркнул ректор. — У нас работает Научная школа нефтегазовой и инженерной геофизики, которую возглавляет профессор О.Л. Кузнецов. Каждый год 20-30 студентов получают высшее образование по специальности «Технология геологической разведки». В университете созданы условия для подготовки современных специалистов, горных инженеров-геофизиков, для геологоразведочных и добывающих компаний. Готовим кадры высшей квалификации в аспирантуре по направлению «Науки о Земле» для научных исследований в области фундаментальной и прикладной геофизики. А с 2021 года в колледже университета «Дубна» в рамках среднего профессионального образования начинается подготовка техников-геологов по специальности «Геологическая съемка, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых». Мы считаем, что это усилит наш геофизический блок.

Ректор выразил слова признательности участникам и организаторам конференции, пожелал интересных и плодотворных дискуссий и поздравил всех собравшихся с профессиональным праздником, Днем геолога.

👤 — Мы отмечаем этот праздник аж 55-й раз! — начал свое приветственное обращение к участникам Е.Г. Фаррахов, Председатель общественного совета Федерального агентства по недропользованию (РОСНЕДРА) и Первый Вице-президент Российского геологического общества (РОСГЕО). — Ваш покорный слуга был студентом и находился в поле в экспедиции 3 апреля 1966 года, когда отметили День геолога в первый раз. Я очень рад, что один из самых молодых университетов, в котором развивается геологическое природно-ресурсное направление, университет «Дубна», имеет очень хорошую геофизическую школу, и благодаря прекрасному преподавательскому составу студенты получают блестящие знания.

Пожелал студентам успехов в освоении будущей профессии и добавил:

👤 — Геофизик, как любой исследователь, должен знать немного обо всем и все о том немногом, в котором он будет становиться профессионалом высочайшего класса.

Е.Г. Фаррахов передал горячий привет от Президента Российского геологического общества, В.П. Орлова, одного из крупнейших геологов, организаторов геологической службы.

Поздравил всех с Днем геолога и наступающим Днем Победы и в торжественной обстановке вручил награды, которыми Российское геологическое общество отметило выдающихся преподавателей и специалистов.

Медаль имени А.Е. Ферсмана «За заслуги в геологии» вручена

профессору Лу Баопину, директору Научно-исследовательского института нефтяной инженерии и технологий китайской корпорации «Синопек»,
профессору В.Г. Гайнанову (Геологический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова),
профессору М.С. Хозяинову (кафедра общей и прикладной геофизики Университета «Дубна»).

Наградным знаком «Геологическая служба России» за заслуги в геологической отрасли отмечены молодые специалисты:

В.С. Степченков, аспирант кафедры общей и прикладной геофизики,
А.А. Юров, главный геофизик холдинга «Геосейс».

Дипломом за заслуги в подготовке кадров для геологической отрасли награждены

Е.И. Климова, специалист по учебно-методической работе,
М.В. Вьюшкина, ассистент кафедры общей и прикладной геофизики.

👤 — От коллектива нашего университета выражаю глубокую благодарность Президиуму Российского геологического общества за столь высокие оценки труда наших сотрудников, — подчеркнул профессор О.Л. Кузнецов, Президент Российской академии естественных наук, заведующий кафедрой общей и прикладной геофизики Университета «Дубна».

Открывая пленарное заседание, О.Л. Кузнецов задал главную направленность заседаний на активизацию творческой научной работы для создания прорывных технологий, решения важнейших задач устойчивого развития России в условиях глобального кризиса, привлечения молодежи в науку и подготовки высококвалифицированных кадров.

Тематика выступлений

Конференция прошла в уже ставшем привычным очно-дистанционном режиме с использованием платформы Google Meet. В работе приняли участие ученые и представители крупных университетов и организаций России, Китайской Народной Республики, Республики Казахстан, Египта и США. И все это с учетом большой разницы во времени между странами.

Отрадно, что значительную часть аудитории составили студенты и аспиранты-геофизики, а также студенты-геоэкологи различных курсов.

За 2 дня на конференции представлено 25 докладов. Тематика докладов обширна, охватывает различные направления геофизики с учетом понимания ее роли в настоящем и будущем нашей страны.

Геофизические исследования для устойчивого развития России в условиях глобального кризиса

Определяющий вклад в достижение национальных целей и решение стратегических задач развития России вносит энергетика. В 2020 году утверждена Энергетическая стратегия Российской Федерации на период до 2035 года, в которой заданы целевые параметры добычи нефти, газа, урана и других полезных ископаемых — источников энергии.

В связи с исчерпанием запасов крупных разрабатываемых месторождений углеводородов в России требуется принятие незамедлительных мер с целью стабилизации нефтедобычи и достижения объемов, закрепленных в Энергетической стратегии. Наиболее эффективное решение — возрождение старых нефтегазодобывающих районов Северного Кавказа, Урало-Поволжья, Западной Сибири, Тимано-Печоры и других регионах России, где сохранились инфраструктура, профессиональные кадры, достоверная и детальная информация о нефтесодержании геологической среды. Для этого необходимо совершенствование методик проведения геофизических съемок, методов обработки и комплексной интерпретации результатов для полного освоения месторождений углеводородов, включая трудноизвлекаемые запасы (ТРИЗ) и нетрадиционные ресурсы (сланцевая нефть и др.).

В докладе профессора О.Л. Кузнецова (Президент РАЕН, Университет «Дубна») «Цифровой геофизический мониторинг флюидодинамических процессов в массивах горных пород» представлен проект, реализация которого позволит создать технологическую базу для решения этой масштабной проблемы.

Проект является разделом федеральной программы, инициированной ПАО «Газпром», общая цель которой — цифровая и технологическая модернизация нефтегазовой отрасли за счет использования инновационных технологий и платформенных решений, интеллектуальных систем управления, отечественных «сквозных» цифровых технологий.

Руководитель научно-технологической части программы по линии РАН — академик А.Н. Дмитриевский (Институт проблем нефти и газа РАН).

Геофизики Университета «Дубна» решают одну из главных задач проекта по созданию системы цифрового геофизического мониторинга флюидодинамических процессов, протекающих в процессе разработки месторождений, включающей:

технологию сейсмического томографа, подробно описанную в докладе И.А. Чиркина (Университет «Дубна») «Совершенствование сейсмической томографии геологической среды для оптимального освоения УВ-ресурсов» и способную получить информацию о распределении открытой трещиноватости и типе флюидонасыщения в геологической среде,
новые (каротаж — акустическое воздействие — каротаж) и стандартные (АКШ, ЯМР и др.) технологии геофизических исследований скважин,
индикаторные (трассерные) исследования на месторождениях в режиме мониторинга.

Применение создаваемой системы мониторинга на нефтяном месторождении позволит:

повысить коэффициент извлечения нефти (КИН),
увеличить средний дебит нефти на месторождении,
снизить капитальные и эксплуатационные затраты при освоении месторождений (за счет кратного сокращения общего количества добывающих скважин, размеров их горизонтальных стволов и количества гидроразрывов пласта),
минимизировать экологические риски при освоении месторождений (землетрясения, выбросы, загрязнение грунтовых вод и др.).

В Энергетической стратегии перечислены возникающие проблемы и новые тренды в мировой экономике:

смена технологического уклада,
изменение структуры энергопотребления в мире,
устойчивый переход на возобновляемые источники энергии.

В этих условиях российской геофизике не следует заниматься освоением новых арктических нефтегазовых ресурсов (в том числе, чтобы не создавать дополнительные экологические риски), а сосредоточиться на создании технологий повышения эффективности добычи на действующих нефтегазовых месторождениях, поисках и разведке в новых рудных районах для обеспечения потребностей новой энергетики и промышленности в полиметаллических рудах и редкоземельных элементах. Детальное обоснование этого подхода выполнено в докладе профессора Ю.П. Ампилова (МГУ им М.В. Ломоносова) «Разведочная геофизика в изменяющемся энергобалансе цивилизации: проблемы и новые тренды».

Возможности для решения возникающих задач уже есть благодаря тому, что многие технологические цепочки в области геофизических работ реализованы в России, в том числе в рамках импортозамещения. Целый ряд докладов посвящен совершенствованию сейсморазведочных технологий.

Сейсморазведочные технологии

В докладе Е.В. Кашутина (ТОО «БИДЖИПИ Геофизические услуги (Казахстан)») «Повышение эффективности 3D-сейсморазведки при поисках углеводородов с использованием технологии ВРС (высокоразрешающая сейсморазведка)» представлена развиваемая казахстанско-китайским коллективом технология высокоплотной широкоазимутальной съемки 3Д-МОГТ высокой кратности, одну из главных ролей в которой играет эксклюзивный виброисточник с возможностью устойчивого (без искажений) излучения низкочастотных свипов (от 1.5÷3.0 Гц) широкого частотного диапазона (не менее 5-6 октав). Помимо повышения разрешенности сейсмических кубов, она позволяет изучать более глубоко залегающие горизонты за счет эффекта более высокой проницаемости среды для низких частот.

Технология решает задачи доизучения месторождений в плане поиска новых структурных элементов, оценки перспектив новых (более глубоких) структурных этажей, выявления новых коллекторов и способов повышения нефтеотдачи пласта, новых типов ловушек и т.д.

И.А. Чиркин (Университет «Дубна») представил доклад «Опыт внедрения сейсмического мониторинга на месторождениях УВ», подготовленный группой Научной школы профессора О.Л. Кузнецова по результатам опытных и промышленных работ на месторождениях России, США, Казахстана. В этих работах в режиме мониторинга применяли сейсмические технологии СЛБО и СЛОЭ, основанные на использовании рассеянных волн и волн микросейсмической эмиссии соответственно. Приведены примеры успешного решения актуальных геологоразведочных задач при поиске, разведке и разработке месторождений углеводородов.

Сейсмический мониторинг дает возможность наблюдать изменение напряженно-деформированного состояния геосреды. При проведении воздействий на пласт с целью увеличения нефтеотдачи (ГРП, ОПЗ, циклическая закачка воды и т.д.) это изменение может приводить либо к интенсификации воздействия, либо к резкому снижению его эффективности. Правильный учет результатов мониторинга естественного напряжения в геосреде при выборе места и времени проведениях различных воздействий могут значительно увеличить эффективность применяемых технологий увеличения нефтеотдачи. Эти выводы представила И.Н. Плотникова (Институт перспективных исследований Академии Наук Республики Татарстан) в своем докладе «Мониторинг полей трещиноватости в аспекте инновационных подходов к разработке залежей нефти и газа» по данным геофизических и петрографических исследований флюидодинамических связей блоковой структуры кристаллического фундамента и развития полей трещиноватости в осадочном чехле в пределах разрабатываемых нефтяных месторождений Татарстана.

В докладе коллег из США, С. ЛеРоя и Ю. Ляща «Side-View and FracSeis Passive Seismic Imaging of Fracture Intensity and Hydrocarbon Saturation» продемонстрированы результаты исследований, выполненные по технологиям СЛБО и СЛОЭ (в режиме мониторинга гидроразрыва) для изучения меловых и юрских отложений на побережье Мексиканского залива в США, а также на шельфе Вьетнама.

Полученные результаты уверенно доказывают, что сейсморазведка на рассеянных и эмиссионных волнах позволяет (в дополнение к сейсморазведке на отраженных волнах):

получать 3D-поле трещиноватости геосреды,
определять тип флюидонасыщения и концентрацию флюида (воды, нефти или газа).
направление флюидоперетоков на месторождении,
предсказывать величину дебита проектируемой скважины,
физические свойства горных пород.
в режиме мониторинга наблюдение сейсмической эмиссии позволяет определить области с естественной и вызванной трещиноватостью (возможен уверенный контроль ГРП).

Дополнительно приведены примеры, подтверждающие высокую корреляцию объемов добываемой нефти с твердотельными солнечно-лунными приливами (по гравиметрическим и сейсмоакустическим данным).

Технологии СЛБО и СЛОЭ построены на основе сейсмического локатора, т.е. фазированной антенной решетки из множества сейсмических приемников, расположенных на поверхности Земли. За счет введения фазовых множителей в принимаемые сигналы локатор можно «фокусировать» в произвольную точку среды и выполнять сканирование изучаемого объема среды. Фокусирование относится к этапу обработки сейсмических данных, поэтому для выполнения исследований по технологиям СЛБО и СЛОЭ не обязательно проводить специальные полевые работы. Например, достаточно переобработать уже имеющиеся полевые материалы МОГТ-2D или 3D.

Успешный пример переобработки по технологии СЛБО представлен в докладе Ахмеда Радвана (Университет Асьют, Египет) «Reservoir fractures characterization using 3D seismic reprocessing: A case study from Egypt». Исследования проведены на нефтегазовом месторождении в Западной пустыне Египта. Цель исследований — с помощью учета пространственного распределения открытой трещиноватости в среде минимизировать вероятность бурения «пустых» глубоких скважин, а также повысить точность и надежность предсказания аварий при бурении.

Еще одна сейсморазведочная технология — АНЧАР — это технология, использующая низкочастотные (менее 5 Гц) волны микросейсмической эмиссии, возникающие над нефтегазовыми залежами. В докладе А.Е. Сунцова (НТК АНЧАР, Москва) «Опыт использования и современное состояние микросейсмической разведки УВ АНЧАР» собраны многочисленные примеры подтвержденного прогнозирования и оконтуривания нефтегазовых залежей в различных регионах мира.

Технология развивается в различных направлениях:

метод локальной спектрометрии (1D),
метод направленного группирования (1D),
метод глубинного зондирования (2D, 3D).

Технология АНЧАР востребована на различных этапах геологоразведочного процесса — региональном, поисковом, разведочном и на этапе освоения — за счет простоты реализации и скорости выполнения полевых работ по сравнению с традиционной сейсморазведкой, особенно на территориях со сложными природными условиями.

На конференции представлено перспективное направление, основанное на переобработке данных МОГТ-2D и 3D. В докладе М.А. Завесина «Многоволновая сейсморазведка с вертикальными сейсмоприемниками (МСВС)» приведены результаты опытно-методических работ по технологии МСВС. Показано, что временные разрезы обменных и поперечных волн могут быть получены при регистрации вертикальными сейсмоприемниками. Сравнительный анализ временных разрезов продольных и обменных волн показал, что на обменных волнах дополнительно отображаются объекты, которые отсутствуют на разрезах продольных волн: отражения от ВНК, малоамплитудные тектонические нарушения, структуры малых размеров и т.п.

Технология МСВС способна решать все те же задачи, что и классическая многоволновая сейсморазведка с трехкомпонентными сейсмоприемниками, фактически, без увеличения стоимости полевых работ. Кроме того, огромное количество материалов 3D, хранящихся в банках данных как устаревшие и ненужные, могут быть использованы для извлечения дополнительной информации о геологической среде с минимальными затратами.

Сейсморазведочная информация используется и для оптимизации бурения. Во время фактического бурения часто обнаруживается, что встречающиеся пласты далеки от сейсмических моделей. Для минимизации рисков бурения и непроизводительного времени разрабатываются различные подходы.

Новая технология «Seismic-well integration guide drilling (SWIGD)», представлена в одноименном докладе Лу Баопином, директором Научно-исследовательского института нефтяных технологий корпорации «Синопек» (Пекин, КНР).

Идея технологии состоит:

в учете получаемых каротажных данных MWD/LWD и данных бурения для создания более точной скоростной модели в пробуренных и еще не пробуренных пластах
в повторной миграции до суммирования существующих сейсмических данных 3D вокруг ствола скважины в реальном времени.

Технология SWIGD позволяет оптимизировать решения по бурению, чтобы избежать или уменьшить сложности бурения, предсказывать вход в области повышенной трещиноватости, определять потенциальные места потери бурового раствора вдоль планируемой траектории скважины, оценивать их вероятность и уровень рисков.

Технология применена на 40 скважинах на месторождениях в Китае, особенно успешно на сверхглубоких скважинах месторождения Шунбей. Средняя скорость проходки увеличилась на 15%, существенно снижена общая стоимость бурения.

Выступление профессора В.Г. Гайнанова (МГУ им М.В. Ломоносова) «Сейсморазведка — вчера, сегодня, завтра» удачно резюмировало серию докладов о сейсмических методах разведочной геофизики. Сейсморазведка начала развиваться всего около 100 лет назад небольшими группами энтузиастов и к настоящему времени превратилась в целую индустрию, без которой было бы невозможно существование нефтегазовой отрасли экономики в нынешнем виде. В этом обзорном и хорошо структурированном докладе представлены мысли и идеи сложившие историю сейсморазведки и определяющие ее будущее развитие.

Индикаторные исследования

Проект возрождения старых нефгегазодобывающих регионов России помимо технологий сейсмического мониторинга должен включать методы промысловой геофизики, дающие дополнительную прямую информацию о гидродинамике месторождения. Индикаторный (трассерный) метод позволяет устанавливать гидродинамические связи между скважинами и пластами, проводить оценку эффективности геолого-технологических мероприятий (ГТИ), выявлять каналы с низким фильтрационным сопротивлением (НФС), по которым нагнетаемая вода перемещается с высокой скоростью (это не всегда трещины), оценивать производительность этих каналов и др.

В докладе профессора М.С. Хозяинова (Университет «Дубна») представлены «Возможности индикаторных исследований при организации мониторинга эксплуатации нефтяных месторождений». В рамках создания системы мониторинга для оптимизации добычи нефти предложено включить следующие блоки:

блок адаптации с учетом индикаторных исследований гидродинамической модели пласта, полученной по исследованиям керна и данным ГИС,
блок автоматического разделения участков месторождения по «плохие» и «хорошие» по добыче нефти,
блок автоматической выработки рекомендаций по мерам, необходимым для перевода «плохих» участков в «хорошие» путем изменения режимов работы скважин и проведения ГТМ.

Геофизические исследования скважин

Контроль характера насыщения нефтегазовых пластов-коллекторов в процессе их эксплуатации — одна из важнейших задач промысловой геофизики и элемент создаваемой системы мониторинга.

Электрический дивергентный каротаж (ЭДК) — это новый метод в аппаратурно-техническом плане, который позволяет решить задачу контроля путем определения удельного электрического сопротивления (УЭС) вмещающих пород через стальную обсадную колонну и цементное кольцо скважины. Метод реализуется аппаратурой «Тверца ЭДК-7» отечественной разработки.

В докладе Д.А. Сизова (ООО «Интех-Внедрение») «Производственные результаты повторных замеров электрического дивергентного каротажа в обсаженных скважинах» предложено для контроля применять известную методику «повторного каротажа» с временными интервалами между измерениями. Методика предусматривает наличие опорного (фонового) измерения, с которым сравниваются последующие измерения. Для повторного ЭДК фоновым измерением служат данные электрического каротажа в открытом стволе, выполненного после окончания бурения скважины. Глубинность метода составляет от 4 до 8 м, что является достаточным для выхода за пределы влияния зоны проникновения в водоносном и нефтегазоносном коллекторах.

На конференции представлены результаты скважинных геофизических исследований сложных нефтегазовых объектов.

А.В. Малинин (ООО «Нефтегазгеофизика», г. Тверь) в докладе «О соотношении ачимовской толщи и баженовской свиты севера Западной Сибири по результатам ядерно-магнитного каротажа» привел данные многочисленных (несколько десятков скважин) исследований методом ядерно-магнитного каротажа в районе. Результаты анализа показали присутствие в кровле баженовской свиты алевропесчаного тела, а вверх по разрезу циклит постепенно затухает.

Сделан вывод, что разрез верхней части баженовской свиты реально сформирован в ачимовское время за счет «первого» внедрения ачимовских турбидитов в еще неконсолидированный бассейн баженовских илово-глинистых осадков. При оседании илово-глинистой смеси алевропесчаное тело было захоронено.

Лабораторные геофизические исследования керна

Для определения фильтрационно-емкостных свойств нефтегазовых пластов-коллекторов все более широко используют цифровое моделирование керна. Профессор О.А. Якушина (Университет «Дубна») в своем докладе «Рентгеновская томография для визуализации пустотного пространства горных пород при создании цифровой модели керна» показала возможности рентгеновской томографии для построения цифровой 3D-модели исследуемого образца.

Рентгеновская томография позволяет:

определять минеральный состав образца,
получать данные о геометрии пустотного пространства в сечении или объеме образца,
делать количественную оценку пористости и трещиноватости,
изучать динамические параметры горной породы при различных термобарических условиях.

Эффективность рентгеновской томографии зависит как от характеристик прибора, материала детектора (пространственного разрешения), так и алгоритмов расчетов. Наиболее перспективным представляется применение двухлучевых приборов, сочетающих одновременно два метода — рентгеновскую томографию и рентгеноспектральный элементный анализ.

Рудная геофизика

Энергетическая стратегия в отрасли атомной энергетики предусматривает увеличение отечественной добычи урана. Однако в настоящее время в России фактически полностью исчерпан фонд легко открываемых месторождений урана, выходящих на дневную поверхность. Перспективы наращивания отечественной минерально-сырьевой базы урана связаны со скрытыми и слабопроявленными объектами, располагающиеся на значительных глубинах.

👤 — В области геологоразведки мы видим несколько точек роста. — рассказал О.В. Казанов, генеральный директор ФГБУ «ВИМС». — В первую очередь, это технологии аэрогеофизических исследований. Сейчас они представляются наиболее эффективными с точки зрения поисков глубинных, хорошо спрятанных природой рудных месторождений. Во-вторых, это технологии аэрогеофизических съемок на беспилотных носителях. Здесь мы видим взрывной рост интереса и недропользователей, и исполнителей работ.

А.К. Ржевская (ФГБУ «ВИМС») в докладе «Опытные геофизические исследования на месторождениях урана различных геолого-промышленных типов» представила результаты выполнения комплекса исследований, включающего беспилотную и наземную геофизические съемки, геологические и геохимические работы.

По данным беспилотной магнитометрической и радиометрической съемки заверены данные аэросъемок прошлых лет. Благодаря более низкой высоте полета беспилотника (с огибанием рельефа местности) по сравнению с традиционной аэросъемкой, выявлены новые аномалии и уточнено геологическое строение исследуемых площадей, а в ряде случаев выделены участки для дальнейших поисков.

Это позволило по-новому взглянуть на методические подходы при поисках скрытых и слабопроявленных урановых объектов, разработать новую методику геолого-геофизических исследований, направленных на повышение эффективности ГРР, а также сокращение временных и экономических ресурсов на их осуществление.

Инженерная и экологическая геофизика

Профессор И.Н. Модин (Геологический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова) представил доклад «Результаты электротомографических исследований в Долине Гейзеров на Камчатке».

Долина Гейзеров — уникальный природный объект, одно из наиболее крупных гейзерных полей в мире, расположенное в Кроноцком государственном биосферном заповеднике на Камчатке. Открыта геологом заповедника Татьяной Устиновой в 1941 году

Исследования проводили на гейзерах Большой, Щель, Шаман и др. с целью проверки гипотезы, выдвинутой А.М. Нечаевым (Географический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова) о механизме извержения гейзеров. По этой гипотезе существует подземная емкость (бойлер), наполняемая водой. Разогретые (в несколько сотен градусов) горные породы постепенно переводят часть этой воды в пар, и когда давление пара начинает превышать давление водяного столба в жерле гейзера, вода из бойлера выбрасывается на поверхность. Далее в бойлер поступает новая вода и цикл извержения повторяется.

Для исследования процесса извержения в динамике применили электротомографический мониторинг с временным шагом около 10 мин. Полученные разностные геоэлектрические разрезы показали постепенные и быстрые изменения в верхней части разреза. Выделены структуры, возможно играющие роль бойлеров.

Электротомографический мониторинг целесообразно применять и для наблюдения за развитием опасных геологических процессов, в том числе, и в искусственных сооружениях.

Почти в каждой стране имеется по несколько тысяч километров плотин и дамб. За последние три десятилетия от наводнений, вызванных их разрушением, пострадали около 100 миллионов человек. А ежегодные инвестиции в управление рисками от наводнений исчисляются миллиардами евро.

В исследовании С.В. Каляшина (Университет «Дубна») «Электротомографический мониторинг грунтовых дамб в реальном времени» подробно описаны особенности реализации стационарной системы ЭТ-мониторинга с целью оценки технического состояния грунтовых дамб и прогноза аварий.

ЭТ-мониторинг выполняют путем последовательной съемки с некоторым интервалом времени геоэлектрических разрезов (2D-мониторинг) или кубов (3D-мониторинг).

Дамбы — это линейные сооружения, имеющие, как правило, большую протяженность. В этой связи построение системы 2D-мониторинга (например, когда электроразведочные косы устанавливают вдоль и в некоторых местах поперек тела дамбы) значительно более эффективно экономически.

Однако при 2D измерениях предполагается, что удельное сопротивление грунтов не изменяется в направлении, перпендикулярном линии наблюдений. Проанализированы 3D-эффекты, возникающие при 2D измерениях в силу рельефа и неоднородности строения дамб в поперечном сечении, приведены возможные методы их устранения.

Показано, что 2D-мониторинг дамбы позволяет:

оценивать изменение водонасыщенности грунтов,
определять положение депрессионной поверхности в теле дамбы,
обнаруживать зоны нарушения,
выполнять анализ стабильности и просачивания склонов,
прогнозировать нарушение целостности,
планировать проведение технического обслуживания.

Внедрение систем ЭТ-мониторинга технического состояния дамб в реальном времени решит задачи автоматизированного анализа и оценки рисков, а также принятия решений по управлению рисками.

Геодинамические процессы

Сегмент Тихоокеанского побережья в районе Филлипинской литосферной плиты, подстилающей котловину Филиппинского моря, является одним из наиболее сейсмически и вулканически опасных регионов земного шара. Обрамление Филиппинской плиты состоит из островных вулканических дуг и глубоководных желобов с сейсмогенерирующими зонами ЗВБ. Район Филлипинского моря также является зоной, где зарождается большинство тропических тайфунов и ураганов, которые затем распространяются вдоль западного побережья Тихого океана, причиняя огромный ущерб населению, в том числе и Дальневосточных районов России.

В основе исследования Е.В. Архиповой (Университет «Дубна») «Активизация природных катастроф в районе филлипинской плиты как результат энергообмена геосфер» находится предположение о системной взаимосвязи возникающих в регионе катастроф. Для проверки предположения на основе открытых баз данных сформированы выборки катастрофических событий различного генезиса, построены и сопоставлены между собой временные ряды годового числа катастроф для периода 1983-2020 гг. со скользящим осреднением за 5 лет.

Анализ выборок показал, что активизация сильных землетрясений (M ≥ 6), извержений вулканов и тайфунов происходит, в основном, поочерёдно, с попеременным увеличением их активности. Сделано предположение о наличии единого притока энергии для поочередной активизации событий. Такой приток может быть обеспечен за счет экзотермических реакций в ходе глубинного преобразования осадочных пород в зонах субдукции и глубоких горизонтах чехла Филлипинского осадочного бассейна.

Программное обеспечение

Стратегическая задача России сегодня — переход на отечественные программные продукты. В одном из вариантов создания системы цифрового геофизического мониторинга в качестве платформы используется географическая информационная система (ГИС) отечественной разработки.

Доклад «Геоинформационный комплекс INTEGRO как импортозамещающий программный продукт для обработки геолого-геофизических данных» представлен профессором Е.Н. Черемисиной (Университет «Дубна»), которая руководит разработкой комплекса.

В отличии от других ГИС-систем ГИС INTEGRO позиционируется как геоинформационная платформа для научных исследований и технологических проектов в геологии и геофизике. В основу комплекса положена концепция интегрированного анализа разноуровневой геоинформации «космос-воздух-земля-скважина», разработанной в 1998 году в Лаборатории геоинформатики ФГУП ГНЦ РФ ВНИИгеосистем под руководством О.Л. Кузнецова.

Комплекс включает 6 пакетов:

базовый (все необходимые инструменты для выполнения картографических работ и подготовки ГИС-проектов и картографических баз данных),
прогноз (аналитический аппарат для решения задач тематического районирования территорий по комплексу пространственных характеристик: прогноз ископаемых и поиск перспективных территории, выделение блоков по гравимагнитным данным, ландшафтное дешифрирование спектрозональных изображений и др.),
геофизика (анализ и обработка двух и трехмерных массивов геофизической информации, включая процедуры фильтрации, статистического анализа, решение прямых и обратных задач грави- и магниторазведки, расчет градиентных характеристик, в том числе нормированных, как необходимого инструмента интегрирования разнородной геофизической информации),
3D-моделирование (просмотр векторной и сеточной информации, утилиты для автоматизированного построения сечений и разрезов, модуль для работы и визуализации скважин с учетом инклинометрии, синхронное редактирование векторных данных в нескольких сценах),
геолкарта (инструменты для создания корректных цифровых моделей геологических карт и их подготовки к изданию в научно-редакционном совете Роснедра),
скважины (хранение, визуализация в 2D и 3D сценах с учетом инклинометрии, редактирование данных по скважинам на планшете, на профиле).

ГИС INTEGRO сегодня используют более 600 государственных организаций, компаний и университетов.

В докладе показаны преимущества комплекса в сравнении с другими популярными зарубежными продуктами.

Высшее образование и подготовка кадров

О современном состоянии и тенденциях в российском геолого-геофизическом образовании, реализуемом в 30 вузах и факультетах, сообщил профессор А.А. Верчеба (МГРИ-РГГРУ им. С. Орджоникидзе) в докладе «Прикладная геология в системе наук о Земле».

Особенностью современного периода геологического изучения недр является модернизация и развитие техники геологических наблюдений и исследований. В связи с этим при подготовке инженеров геофизиков и геологов в образовательных программах вузов предусмотрено формирование профессиональных компетенций, основанных на формировании навыков:

выбирать технические средства и оборудование для решения профессиональных задач и осуществлять контроль их применения,
выполнять аналитические, имитационные и экспериментальные исследования, критически оценивать результаты исследований и делать выводы,
применять современную аппаратуру, оборудование, информационные технологии с учетом новейшего отечественного и зарубежного опыта.

Успешное формирование у выпускников вузов многоплановых профессиональных компетенций возможно только с участием в учебном процессе специализированных базовых кафедр и центров компетенций при вузах, научно-исследовательских и производственных организациях.

В современной геологии также очевидна тенденция кратного увеличения мирового потребления редких и рассеянных элементов, необходимости улучшения качества минеральной базы, энергетических источников, что требует подготовки специалистов по программе «Разведка и оценка стратегических видов полезных ископаемых».

В сфере организации образовательного процесса формируются свои тенденции, в том числе, в связи с переходом на новые стандарты.

Профессор В.Л. Петров (Председатель ФУМО по УГСН 21.00.00, проректор НИТУ «МИСиС») представил доклад «Новые возможности в высшем образовании».

В прошлом году утверждены новые образовательные стандарты — ФГОС 3++. Главное их отличие от прежних заключается в том, что они ориентированы на рынок труда. Появились отсылки на профессиональные стандарты — новый инструмент рынка труда, который описывает трудовые функции, действия специалистов.

Основная тенденция в системе стандартизации высшего образования — развитие академических свобод университетов.

Например, для специальности «Технология геологической разведки» пока нет профессиональных стандартов. Отсутствие стандартов не ограничивает университеты в части разработки компетентностных моделей. Вузы самостоятельно вместе с рынком труда определяют характеристики этих моделей.

Более того, университеты самостоятельно в большинстве случаев определяют специализации, по которым будут осуществлять подготовку, на основе профстандартов, сфер профессиональной деятельности, могут создавать новые, в том числе, междисциплинарные.

В рамках стандарта университетам дано право создавать программы, которые стыкуются с предыдущим уровнем образования, осуществлять перезачет дисциплин (интеграция СПО-ВО в непрерывную систему образования).

В целевом обучении появились существенные условия к договору, в котором в число сторон договора включаются гражданин, заказчик, вуз и будущий работодатель, у каждого есть свои обязательства, в том числе, финансовые.

Каждый университет обогащает систему образования. Очень сложно найти универсальные площадки с универсальным набором компетенций. Возникает потребность создания интеграционных программ. Разработка сетевых образовательных программ пока еще очень непростой, требующий тонкой настройки, есть много нюансов, связанных с аккредитацией, лицензированием и др. При взаимодействии с бизнесом можем создать новые типы программ на основе сетевого взаимодействия, обогатив их достижениями лучших научных школ.

Следующий этап — развитие сетевого взаимодействия вузов в рамках ДПО, которое обеспечит рынок труда специалистами с самыми актуальными компетенциями для новых профессий и видов деятельности.

Итоги конференции

Два дня конференции пролетели быстро. В перерывах между заседаниями и в аудиториях университета, и в «онлайне» возникали занимательные дискуссии, которые сами станут поводом для новых исследований и докладов.

👤 — Вопросы, поднятые на конференции, касаются почти всех направлений развития геофизической отрасли. Участники — видные и авторитетные ученые, руководители компаний. — резюмировал М.П. Пасечник, Президент Евро-Азиатского геофизического общества (ЕАГО). — Обсуждены глобальные вызовы и проблемы, новые научные идеи и технологии, внедрение в производство, подготовка новых кадров для отрасли — специалистов 21-го века.

👤 — Очень хорошо, что в дискуссионном плане идут доклады. — добавил Е.Г. Фаррахов в своем выступлении. — Многие доклады, которые прозвучали, вообще говоря, призывают к именно к дискуссии. Это очень интересно. «Геофизическая разведка — 2021» — это регулярная конференция которая проводится в молодом Университете «Дубна», на нее собираются очень интересные люди. И этой конференции быть!

Подводя итоги конференции «Геофизическая разведка — 2021», профессор О.Л. Кузнецов отметил:

👤 — Это были очень напряжённые, творческие и продуктивные два дня работы конференции. Конференция прошла успешно по нескольким критериям. Во-первых, представленные доклады выполнены на высоком уровне, вызвали искренний интерес результатами практического применения или новизной предлагаемых решений. Во-вторых, с нами здесь в университете и дистанционно было более 120 гостей и участников из разных стран мира, включая руководителей компаний, ведущих специалистов, ученых, представителей крупных университетов. В-третью очередь, мы впервые проводим нашу конференцию в очно-дистанционном формате, и нам удалось технически реализовать все на высоком уровне.

👤 — Огромная благодарность всем участникам за активную плодотворную работу и добрые слова, которые звучали в адрес организаторов конференции «Геофизическая разведка — 2021».

10 апреля 2021 г.

С.В. Каляшин, Ю.И. Кузнецов