Программа учебной дисциплины «Разведочная геофизика»

1. Цели и задачи дисциплины

Разведочная геофизика относится к числу дисциплин, которые непосредственно не связаны с изучением вещества Земли, а рассматривают исторический процесс совершенствования геофизики, ее настоящее состояние и перспективы дальнейшего развития. Такие знания очень важны для горного инженера специальности 130102 (всех специализаций), они побуждают творческий процесс дальнейшего развития геофизики, повышения ее эффективности при решении разнообразных геологических задач и, особенно, при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых.

Цель преподавания дисциплины - дать студентам знания об историческом пути развития геофизики, ее зарождении и связи с естественными полями Земли и искусственными полями, возбуждаемыми специальными источниками на различной физической основе, которые человечество изучает на протяжении тысячелетий. Задачи дисциплины: дать студенту представление о путях развития геофизики, научить его творчески подходить к применению геофизики и ее дальнейшему развитию.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина относится к профессиональному циклу дисциплин. Теоретической базой для изучения курса являются знания, полученные при изучении предметов математического, естественнонаучного и профильного циклов. В свою очередь, знания, полученные при изучении дисциплины « Разведочная геофизика » используются при изучении других дисциплин профессионального цикла:

В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует следующие общепрофессиональные компетенции при освоении ООПВПО, реализующей ФГОСВПО:

- использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-2);

- владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, работать с компьютером как средством управления информацией (ПК-4);

- применять процессный подход в практической деятельности, сочетать теорию и практику (ПК-6);

- осуществлять и корректировать по геофизическим данным профили стволов бурящихся скважин на суше и на море, технологические процессы при ремонте и эксплуатации скважин различного назначения (ПК-7);

- составлять и оформлять научно-техническую и служебную документацию ( ПК-5);

- изучать и анализировать отечественную и зарубежную научно-техническую информацию по направлению исследований в области бурения скважин, добычи нефти и газа, промыслового контроля и регулирования извлечения углеводородов на суше и на море (ПК-17);

-использовать физико-математический аппарат для решения расчетно-аналитических задач, возникающих в ходе профессиональной деятельности (ПК-19);

- выбирать и применять соответствующие методы моделирования физических и технологических процессов (ПК-20).

3. Требования к результатам освоения дисциплины

В результате освоения дисциплины «Разведочная геофизика» студент должен демонстрировать следующие результаты образования.

 Студент знает существующие геофизические методы, историю развития геофизики, ее связь с естественными полями Земли и искусственными полями,возбуждаемыми источниками на различной физической основе, все наиболее важные разделы и этапы в развитии геофизики;

 Студент умеет оценить возможности геофизических методов при изучении геологического пространства и строения территорий;

 Студент владеет методами интерпретации физических полей, используемых в геофизике, способах их измерений и определении по ним физических свойств в изучаемом объеме геологической среды.

Для успешного изучения разведочной геофизики студент должен знать математику, физику, химию и геологию.

4. Объем дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы	Всего часов	Семестры
		2 3
Общая трудоемкость дисциплины	216	72 144
Аудиторные занятия	102	51 51
Лекции	34	17 17
Лабораторные работы (ЛР)	68	34 34
Самостоятельная работа, в том числе:	78	21 57
Курсовая работа	36	36
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)	З Э Р	З ЭР

Геоэлектрические и геоэлектрохимические методы, применяемые для изучения пространства. Решаемые геологические и технические задачи

5. Содержание дисциплины

5.1. содержание  Разделов дисциплины

№ п.п	Раздел дисциплины	Лекции, час	Лаб, час
1.	Введение. Определение и место геофизики в изучении строения Земли, при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых. Связь геологии с геофизикой. Магнитное поле Земли и становление магниторазведки. Аэромагнитная съемка, наземные, скважинные и межскважинные измерения. Решаемые задачи.	4	4
2.	Притяжение тел, закон Ньютона. Притяжение Земли, сила тяжести. Гравитационный потенциал. Гравиразведка, решаемые задачи.	2	4
3.	Землетрясения, сейсмичность Земли и сейсмология. Развитие теории распространения упругих волн. Изучение упругих свойств Земли по распространению сейсмических волн. Методы сейсморазведки МОВ, МПВ(2D, 3D).Решаемые задачи с/разведки.	3	6
4.	Геоэлектрические и геоэлектрохимические методы, применяемые для изучения пространства. Решаемые геологические и технические задачи	2	8
5.	Тепловое поле Земли, способы изучения и решаемые задачи в геологии.	2	4
6.	Петрофизическое обеспечение геофизических работ	2	4
7.	Радиоактивные и ядерно-физические методы Естественная и искусственная радиоактивность горных пород. Способы измерения радиоактивности. Решаемые геологические и технические задачи.	2	4
8.	Геолого-технологический контроль и геофизические исследования в процессе бурения	2	4
9.	Комплексирование геофизических и геохимических методов, бурения скважин в геологии	3	4
10.	Комплексирование методов при разведке месторождений нефти и газа	2	8
11.	Геофизические методы исследований и работы в скважинах при поисках, разведке и разработке месторождений полезных ископаемых	3	6
12.	Комплексирование геофизических методов при поисках, разведке и разработке угольных месторождений	3	4
13.	Комплексирование геофизических методов при поисках, разведке и разработке рудных и нерудных месторождений, подземных вод	2	4
14.	Метрологическое обеспечение измерений. Геофизический мониторинг	2	4
	Всего	34	68

5.2. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи

с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

№ п/п

Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин

№ разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

1.

Геофизические исследования скважин

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

2.

Оптимизация в геологоразведочном процессе

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

3.

Основы поисков и разведки МПИ

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

4.

Магниторазведка

+

+

+

+

+

+

+

+

+

5.

Электроразведка

+

+

+

+

+

+

+

6.

Сейсморазведка

+

+

7.

Комплексирование геофизических методов

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

5.3. разделы дисциплин и виды занятий

Раздел 1. Введение. Определение и место геофизики в изучении строения Земли, при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых. Предмет и задачи предмета. Связь геофизики с геологией, геохимией и другими естественными и техническими науками.

Главное магнитное поле Земли и становление магниторазведки. Закон Кулона. Природа магнитного поля, влияние намагниченности пород на магнитное поле Земли. Магнитный потенциал, напряженность магнитного поля. Элементы магнитного поля, магнитные полюса (магнетит – путеводный камень). Начало магниторазведки в России при изучении Курской магнитной аномалии (ОКМА – И.М. Губкин).

Развитие способов измерения элементов магнитного поля: магнитная стрелка (магнитные весы), вращение замкнутого контура в магнитном поле (аэромагнитометр), использование феррозондов, ядерный (протонный) магнитометр. Применение магниторазведки в геологии, перспективы дальнейшего развития магниторазведки.

Раздел 2. Притяжение тел, закон Ньютона. Притяжение Земли, сила тяжести. Гравитационный потенциал. (Этвеш Р. – 1896).

Первое применение гравиразведки при поисках соляных куполов.

Развитие способов измерения поля силы тяжести: маятниковые гравиметры, крутильные весы (вариометры), градиентометры, гравиметры, морские и аэрогравиметры.

Применение гравиразведки в геологии, перспективы дальнейшего развития гравиразведки.

Раздел 3. Землетрясения, сейсмичность Земли и сейсмология. Развитие теории распространения упругих волн. Изучение упругих свойств Земли по распространению сейсмических волн. Первый искусственный источник для изучения упругих свойств пород вблизи поверхности. Развитие и конкуренция двух сейсмических методов: отраженных волн (МОВ) и преломленных (головных) волн (МПВ). Начало применения сейсморазведки МПВ при поисках соляных куполов. Многоволновая сейсморазведка. Развитие методики сейсморазведки, аппаратуры и техника сейсмических работ, обработки сейсмических материалов.. Развитие сейсмической аппаратуры от осциллографической до цифровой регистрации. Развитие обработки от кинематической (ручной) - до автоматизированной, с использованием кинематических и динамических свойств полезных волн. Площадные 3D работы, сейсмические работы в море. Решаемые задачи сейсморазведки.

Раздел 4. Электрические токи Земли. Использование их в геологии. Электрические свойства горных пород, Начало применения электроразведки в геологии. Современные возможности электроразведки на постоянном и переменном токе, импульсных методов. Применение автоматизированных комплексов.Аэроэлектрические, наземные и скважинные методы электроразведки.
Раздел 5. Тепловое поле Земли. Способы изучения и решаемые задачи в геологии.
Раздел 6. Петрофизическое обеспечение петрофизических работ
Раздел 7. Радиоактивные методы. Естественная и искусственная радиоактивность горных пород. Способы измерения естественной и наведенной радиоактивности. Решаемые геологические и технические задачи.
Раздел 8. Комплексирование геофизических и геохимических методов в геологии. Применение комплексов геофизических методов при поисках и разведке месторождений различных полезных ископаемых.
Раздел 9. Геолого - технологический контроль и геофизические исследования в процессе бурения скважин.
Раздел 10. Геофизические исследования и работы в скважинах. Решаемые задачи.
Раздел 11. Метрологическое обеспечение геофизических работ
Раздел 12. Построение объемных геолого-геофизических моделей месторождений. Геофизический мониторинг при разведке на нефть и газ, уголь, руды и нерудные ископаемые и воды.
Раздел 13. Комплексы в рудной геофизике на полиметаллы.
Раздел 14. Метрологическое обеспечение измерений. Геофизический мониторинг.

6. Лабораторный практикум

№ пп.	Наименования лабораторных работ
1	Аномалия магнитного поля над вертикально намагниченным шаром.
2	Аномалия силы тяжести над шаром с избыточной плотностью
3	Сейсмические записи метода отраженных волн.
4	Сейсмические записи метода преломленных волн
5	Интерпретация кривой ВЭЗ
6	Данные геофизического исследования скважин
7	Радиоактивность горных пород
8	Геолого-технологический контроль и геофизические исследования в процессе бурения
9	Комплексирование геофизических и геохимических методов, бурения скважин в геологи
10	Комплексирование методов при разведке месторождений нефти и газа
11	Геофизические методы исследований и работы в скважинах при поисках, разведке и разработке месторождений полезных ископаемых
12	Комплексирование геофизических методов при поисках, разведке и разработке угольных месторождений
13	Комплексирование геофизических методов при поисках, разведке и разработке рудных и нерудных месторождений, подземных вод
14	Метрологическое обеспечение измерений. Геофизический мониторинг

По всем лабораторным работам студентам выдаются индивидуальные задания. Описание и порядок выполнения большинства из них приведены в сборниках лабораторных работ, подготовленных и изданных в Университете. Имеется электронный макет учебного пособия. Компьютерные программы по комплексированию методов и интерпретации на ПК.

7. Самостоятельная работа студентов
В часы самостоятельных занятий студенты имеют возможность работать с конспектами лекций, учебниками для текущей подготовки к учебным занятиям, в геофизических лабораториях ознакомиться с историей развития геофизических методов и аппаратуры кафедры геофизических и геохимических методов поисков и разведки месторождений полезных ископаемых Университета.


8. Примерная тематика курсовых работ
-Предмет и методы разведочной геофизики.

- Земля как планета.

- Магнитный метод разведки.

- Гравиметрический метод разведки.

- Электрический метод разведки.

- Сейсмический метод разведки.

- Радиометрические и геохимические методы разведки.

- Геофизические исследования и работы в скважинах, бурящиеся на различные полезные ископаемые.

- Терморазведка.

- Комплексирование геофизических и геохимических методов.

- Современные технологии буровых работ.

- Оптимизация буровых работ на основе применения современных геолого- технологических комплексов.

Курсовая работа должна выявить знания студентов по физическим основам и применению геофизических методов при решении различных геологических и технических задач.

9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

Рекомендуется использовать измеряемые геофизические поля различных методов и результаты их геологической интерпретации. Примеры применения геофизики при решении различных геологических задач.

9.1. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Лаборатория геофизических исследований скважин и разведочной геофизической аппаратуры (ауд.4503), оснащенная геофизическим оборудованием: сейсморазведочной станцией «ЛакколитХ-М2», протонными магнитометрами «МИНИМАГ», «ММПГ-1», эл.разведочными станциями «ЭРА-МАХ», «Импульс-Д», геофизическим прибором «ЭРА-ТЕСТ», каротажной станцией-подъёмником « Алмаз» с набором скважинных модулей . Лаборатория радиометрии, геохимии и петрофизики (ауд.4507), оснащенная следующим оборудованием: полевой измеритель магнитной восприимчивости ПИМВ, радиометры СРП-97, георадары «ОКО-2», гамма-спектрометр МКС-АТ6101Д, детектор бетта-излучения МКГБ-01Б Компьютерно-аналитический класс информационного анализа геофизической информации, оснащенный персональными компьютерами в количестве 12 шт., лазерным принтером HP LaserJet, пакетом обучающих программам (ауд. 4505). Междисциплинарная лаборатория “Магниторазведки и гравиразведки”, оснащенная мультимедийным оборудованием (ауд.4509).

9.2. Учебно- информационное обеспечение дисциплины:

а ). Основная литература:

1. Бондарев В. И. Сейсморазведка: Учебник для вузов. В трех книгах. Екатеринбург: Издательство УГГУ, 2006.

2. Геофизика: учебник / Под ред. В. К. Хмелевского. – М. : КДУ, 2007. – 320с.

3. Гурвич И. И. , Боганик Г. Н. Сейсмическая разведка: Учебник для вузов. М.: Недра, 1990.
б ). дополнительная литература:

4. Браун Д., Массет А. Недоступная Земля: Пер. с англ. – М.: Мир, 1994,

5. Егоров А. С. История разведочной геофизики. Презентация, СПГГУ, 2010.

6. Вахромеев Г. С., Ерофеев Л. Я., Канайкин В. С., Номоконова Г. Г. Петрофизика: Учебник для вузов. Томск: Изд-во Том. Ун-та, 1997.

7. Ильина Т.Д. Формирование советской школы разведочной геофизики (1917 – 1941) – М,, Недра, 1983.

8. Логачев А.А., Захаров В.П. Магниторазведка. Изд 4, перераб. и доп. Л.: Недра, 1990.

9. Молчанов А. А., Лукьянов Э. Е., Рапин В. А, Геофизические исследования нефтяных горизонтальных скважин: МАНЭБ, С- Петербург, 2001.

10. Сейсмическая стратиграфия, под редакцией Ч.Пейтона. В двух частях. М., Мир, 1983.

11. Синицын А.Я., Козында Ю.О. Ядерно-геохимические методы поисков месторождений твердых полезных ископаемых. Л.: Недра, 1991.

12. Сковородников И. Г., Геофизические исследования скважин, учебное пособие, УГГА, Екатеринбург, 2007.

13. Стрельченко В.В. Геофизические исследования скважин, учебник, М., Недра, 2008.

14. Телегин А. Н. Сейсморазведка методом преломленных волн. – СПБ: Изд-во С.-Петерб. Ун-та, 2004.- 187 с.

15. Шерифф Р., Гелдарт Л. Сейсморазведка: в двух томах. М., Мир, 1987.

16. Федынский В.В., Разведочная геофизика, М., Недра, 1964.

.

10. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины

Рекомендуется использовать измеряемые геофизические поля различных методов и результаты их геологической интерпретации. Примеры применения геофизики при решении различных геологических задач.

В часы самостоятельных занятий студенты имеют возможность работать с конспектами лекций, учебниками для текущей подготовки к учебным занятиям, в геофизических лабораториях ознакомиться с историей развития геофизических методов и кафедры геофизических и геохимических методов поисков и разведки месторождений полезных ископаемых Университета.

Контрольная работа должна выявить знания студентов по истории развития геофизических методов.

Разработчики:
Кафедра ГФХМР профессор А. А. Молчанов
Кафедра БС профессор Н.И. Николаев

жүктеу/скачать 190.08 Kb.

Достарыңызбен бөлісу: