1. Цели освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины являются: ознакомление с тео-ретическими и методическими основами геофизических исследований, достижение физико-геологически обоснованного понимания возможностей и роли геофизики при решении геологических задач.

Задачи изучения дисциплины состоят в усвоении студентами в про-

цессе обучения базовых идей и физических основ методов, применяемых

при геологических исследованиях, главных элементов техники и методики

геофизических наблюдений, приемов обработки и интерпретации их

результатов, возможностей геофизического контроля и прогноза

экологически опасных изменений природной среды.

2. Место дисциплины в структуре ООП специалитета

Данная дисциплина изучается в 5-м семестре и относится к базовой части Блока 1 «Дисциплины».

Ее содержание и структура основываются на взаимосвязи таких дисциплин как «Физика», «Математика», «Общая геология», «Химия».

Условием успешного овладения дисциплиной является знание

материала по этим предметам.

Сведения, полученные при освоении дисциплины, будут необходимы

при изучении дисциплин «Основы компьютерных технологий решения

геологических задач», «Физика Земли», при прохождении 2-й профильной

практики.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате

освоения дисциплины «Полевая геофизика»

Выпускник программы специалитета должен обладать следующими общекультурными компетенциями (ОК):

- способность к абстрактному мышлению, анализу, синтезу (ОК-1);

- готовность к саморазвитию, самореализации, использованию

творческого потенциала (ОК-3);

общепрофессиональными компетенциями (ОПК):

- готовность проводить самостоятельно или в составе группы научный

поиск, реализуя специальные средства и методы получения нового знания

(ОПК-6);

профессионально-специализированными компетенциями (ПК):

способность выделять породы-коллекторы и флюидоупоры во

вскрытых скважинами разрезах, на сейсмопрофилях, картировать природные

резервуары и ловушки нефти и газа (ПСК-3.4);

В результате освоения курса обучающийся должен:

Знать: теоретические основы методов геофизики; Уметь: проводить элементарные геофизические наблюдения и

выполнять некоторые приемы обработки данных; Владеть: приемами чтения и анализа геофизических материалов

(карт, графиков, кривых, разрезов)

4. Структура и содержание дисциплины «Полевая геофизика»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единиц или

144 часов.

Структура преподавания дисциплины

№

п/п Раздел дисциплины

Сем

естр

Нед

еля с

емес

тра

Виды учебной работы,

включая

самостоятельную работу

студентов и

трудоемкость (в часах) Формы текущего

контроля успеваемости

(по неделям семестра)

Формы промежуточной

аттестации (по

семестрам)

Л

екц

ии

Лаб

орат

орн

ые

КС

Р

Сам

ост

ояте

льн

ая

раб

ота

1

Введение.

Основные физические

параметры и

параметры

физических полей

5 1 1 4 2

Устный опрос.

Лабораторная работа «

Составление таблицы

физических свойств

горных пород и физико-

геологических разрезов

Земной коры»

2

Гравиразведка.

5 2-3 2 4 6 Устный опрос.

Лабораторная работа

разделению поля силы

тяжести методом

осреднения,

собеседование, реферат

№1

3

Магниторазведка.

5 4-5 2 4 6 Устный опрос.

Лабораторная работа по

решению обратной задачи

магниторазведки,

собеседование,

Реферат №2

4

Электроразведка.

5 6-7 2 4 10 Устный опрос.

Лабораторная работа

«Построение кривых и

карты типов кривых ВЭЗ»,

собеседование, реферат

№3

Контрольная работа №1

5. Сейсморазведка.

Физико-геологические

5

8-9

2

4

6

Устный опрос.

Лабораторная Работа

основы

сейсморазведки.

«Определение скоростной

характеристики ВЧР»,

собеседование

6.

Методика

сейсморазведки.

5 10-12 4 6 6 Устный опрос.

Лабораторная работа

«Определение

эффективной скорости

по годографам MOB»

Реферат №4

7

Интерпретация

данных

сейсморазведки.

5 13-16 4 6 6 Устный опрос.

Лабораторная работа

«Корреляция волн на

временных разрезах и

построение глубинных

разрезов, Контрольная

работа№2,

8

Комплексное

применение

геофизических

методов и

геологическая

интерпретация

геофизических

данных.

5 17-18 2 4 8 4 Собеседование, прием

выполненных работ.

Контрольная работа

Аттестация 5 18 Экзамен (36)

ИТОГО 5 18 18 36 8 46 144

Содержание учебной дисциплины

Введение

Геофизика – комплекс наук. Фундаментальная и прикладная геофизика. Основные физические параметры и параметры физических полей. Информационная модель геофизики. Классификация методов геофизики.

Гравиразведка.

Поле силы тяжести и особенности его распределения. Аномалии и нормальное поле. Плотность горных пород. Геологическая природа

аномалий. Измерение силы тяжести. Обработка и интерпретация

наблюдений. Область применения гравиразведки. Магниторазведка.

Магнитное поле Земли и его происхождение. Вариации земного магнетизма. Аномалии и нормальное поле. Магнитные свойства пород. Геологическая природа аномалий. Измерение магнитного поля, обработка и интерпретация данных. Область применения магниторазведки.

Электроразведка.

Электромагнитные поля, используемые в электроразведке. Электромагнитные свойства горных пород.

Естественные постоянные и переменные электрические поля. Методы, основанные на использовании этих

полей. Магнито-теллурические зондирования и профилирование. Искусственные постоянные электрические

поля. Методы сопротивлений. Искусственные переменные поля. Методы частотных зондирований и зондирований становлением поля.

Кривые зондирований и профилирований. Геологическая природа

экстремумов и градиентных элементов рисунка кривых.

Аппаратура и оборудование электроразведки. Интерпретация

данных и область применения электроразведки Сейсморазведка.

Физико-геологические основы сейсморазведки. Образование и распространение волн. Объемные и поверхностные волны. Скорости распространения волн. Поглощение, преломление и отражение волн. Дифракция, интерференция и рефракция. Полезные волны и волны-помехи. Понятие о сейсмо-геологических условиях.

Понятие о годографах волн и кажущихся скоростях. Годографы отраженных и преломленных волн в системе ОТВ и ОСТ. Годографы волн- помех.

Методика сейсморазведки. Возбуждение и регистрация волн. Сейсмический канал. Системы наблюдений – линейные и площадные.

Обработка сейсмоданных. Построение изображений среды Интерпретация данных сейсморазведки. Особенности

структуры волновых полей применительно к различным

геологическим условиям. Кинематическая и динамическая интерпретация. Сейсмические атрибуты. Разрешающая способность сейсморазведки. Геологические возможности и область применения сейсморазведки.

Комплексное применение геофизических методов и

геологическая интерпретация геофизических данных.

Тематика лабораторных занятий:

Составление таблицы физических свойств горных пород и физико-

геологических разрезов Земной коры.

Разделение поля силы тяжести методом осреднения.

Решение обратной задачи магниторазведки.

Анализ структуры и оценка геологическтой природы аномалий

геопотенциальных полей.

Решение обратной задачи грави- и магнитометрии на основе

моделирования.

Построение кривых и карты типов кривых ВЭЗ. Определение скоростной характеристики ВЧР (верхней части

разреза) по данным обращенного МСК (микросейсмокаротажа)

Определение скоростной характеристики ВЧР по записям МПВ

(метода преломленных волн)

Сравнительный анализ динамики и кинематики отраженных волн

на записях MOB (метода отраженных волн). Определение эффективной скорости по одиночному годографу MOB Анализ рисунка волнового поля и выделение волн на временных и глубинных динамических разрезах

Корреляция волн на временных разрезах различных нефтегазонос

ных провинций и построение глубинных разрезов

5. Образовательные технологии, применяемые при освоении

дисциплины

При реализации программы дисциплины «Полевая геофизика»

востребуются различные образовательные технологии – во время

аудиторных занятий используются ПК и компьютерные проекторы, часть

занятий проводится в специализированном классе компьютерного

моделирования геологического факультета. Самостоятельная работа

студентов подразумевает консультации преподавателей и помощь с их

стороны при подготовке рефератов, индивидуальные занятия студентов в

компьютерном классе и в ЗНБ СГУ. Для закрепления знаний используются

мастер-классы специалистов, разбор конкретных ситуаций.

При обучении лиц с ограниченными возможностями здоровья и

инвалидов используются подходы, способствующие созданию безбарьерной

образовательной среды: технологии дифференциации и индивидуализации

обучения, применение соответствующих методик по работе с инвалидами,

использование средств дистанционного общения.

Для обеспечения дифференцированного подхода обеспечивается

многоуровневая подача материала в соответствие с индивидуальными

особенностями, предоставление учащимся права выбора целей, средств,

форм работы, организация работы учащихся в малых группах,

самостоятельная работа в собственном диапазоне возможностей, оценка

достижения учащихся в соответствии с их возможностями.

Адаптивные технологии при обучении студентов-инвалидов

реализуются с учетом особенностей этапов обучения:

адаптации и овладения основами обучения;

интеграции в коллектив, накопления опыта социально-

адаптированного поведения и учебной деятельности;

введения в профессионально-практическую деятельность и

накопления практико-ориентированного опыта;

овладения основами профессиональной деятельности;

результативный этап.

Каждый этап предусматривает свою специфику сопровождения. В

зависимости от этапа обучения и принадлежности студента к учебной группе

используется сопровождение тьюторов.

6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы

студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости,

промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.

Текущий контроль осуществляется на лекционных и

практических занятиях, а также по результатам выполнений индивидуальных

заданий в аудиторное и внеаудиторное время.

На практических занятиях и в процессе самостоятельной работы во

внеаудиторное время студенты выполняют индивидуальные задания с

элементами исследований по всем основным блокам дисциплины. Затем они

сдают контрольные работы. Работы оцениваются преподавателем в балльной

системе.

На практических занятиях магистры под руководством преподавателя

обучаются навыкам построения геоэлектрохимических годографов, карт

распределения на изучаемых площадях различны геоэлектрохимических

параметров. Проводится обсуждение наиболее актуальных вопросов,

затронутых в лекционных курсах.

Промежуточный контроль проводится в виде экзамена. Цель

контроля - проверка знаний студента всей дисциплины, выяснение

понимания взаимосвязей различных еѐ разделов друг с другом и связей с

иными естественнонаучными, общепрофессиональными и специальными

дисциплинами.

Примерные темы рефератов

1. Геологическая природа гравитационных аномалий;

2. Геологическая природа магнитных аномалий;

3-7.Сравнительная характеристика разведочных возможностей

электроразведочных методов:

ВЭЗ и ЧЗ;

ВЭЗ и МТЗ;

МТЗ и ЧЗ;

ВЭЗ и ЗСБ;

ЗСБ и ВЭЗ;

8. Сравнительная характеристика разрешающей способности

сейморазведочного и электроразведочных методов;

9. Сфера практического приложения сейсмических исследований с

использованием дифрагированных и рефрагированных волн;

Вопросы для составления вариантов контрольных работ

и для проведения семинаров 1) Что является объектом изучения в разведочной геофизике?-

а) земная кора

б) планета Земля

в) литосфера

г) тектоносфера

2) В каких единицах измеряется напряженность поля силы тяжести?-

а) миллигал

б) нанотесла

в) милливольт

г) этвеш

3) Исключите из приведенного списка метод, не относящийся к методам

естественных геофизических полей:

а) гравиразведка

б) магниторазведка

в) метод магнито-теллурических зондирований (МТЗ)

г) метод зондирований становлением электромагнитного поля (ЗС)

Вопросы по гравиразведке

1. Размерность измеряемой величины в гравиразведке, характеризующая

градиенты силы тяжести:

а) м/сек2

б) 1/сек2 в) кг/м

3 г) м/сек

2. Сила тяжести связана с потенциалом силы притяжения как его:

а) первая производная

б) вторая производная

в) квадратичная функция

3.Какая из двух приведенных формул соответствует редукции Фая:

а) 0.3086h

б) –0.0419σh

4.Какой прибор используется при гравиметрической съемке:

а) гавитационный вариометр

б) динамический гравиметр

в) статический гравиметр

г) градиентометр

5. Какой из физико-геологических факторов, определяющих геологическую

природу аномалий силы тяжести, не участвует в формировании

аномалий геомагнитного поля?

а) рельеф поверхности кристаллического фундамента

б) неоднородность внутренней структуры кристаллического

фундамента в) глубинный фактор

г) структура осадочного чехла и неструктурный геологический фактор

6. Каким соотношением определяется связь гравитационного и

магнитного потенциала а) Пуассона б) Этвеша в) Лапласа

7. По физическому смыслу гравитационная постоянная – это

…………………………

8. Составляющими силы тяжести являются:

……………………………………………….

9. Дайте определение геоида и сфероида

………………………………………………………………………………

10. Запишите выражение для горизонтальных и вертикального

градиентов силы тяжести

……………………………………..

11. Запишите структурную формулу нормального значения силы

тяжести ………………………………………

12. Что такое опорная сеть и с какой целью она разбивается?

…………………………………….

13. С какой целью осуществляются трансформации поля силы

тяжести?............

.............................................................................................................................

.....................

14. Дайте решение прямой и обратной задачи гравиразведки для аномалии

над шаром

Вопросы по магниторазведке

15. Выберите выражение, соответствующее закону взаимодействия

магнитных масс Кулона:

а) G2

21

r

mm б)

2

21

r

mm в)

2

21

r

mm

16. Выберите из приведенного перечня диамагнетики:

а) кальцит б) каменная соль в) нефть г) магнетит д) халькопирит

17. Какая из приведенных величин характеризует магнитную

индукцию?:

а) нанотесла б) миллиэрстэд в) вебер г) генри

18. Дайте определение остаточной намагниченности

19. Что такое вариации магнитного поля? Какие бывают вариации?

20. Как вводят поправки за вариации?

21. Наличие у Земли магнитного поля обусловлено:

а) Процессами, происходящими вблизи ядра; б) намагниченным

состоянием земной коры

22. За единицу напряженности магнитного поля принимается:

а) А/м; б) нТл; в) Ом·м; г) К

23. Элементарным магнитным диполем называется…

24. Что такое магнитный потенциал?

25. Запишите выражение для потенциала диполя

26. Запишите соотношение, связывающее магнитный потенциал и

потенциал силы притяжения

27. Как называют линии равных значений напряженности магнитного

поля?

28. Что такое элементы земного магнетизма?

29. Каким соотношением определяется параметр Кенигсбергера?

30. Перечислите факторы, определяющие геологическую природу

магнитных аномалий

31. Дайте решение прямой и обратной задачи магнитной разведки для

изолированного полюса?

Вопросы по электроразведке

32. Какой из перечисленных методов не относится к методам

искусственного поля постоянного тока?-

а) ВЭЗ б) ДЭЗ в) ЭП г) ЧЗ

33. Какой из перечисленных методов не принадлежит к группе методов

естественного поля переменного во времени?-

а) МТЗ б) МТП в) ТТ г) ЗСБ

34. Какая из этих трехслойных кривых ρк соответствует кривой ВЭЗ

ρк ρк

35. Сколько геоэлектрических слоев можно выделить на этой кривой ЗС?:

а) пять б) шесть в) семь г) восемь

36. Аналогом какого геологического документа является карта типов

кривых ВЭЗ?-

а) структурная карта

б) геологическая карта

в) карта мощности

37. Аналогом какого геологического документа является карта изоом ρк

для фиксированного разноса АВ?-

а) структурная карта

б) геологическая карта

в) карта мощности

38. Запишите выражение потенциала в произвольной точке на дневной

поверхности для нормального поля точечного источника

39. Что такое ρк? Чем определяется его величина?

40. Какие методы электроразведки применяют для изучения

горизонтально– слоистых и вертикально-блоковых моделей среды?

41.В чем состоят ограничения геологических возможностей методики

ВЭЗ?

2

AB

ρк

T

t

ρк

t

42. Каковы преимущества методики ВЭЗ по сравнению с ЧЗ и

наоборот?

43. Какой из методов электроразведки характеризуется наибольшей

глубинностью исследований?

44. В чем преимущества методики ЗС в сравнении с МТЗ и наоборот?

45. Что такое опорный электрический горизонт? Каким требованиям он

должен удовлетворять?

46. Почему кривые электрозондирований строятся в логарифмическом

масштабе?

Вопросы по сейсморазведке

47. Как определить характер соотношения годографов отраженных и

преломленных волн?-

а) касание

б) пересечение

в) ассимптотическое приближение

48. Какая скорость из приведенного перечня ближе всего к средней скорости

отраженной волны в толще, покрывающей отражающую границу?-

а) V* б) Vгр в) Vинт г) Vэф д) Vогт

49. Какой из сейсмических методов используется для изучения верхней части

разреза

а) МОВ б) МОГТ в) МПВ г) ВСП

50. На чем основаны возможности ослабления кратных отраженных волн –

помех в сейсморазведке?:

а) на различии интенсивностей полезных волн и волн-помех

б) на различии кажущихся скоростей

в) на различии времен прихода волн

51. На чем основаны возможности ослабления поверхностных волн-помех в

сейсморазведке?-

а) на различии интенсивностей полезных волн и помех

б) на различии длин волн (частотного спектра)

в) на различии времен прихода

а) кавернометрия б) инклиноматрия в) газовый каротаж г)

термометрия д) НГК

52. Назовите и обоснуйте основные элементы системы ОГТ, как метода

подавления кратных отраженных волн;

53. Перечислите преимущества площадных систем наблюдений в

сейсморазведке;

54. Назовите динамические атрибуты, используемые как прямые показатели

нефтегазонасыщенности породы-коллектора

t

x

7. Данные для учета успеваемости студентов в БАРС

Таблица 1. Таблица максимальных баллов по видам учебной

деятельности

сем

естр

1 2 3 4 5 6 7 8

Лекц

ии

Лаборат

орные

занятия

Практи

ческие

занятия

Самостоя

тельная

работа

Автомат

изирован

ное

тестиров

ание

Другие

виды

учебной

деятель

ности

Промеж

уточная

аттеста

ция

Итого

1 10 0 30 20 0 0 40 100

Программа оценивания учебной деятельности студента

по дисциплине (5 семестр)

Лекции

Посещаемость, опрос, активность и др. за один семестр – от 0 до 10 баллов.

Лабораторные занятия Контроль выполнения лабораторных заданий в течение одного семестра – от

0 до 30 баллов

Самостоятельная работа

Контроль выполнения самостоятельной работы в течение одного семестра –

от 0 до 40 баллов:

1. Контрольная работа №1 "Физико-геологические основы и методы

потенциальных и электрических полей» (от 0 до 10 баллов).

2. Контрольная работа №2 " Физико-геологические основы и методы

сейсморазведки» (от 0 до 10 баллов).

3. Реферат №1 (от 0 до 5 баллов)

4. Реферат №2 (от 0 до 5 баллов)

5. Реферат №3 (от 0 до 5 баллов)

6. Реферат №4 (от 0 до 5 баллов)

Промежуточная аттестация

Ответ студента может быть оценен от 0 до 40 баллов.

Баллы, набранные студентом по

итогам «Промежуточной

аттестации»

Оценка

31-40 баллов «отлично»

21-30 баллов «хорошо»

0-20 баллов «удовлетворительно»

Таким образом, максимально возможная сумма баллов за все виды

учебной деятельности студента за пятый семестр по дисциплине «Полевая

геофизика» составляет 100 баллов.

Таблица 2. Пересчет полученной студентом суммы баллов по

дисциплине в оценку

Сумма балов, набранных

студентов по итогам

изучения дисциплины

Оценка

90-100 «отлично»

80-89 «хорошо»

55-79 «удовлетворительно»

0-54 «неудовлетворительно

в) лицензионное программное обеспечение и интернет ресурсы:

- OC MS Windows XP SP2 или OC MS Windows 7 Pro

- MS Office 2003 или MS Office 2007 Pro

- Антивирус Касперского для Windows workstations

- CorelDRAW Graphics Suite X3

- Creative Suite 6 Design Standard

- ABBYY FineReader 9.0 Professional Edition.

- Пакет программ МГУ:

Программа «TG-2» - решения прямой задачи и задачи

подбора гравитационного поля от структурно-плотностных

разрезов, задаваемых в двухмерном (профильном) варианте.

Программа «TM-2» - решения прямой задачи и задачи

подбора магнитного поля от разрезов, задаваемых в двухмерном

(профильном) варианте.

http://geo.web.ru – общеобразовательный геологический сайт

http://www.sgu.ru/node/11448/ - страница дисциплины на геологическом

факультете СГУ, с большим количеством электронных учебников и

публикаций

http://oilcraft.ru - сайта геологов- нефтяников России

http://wiki.web.ru/ - сайт – энциклопедический словарь

9. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Для материально-технического обеспечения дисциплины «Полевая

геофизика» является класс компьютерного моделирования геологического

факультета, аудитория с ПК и компьютерным проектором.