Старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории диэлькометрии и петрофизики ОмГПУ Андрей Владимирович Репин рассказал, как изучение диэлектрической проницаемости веществ помогает добывать полезные ископаемые и строить нефтепроводы.
Каждое вещество имеет свой специфический набор характеристик. Так, при помощи спутникового зондирования можно установить, например, границы разлива нефти или понять, где можно добывать полезные ископаемые или воду, определять готовность почв к севу или места засоления почв. И группа омских ученых, работающих в лаборатории диэлькометрии и петрофизики ОмГПУ, занимается составлением моделей и алгоритмов получения физических характеристик почв. Их разработки применимы в экологии и геологии.
«Научная область, которой я занимаюсь, называется дистанционное зондирование, – поясняет Андрей Владимирович Репин. – Изначально я изучал диэлектрическую проницаемость почв и грунтов, теперь же сфера интересов более широкая. Недавние наши исследования, которые мы проводили по гранту, были посвящены диэлектрической проницаемости сред в разном температурном режиме и широком диапазоне частот. Мы изучали разные типы грунта и определяли, как диэлектрическая проницаемость зависит от таких характеристик, как влажность, пористость, минеральный и солевой состав. Грунты – по большей части глины – мы насыщали водой и водонефтяной смесью и исследовали, какие физические процессы происходят в них при взаимодействии с электромагнитным излучением в диапазоне частот от 20 герц до 8 гигагерц».
От исследования грунтов ученые перешли к изучению твердых пород, так называемых кернов. Им предстоит построить диэлектрические модели, по которым после зондирования почвы электромагнитными волнами можно будет определить ее состав.
Данные, полученные исследователями, будут полезны при нефтегеологической разведке и помогут определить содержание нефти в горной породе. Зонд, опущенный в шахту, просканирует породу и определит, сколько в ней сдержится нефти и воды. Если, например, в пласте есть 15 % и 10 % нефти, то с экономической точки зрения имеет смысл разработка нефтяного пласта. Также исследования пород будут полезны для строительства, поскольку определят геологическое строение почв, или добычи воды, что особенно актуально для засушливых территорий.
Исследования омских ученых могут помочь в освоении Арктики. Так, при помощи спутника можно определять тип территорий или прочность льда и, исходя из этих сведений, решать, для каких целей можно использовать обследованные земли.
«Диэлектрическая проницаемость воды в мегагерцовом диапазоне составляет примерно 80 единиц, льда – 3 единицы. Соответственно, мерзлая почва будет иметь маленькую диэлектрическую проницаемость, талая – большую. Таким образом, при помощи спутника можно определить, какие участки замерзли, какие растаяли, где расположены озера и болота, а где просто твердый грунт. Эти данные полезны, например, при прокладке нефтепроводов, поскольку нефть сейчас активно добывают на Севере, – поясняет исследователь. – Очень интересно решать задачи и получать результат, который будет полезен», – подытожил Андрей Владимирович.
