ΣΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΤΣΙΚΟ ΙΔΡΤΜΑ ΑΝΑΣΟΛΙΚΗ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑ ΚΑΙ ΘΡΑΚΗ
ΧΟΛΗ ΣΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ
ΣΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΣΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΕΣΡΕΛΑΙΟΤ ΚΑΙ ΦΤΙΚΟΤ ΑΕΡΙΟΤ ΣΕ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΣΕ
ΠΣΤΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΙΑ
«ΑΞΙΟΠΟΙΗΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΩΝ ΓΕΩΦΤΙΚΩΝ ΜΕΘΟΔΩΝ ΚΑΙ ΓΕΩΦΤΙΚΩΝ ΚΑΣΑΓΡΑΦΩΝ- ΔΙΑΓΡΑΦΙΩΝ (LOGGING) ΣΗΝ ΧΑΡΣΟΓΡΑΦΗΗ ΚΑΙ ΕΝΣΟΠΙΜΟ ΚΟΙΣΑΜΑΣΩΝ ΔΙΟΞΕΙΔΙΟΤ
ΣΟΤ ΑΝΘΡΑΚΑ (CO
2) ΣΗΝ Β.Δ. ΕΛΛΑΔΑ»
ΑΛΕΞΑΝΔΡΟ ΜΑΡΑΠΙΔΗ
ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ: ΚΑΘΗΓΗΣΗ ΔΡ. ΕΤΑΓΓΕΛΟ Κ. ΚΑΡΓΙΩΣΗ
ΚΑΒΑΛΑ 2013
ΕΓΚΡΙΝΕΣΑΙ
Ο ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ
Ευάγγελος Κ. Καργιώτης
Κενή σελίδα
ΣΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΤΣΙΚΟ ΙΔΡΤΜΑ ΑΝΑΣΟΛΙΚΗ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑ ΚΑΙ ΘΡΑΚΗ
ΧΟΛΗ ΣΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ
ΣΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΣΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΕΣΡΕΛΑΙΟΤ ΚΑΙ ΦΤΙΚΟΤ ΑΕΡΙΟΤ ΣΕ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΣΕ
ΠΣΤΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΙΑ
«ΑΞΙΟΠΟΙΗΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΩΝ ΓΕΩΦΤΙΚΩΝ ΜΕΘΟΔΩΝ ΚΑΙ ΓΕΩΦΤΙΚΩΝ ΚΑΣΑΓΡΑΦΩΝ- ΔΙΑΓΡΑΦΙΩΝ (LOGGING) ΣΗΝ ΧΑΡΣΟΓΡΑΦΗΗ ΚΑΙ ΕΝΣΟΠΙΜΟ ΚΟΙΣΑΜΑΣΩΝ ΔΙΟΞΕΙΔΙΟΤ
ΣΟΤ ΑΝΘΡΑΚΑ (CO
2) ΣΗΝ Β.Δ. ΕΛΛΑΔΑ»
ΑΛΕΞΑΝΔΡΟ ΜΑΡΑΠΙΔΗ
ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ: ΚΑΘΗΓΗΣΗ ΔΡ. ΕΤΑΓΓΕΛΟ Κ. ΚΑΡΓΙΩΣΗ
ΚΑΒΑΛΑ 2013
Σ.Ε.Ι. ΣΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΤΣΙΚΟ ΙΔΡΤΜΑ ΑΝΑΣΟΛΙΚΗ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑ ΚΑΙ ΘΡΑΚΗ
ΧΟΛΗ ΣΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ
ΣΜΗΜΑ ΣΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΠΕΣΡΕΛΑΙΟΤ ΚΑΙ ΦΤΙΚΟΤ ΑΕΡΙΟΤ © 2013
Θ παροφςα Πτυχιακι Εργαςία και τα ςυμπεράςματά τθσ ςε οποιαδιποτε μορφι αποτελοφν ςυνιδιοκτθςία του Σμιματοσ Σεχνολογίασ Πετρελαίου και Φυςικοφ Αερίου του ΣΕΙ Καβάλασ και του φοιτθτι. Οι προαναφερόμενοι διατθροφν το δικαίωμα ανεξάρτθτθσ χριςθσ και αναπαραγωγισ (τμθματικά ι ςυνολικά) για διδακτικοφσ και ερευνθτικοφσ ςκοποφσ. ε κάκε περίπτωςθ πρζπει να αναφζρεται ο τίτλοσ, ο ςυγγραφζασ, ο επιβλζπων και το εν λόγω τμιμα του ΣΕΙ Καβάλασ.
Θ ζγκριςθ τθσ παροφςασ Πτυχιακισ Εργαςίασ από το Σμιμα Σεχνολογίασ Πετρελαίου και Φυςικοφ Αερίου δεν υποδθλϊνει απαραιτιτωσ και αποδοχι των απόψεων του ςυγγραφζα εκ μζρουσ του Σμιματοσ.
---
Ο υποφαινόμενοσ δθλϊνω υπεφκυνα ότι θ παροφςα Πτυχιακι Εργαςία είναι εξ’ ολοκλιρου δικό μου ζργο και ςυγγράφθκε ειδικά για τισ απαιτιςεισ του προγράμματοσ ςπουδϊν του Σμιματοσ Σεχνολογίασ Πετρελαίου και Φυςικοφ Αερίου. Δθλϊνω υπεφκυνα ότι κατά τθ ςυγγραφι ακολοφκθςα τθν πρζπουςα ακαδθμαϊκι δεοντολογία αποφυγισ λογοκλοπισ. Ζχω επίςθσ αποφφγει οποιαδιποτε ενζργεια που ςυνιςτά παράπτωμα λογοκλοπισ. Γνωρίηω ότι θ λογοκλοπι μπορεί να επιςφρει ποινι ανάκλθςθσ του πτυχίου μου.
Τπογραφι
ΠΔΡΙΛΗΦΗ
Ζ παξνύζα πηπρηαθή εξγαζία πξαγκαηεύεηαη ηελ αμηνπνίεζε ηεο καγλεηνηειινπξηθήο, κεζόδνπ θαη ησλ γεσθπζηθώλ θαηαγξαθώλ – Γηαγξαθίσλ γηα ηνλ εληνπηζµό θνηηάζκαηνο δεηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα (CO2), ζε ηδεκαηνγελείο γεσινγηθνύο ζρεµαηηζµνύο ζηελ ΒΓ Διιάδα.
Γηα ην ζθνπό απηόλ ρξεζηκνπνηήζεθαλ επηά καγλεηνηειινπξηθέο γξαµµέο έξεπλαο, πνπ πξαγκαηνπνηήζεθαλ ην θαινθαίξη ηνπ 2009. Μεηά ην πξώην ζηάδην ηεο επηθαλεηαθήο γεσθπζηθήο δηεξεύλεζεο απνθαζίζηεθε ε αλόξπμε (ζε ζπγθεθξηκέλεο ζέζεηο πνπ πξνηάζεθαλ) ηξηώλ παξαγσγηθώλ γεσηξήζεσλ CO2 εληόο ησλ νπνίσλ πξαγκαηνπνηήζεθαλ θαη κεηξήζεηο δηαγξαθηώλ θνηηαζκαηνινγηθώλ – πδξνγεσινγηθώλ εθαξκνγώλ θαη θαηαζθεπαζηηθνύ ειέγρνπ.
ηα πιαίζηα ηεο παξνύζαο πηπρηαθήο εξγαζίαο, πξαγκαηνπνηήζεθε επεμεξγαζία θαη εξκελεία ησλ καγλεηνηειινπξηθώλ δεδνκέλσλ ρξεζηκνπνηώληαο ηα ινγηζµηθά παθέηα MS GOS ηεο θαηαζθεπάζηξηαο εηαηξείαο Geometrics Inc. θαη SURFER 8 αληίζηνηρα. ηε ζπλέρεηα έγηλε αληηπαξαβνιή ησλ απνηειεζκάησλ ηεο επηθαλεηαθήο γεσθπζηθήο δηαζθόπεζεο µε ηηο Γηαγξαθίεο πνπ πξαγκαηνπνηήζεθαλ εληόο ηεο γεσηξήζεσλ. Οη δηαγξαθίεο επεμεξγαζηήθαλ κε ην Λνγηζκηθό παθέην micro logger ηεο θαηαζθεπάζηξηαο εηαηξείαο Robertson Geologging Ltd.
Σέινο, πξνηείλεηαη ε πεξαηηέξσ ραξηνγξάθεζε θαη απεηθόληζε ηνπ θνηηάζκαηνο CO2
ηεο ππό µειέηε πεξηνρήο ζηηο ηξεηο δηαζηάζεηο, κε ηελ εθηέιεζε επηπιένλ γεσθπζηθώλ δηαζθνπήζεσλ θαη δεηγκαηνιεπηηθώλ γεσηξήζεσλ - Γηαγξαθηώλ.
ABSTRACT
This thesis discusses the use of magnetotelluric method and logging in mapping and evaluation of carbon dioxide (CO2), in sedimentary geological formations in NW Greece.
For this purpose, were used seven lines of magnetotelluric survey, conducted in the summer of 2009. Following the first stage of the surface geophysical survey a drilling programme (in specific positions and according to the Magnetotelluric survey) of three wells was decided. Moreover logging measurements of geological - hydrogeological and construction applications were performed into the three wells.
In the context of this thesis, a processing and interpretation of magnetotelluric data were performed using the software packages MS GOS of the manufacturer Geometrics Inc.
and SURFER 8 respectively. A correlation between the results of surface geophysical and logging measurements were held. Logging measurements proceed with the micro logger Software package of the manufacturer Robertson Geologging Ltd.
Finally, a further mapping and visualization of the CO2 deposit of the study area (in three dimensions), by performing additional surface geophysical survey and sampling drilling – logging is suggested.
ΔΤΥΑΡΙΣΙΔ
Ηδηαίηεξεο επραξηζηίεο νθείισ ζηνλ θ. Γξ. Δπάγγειν Καξγηώηε, Καζεγεηή ηνπ Σκήκαηνο Σερλνινγίαο Πεηξειαίνπ θαη Φπζηθνύ Αεξίνπ, ηνπ Σερλνινγηθνύ Δθπαηδεπηηθνύ Ηδξύκαηνο (Σ.Δ.Η.), ηόζν γηα ηελ αλάζεζε ηνπ ζέµαηνο, όζν θαη γηα ηελ άςνγε ζπλεξγαζία θαη πνιύηηµε θαζνδήγεζε πνπ µνπ πξνζέθεξε θαηά ηε δηάξθεηα εθπόλεζεο ηεο πηπρηαθήο µνπ εξγαζίαο.
Δπίζεο, επραξηζηώ ην πξνζσπηθό ηεο εηαηξείαο ΓΔΧΣΔΚ Α.Σ.Δ. γηα ηελ βνήζεηα πνπ µνπ πξνζέθεξαλ θαηά ηε δηάξθεηα ηεο επεμεξγαζίαο ησλ µεηξήζεσλ ηεο εξγαζίαο, θαζώο θαη ηηο ππνδείμεηο ηνπο θαηά ηε δηάξθεηα ζπγγξαθήο ηεο.
Σέινο, ζέισ λα επραξηζηήζσ ηελ νηθνγέλεηα κνπ, γηα ηελ ακέξηζηε ζπκπαξάζηαζε θαη θαηαλόεζεο ηνπο, θαηά ηελ δηάξθεηα ηεο θνίηεζεο θαη ηεο νινθιήξσζεο ησλ ζπνπδώλ κνπ.
.
ΠΔΡΙΔΥΟΜΔΝΑ
1. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΔΙΟΞΕΙΔΙΟ ΣΟΤ ΑΝΘΡΑΚΑ ... 1
1.1ΓΔΝΗΚΑ... 1
1.2 ΥΡΖΔΗ ΣΟΤ ΓΗΟΞΔΗΓΗΟΤ ΣΟΤ ΑΝΘΡΑΚΑ ... 2
1.2.1 ΣΡΟΠΟΙ ΚΑΙ ΚΛΑΔΟΙ ΧΡΘΘ ΣΟΤ ΔΙΟΞΕΙΔΙΟΤ ΣΟΤ ΑΝΘΡΑΚΑ ... 2
2. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΕΡΕΤΝΑ ΜΕ ΓΕΩΦΤΙΚΑ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ & LOGGING ... 5
2.1 ΤΝΣΟΜΖ ΑΝΑΠΣΤΞΖ ΣΖ ΗΣΟΡΗΑ ΣΖ ΓΔΧΦΤΗΚΖ ... 5
2.2 ΘΔΧΡΗΑ ΓΔΧΦΤΗΚΧΝ ΓΗΑΚΟΠΖΔΧΝ ... 7
2.2.1 ΚΟΠΟ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕ ΣΘ ΓΕΩΦΤΙΚΘ ΕΡΕΤΝΑ ... 7
2.2.2 ΣΡΟΠΟΙ ΜΕΣΡΘΘ ΓΕΩΦΤΙΚΘ ΕΡΕΤΝΑ ... 8
2.3ΓΔΧΦΤΗΚΔ ΚΑΣΑΓΡΑΦΔ ΔΝΣΟ ΓΔΧΣΡΖΖ (LOGGING) ... 9
2.3.1 ΙΣΟΡΙΑ - ΕΙΑΓΩΓΘ ... 9
2.3.2 ΣΡΟΠΟ ΕΚΣΕΛΕΘ ΓΕΩΦΤΙΚΩΝ ΚΑΣΑΓΡΑΦΩΝ ...11
3. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΓΕΩΛΟΓΙΑ ...15
3.1ΓΔΧΛΟΓΗΑ ΔΤΡΤΣΔΡΖ ΠΔΡΗΟΥΖ ...15
4. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΓΕΩΦΤΙΚΩΝ ΔΙΑΚΟΠΗΕΩΝ ΣΟΝ ΕΝΣΟΠΙΜΟ ΔΙΟΞΕΙΔΙΟΤ ΣΟΤ ΑΝΘΡΑΚΑ (CO2) - ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ & ΕΡΜΗΝΕΙΑ...20
4.1ΔΦΑΡΜΟΓΖ ΜΑΓΝΖΣΟΣΔΛΛΟΤΡΗΚΖ ΜΔΘΟΓΟΤ – ΑΡΥΖ ΛΔΗΣΟΤΡΓΗΑ ...20
4.2ΣΔΥΝΗΚΔ ΠΡΟΓΗΑΓΡΑΦΔ ...21
4.2.1 ΕΙΔΟ ΛΟΓΙΜΙΚΟΤ ΕΠΕΞΕΡΓΑΙΑ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ...22
4.2.2 ΣΕΧΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΣΘΡΙΣΘΚΑ...22
4.3 ΠΔΓΗΟ ΔΦΑΡΜΟΓΧΝ ΜΔ ΣΟ ΟΡΓΑΝΟ STRATAGEM ...23
4.4 ΠΛΔΟΝΔΚΣΖΜΑΣΑ ...24
4.5ΑΝΑΛΤΖ – ΔΡΜΖΝΔΗΑ ...25
4.6ΤΜΠΔΡΑΜΑΣΑ – ΠΡΟΣΑΔΗ ...39
5 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΓΕΩΦΤΙΚΕ ΚΑΣΑΓΡΑΦΕ ΕΝΣΟ ΓΕΩΣΡΗΗ ...41
5.1 ΔΦΑΡΜΟΓΔ ΓΔΧΦΤΗΚΧΝ ΚΑΣΑΓΡΑΦΧΝ ΣΟΝ ΔΝΣΟΠΗΜΟ ΓΗΟΞΔΗΓΗΟΤ ΣΟΤ ΑΝΘΡΑΚΑ (CO2) ...41
5.2 ΦΧΡΑΣΖ ΖΛΔΚΣΡΗΚΧΝ ΓΗΑΓΡΑΦΗΧΝ (Δlectric Logging Probe) ...42
5.3 ΦΧΡΑΣΖ ΓΗΠΛΖ ΔΠΑΓΧΓΗΚΖ ΔΣΗΑΖ (Dual Focussed Induction Probe) ...49
5.4 ΦΧΡΑΣΖ ΠΛΔΤΡΗΚΖ ΠΤΚΝΟΣΖΣΑ ΓΑΜΜΑ (Sidewall Density Gamma Probe) ...51
5.5 ΦΧΡΑΣΖ ΝΔΣΡΟΝΗΧΝ (ΜΟΝΟΤ ΓΗΑΣΖΜΑΣΟ) Neutron Probe (Single Spacing) ...52
5.6 ΦΧΡΑΣΖ ΠΛΖΡΟΤ ΚΤΜΑΣΟΜΟΡΦΖ ΑΝΣΗΣΑΘΜΗΖ ΖΥΟΤ (Full Waveform/Compensated Sonic Probe) ...55
5.7 ΦΧΡΑΣΖ ΚΑΘΔΣΟΣΖΣΑ ΚΑΗ ΓΗΔΤΘΤΝΖ ΓΔΧΣΡΖΔΧΝ ( Verticality Probe ) ...57
6 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΓΕΩΦΤΙΚΩΝ ΚΑΣΑΓΡΑΦΩΝ ΤΧΕΣΙΜΟ ΜΕ ΣΗΝ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗ ΕΡΕΤΝΑ ...59
7 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7: ΤΜΠΕΡΑΜΑΣΑ – ΠΡΟΣΑΕΙ ...69
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ...71
ΚΑΣΑΛΟΓΟ ΥΗΜΑΣΧΝ
ρήκα 1.1: Γηάγξακκα Πίεζεο-Θεξκνθξαζίαο………..……….………1
ρήκα 2.1:(α) Ζ µνλάδα µεηξήζεσλ γεσθπζηθώλ δηαγξαθηώλ ησλ αδειθώλ Schlumberger, (β) Ζ πξώηε γεσθπζηθή δηαγξαθία εηδηθήο ειεθηξηθήο αληίζηαζεο………...…10
ρήκα 2.2: ρεκαηηθή πεξηγξαθή ηνπ ηξόπνπ εθηέιεζεο κηαο Γεσθπζηθήο Καηαγξαθήο…….11
ρήκα 2.3: Βάζνο αλίρλεπζεο ησλ θπξηόηεξσλ µεζόδσλ γεσθπζηθήο δηαγξαθίαο…………..….13
ρήκα 3.1 :Υάξηεο Διιεληθώλ Γεσηεθηνληθώλ Εσλώλ………15
ρήκα 3.2: Απόζπαζκα γεσινγηθνύ ράξηε πεξηνρή κειέηεο (Φύιιν Βεύεο Η.Γ.Μ.Δ.)………….17
ρήκα 3.3: ηξσκαηνγξαθηθή ζηήιε ζρεκαηηζκώλ πεξηνρήο κειέηεο (Φύιιν ΒεύεοΗ.Γ.Μ.Δ.)...19
ρήκα 4.1 : Γηάηαμε STRATAGEM EH4………...…21
ρήκα 4.2 : Οξηνζέηεζε πδξνθόξνπ νξίδνληα & Δληνπηζκόο - Υαξηνγξάθεζε ξήγκαηνο……..24
ρήκα 4.3 : Γεληθή πξνβνιή ηεο πεξηνρήο έξεπλαο………26
ρήκα 4.4: Υάξηεο Με Απνηππσκέλεο ηηο 10 Γεσειεθηξηθέο Σνκνγξαθίεο & ηηο πθηζηάκελεο Γεσηξήζεηο………..27
ρήκα 4.5: ύλζεζε καγλεηνηειινπξηθώλ ηνκώλ 2Α, 1Α θαη 5Β………..28
ρήκα 4.6: Απεηθόληζε Γεσειεθηξηθήο Σνκνγξαθίαο 1Β………...32
ρήκα 4.7: Απεηθόληζε Γεσειεθηξηθήο Σνκνγξαθίαο 2Β………...33
ρήκα 4.8: Απεηθόληζε Γεσειεθηξηθήο Σνκνγξαθίαο 3Β………...34
ρήκα 4.9: Απεηθόληζε Γεσειεθηξηθήο Σνκνγξαθίαο 4Β……….…….35
ρήκα 4.10: Απεηθόληζε Γεσειεθηξηθήο Σνκνγξαθίαο 5Β………...36
ρήκα 4.11: Απεηθόληζε Γεσειεθηξηθήο Σνκνγξαθίαο 6Β………....37
ρήκα 4.12: Απεηθόληζε Γεσειεθηξηθήο Σνκνγξαθίαο 7Β………...38
ρήκα 5.1: Φσξαηήο Ζιεθηξηθώλ Γηαγξαθηώλ……….43
ρήκα 5.2 Αξρή κέηξεζεο S.P………...46
ρήκα 5.3 Απόθξηζε ειεθηξνδίνπ κέηξεζεο άκεζνπ δπλακηθνύ SP………46
ρήκα 5.4 Μνξθή ησλ 3σλ πεξηπηώζεσλ……….48
Δηθόλα 5.5 Δπεξεαζκόο ηνπ πάρνπο ζηξσκάησλ θαη ηεο δηείζδπζεο πνιθνύ………..……49
ρήκα 5.6: Φσξαηήο δηπιήο επαγσγηθήο εζηίαζεο ………..…….50
ρήκα 5.7: Φσξαηήο πιεπξηθήο ππθλόηεηαο………..………..………...52
ρήκα 5.8: Φσξαηήο λεηξνλίνπ κνλνύ δηαζηήκαηνο………...54
ρήκα 5.9: Φσξαηήο πιήξνπο θπκαηνκνξθήο αληηζηάζκηζεο ήρνπ………..………..56
ρήκα 5.10: Φσξαηήο θαζεηόηεηαο θαη δηεύζπλζεο γεσηξήζεσλ………57
ρήκα 6.1 : CBL έιεγρνο ηζηκέλησζεο ζηελ γεώηξεζε Φ209Β………58
ρήκα 6.2. Γεσθπζηθή θαηαγξαθή Ζιεθηξηθώλ αληηζηάζεσλ – Νεηξνλίσλ & Αγσγηκόηεηαο ζρεκαηηζκώλ ζηελ Φ209Β………60
ρήκα 6.3 : CBL έιεγρνο ηζηκέλησζεο ζηελ γεώηξεζε Φ210Α………62
ρήκα 6.4. Γεσθπζηθή θαηαγξαθή Ζιεθηξηθώλ αληηζηάζεσλ & Αγσγηκόηεηαο ζρεκαηηζκώλ ζηελ Φ210Α………..64
ρήκα 6.5. Γεσθπζηθή θαηαγξαθή Νεηξνλίσλ, Αγσγηκόηεηαο, Ππθλόηεηαο, Γηακέηξνπ & Καηαθνξπθόηεηαο ζηελ Φ211Α………66
ΚΑΣΑΛΟΓΟ ΠΙΝΑΚΧΝ
Πίλαθαο 2.1: πγθξηηηθά πιενλεθηήκαηα ησλ ηερληθώλ γεσθπζηθήο δηαγξαθίαο………14 Πίλαθαο 4.1: Υαξαθηεξηζηηθά γεσθπζηθώλ ηνκνγξαθίσλ………..25
1. ΚΔΦΑΛΑΙΟ 1
ΓΙΟΞΔΙΓΙΟ ΣΟΤ ΑΝΘΡΑΚΑ 1.1 ΓΔΝΙΚΑ
Σν δηνμείδην ηνπ άλζξαθα ή αιιηώο ν ρεκηθόο ηνπ ηύπνο (CO2) απνηειεί κηα ρεκηθή έλσζε πνπ κπνξεί λα πξνέξρεηαη είηε από ηελ αηκόζθαηξα είηε από κεηαλάζηεπζε από αιινύ (π.ρ από εθαίζηεηα κέζν ξεγκάησλ). Ζ έλσζε απηή πεξηέρεη 27,3 % w/w άλζξαθα θαη 72,7 % w/w νμπγόλν. Σα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ είλαη επξέσο γλσζηά (άρξσκν, άνζκν θαη άγεπζην) ηα ραξαθηεξηζηηθά απηά ηζρύνπλ όηαλ έρνπκε θαλνληθέο ζπλζήθεο πίεζεο θαη ζεξκνθξαζίαο. Ζ θπζηθή θαηάζηαζε ηνπ δηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα δηαθέξεη αλάινγα κε ηηο ηηκέο πνπ παίξλεη ζε ζεξκνθξαζία θαη πίεζε (ρήκα 1.1). ε θαλνληθέο ζπλζήθεο ζεξκνθξαζίαο θαη πίεζεο ην δηνμείδην ηνπ άλζξαθα είλαη αέξην. ε αηκνζθαηξηθή πίεζε δειαδή 1Atm θαη ζε πεξηβάιινλ ρακειήο ζεξκνθξαζίαο πνπ θπκαίλεηαη πεξίπνπ ζηνπο -78,51 0C ην δηνμείδην ηνπ άλζξαθα είλαη ζηεξεό. Αλ πξνθύςεη αύμεζε ηεο ζεξκνθξαζίαο από ζηεξεό ζα αιιάμεη κνξθή θαη ζα νδεγεζεί ζηελ αέξηα θάζε. ε πίεζε αηκνζθαηξηθή δειαδή 1 Atm ην αέξην εμαρλώλεηαη ζηνπο -78,5 0C.
Ζ θξίζηκε ζεξκνθξαζία ηνπ θπκαίλεηαη πεξίπνπ ζηνπο 31,1 0C πγξνπνηείηε εύθνια αιιά κόλν κε ζπκπίεζε ηεο θιίκαθαο ησλ (7,38 Mpa). Ζ δηαιπηόηεηα ηνπ ζην λεξό απμάλεηαη κε ηελ πίεζε όπσο γίλεηαη θαη κε όια ηα αέξηα.
ρήκα 1.1: Γηάγξακκα Πίεζεο-Θεξκνθξαζίαο
1.2 ΥΡΗΔΙ ΣΟΤ ΓΙΟΞΔΙΓΙΟΤ ΣΟΤ ΑΝΘΡΑΚΑ
Σν δηνμείδην ηνπ άλζξαθα ρξεζηκνπνηείηε ζε πνιινύο θιάδνπο ηηο βηνκεραλίαο είηε απηή είλαη ρεκηθή, πεηξειαίνπ ε θαη ηξνθίκσλ. Βξίζθεη εθαξκνγή ζε πνιιά πξντόληα ηα νπνία ρξεζηκνπνηνύλ πεπηεζκέλν αέξα ε επξεία ρξήζε ηνπ νθείιεηε ζην όηη είλαη θζελό θαη άθιεθην θαζώο επίζεο θαη όηη ζε ρακειέο ζεξκνθξαζίεο κεηαβαίλεη από ηελ αέξηα ζηελ πγξή θάζε.
1.2.1 ΣΡΟΠΟΙ ΚΑΙ ΚΛΑΓΟΙ ΥΡΗΗ ΣΟΤ ΓΙΟΞΔΙΓΙΟΤ ΣΟΤ ΑΝΘΡΑΚΑ
Πνηά : Σν δηνμείδην ηνπ άλζξαθα ρξεζηκνπνηείηε ζε αεξηνύρα πνηά θαη αλαςπθηηθά (ζόδα).
Σξόθηκα : Υαξαθηεξηζηηθό παξάδεηγκα ζηα ηξόθηκα κπνξνύκε λα δώζνπκε κηα θαξακέια ε νπνία ζπκπηεδόηαλ ζηα 40bar. Με ηελ ηνπνζέηεζε ηεο θαξακέιαο ζην ζηόκα δηαιπόηαλ θαη απειεπζέξσλε θπζαιίδεο αεξίνπ. Άιια παξαδείγκαηα ζηα ηξόθηκα είλαη ε καγεηξηθή ζόδα ε νπνία απειεπζεξώλεη δηνμείδην ηνπ άλζξαθα θαζώο δεζηαίλεηαη ε όηαλ εθηεζνύλ ζε νμέα.
Ππξνπξνζηαζία : Όπσο πξναλαθέξακε ην δηνμείδην ηνπ άλζξαθα είλαη άθιεθην ινγηθό είλαη λα ρξεζηκνπνηείηε γηα ππξαζθάιεηα.
Τδξαπιηθά ζπζηήκαηα :Σν δηνμείδην ηνπ άλζξαθα είλαη ην πνην ζπλεζηζκέλν αέξην ζε απηόλ ηνλ θιάδν ηεο ξνκπνηηθήο πνπ ρξεζηκνπνηνύλ πδξαπιηθά ζπζηήκαηα.
πγθνιιήζεηο :Υξεζηκνπνηείηε γηα ηελ δεκηνπξγία αδξαλνύο αηκόζθαηξαο όπνπ εθεί πξαγκαηνπνηείηε ε ζπγθνιιήζεη. Αλ θαη είλαη θζελό αέξην θαη ρξεζηκνπνηείηε θαη ζηελ απηνθηλεηνβηνκεραλία έρεη θάπνηα αξλεηηθά όπσο είλαη όηη ε ζπγθνιιήζεηο πνπ γίλνληαη κε ηελ ρξήζε δηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα δελ είλαη ηόζν αλζεθηηθέο ιόγν κε ην πέξαζκα ηνπ ρξόλνπ ζρεκαηίδνπλ αλζξαθηθό νμύ.
Φαξκαθεπηηθέο θαη άιιεο ρεκηθέο δηεξγαζίεο : Σν δηνμείδην ηνπ άλζξαθα ρξεζηκνπνηείηαη ζηηο θαξκαθνβηνκεραλίεο σο ιηγόηεξν ηνμηθή ελαιιαθηηθή ιύζε ζηε ζέζε παξαδνζηαθώλ δηαιπηώλ όπσο είλαη ην ρισξνθόξκην (CΖCl3) ή άιιεο
νξγαλνρισξησκέλεο ελώζεηο. Δπίζεο, γηα ηνπο ίδηνπο ιόγνπο, ρξεζηκνπνηείηαη ζην μεξό θαζάξηζκα ησλ ξνύρσλ ζηα ζηεγλνθαζαξηζηήξηα.
Γεσξγηθέο θαη ηαηξηθέο εθαξκνγέο : Tα θπηά ρξεηάδνληαη ην δηνμείδην ηνπ άλζξαθα γηα ηελ θσηνζύλζεζε. Τπεξβνιηθή παξνρή CO2 κπνξεί λα δειεηεξηάζεη ηα θπηά.
ε πνιύ κεγάιεο ζπγθεληξώζεηο είλαη ηδηαίηεξα ηνμηθό γηα ηα δώα. Μειεηάηαη επίζεο ε δηνρέηεπζε ηνπ δηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα, πνπ πξνέξρεηαη από ηελ ειεθηξνπαξαγσγή, ζε ηακηεπηήξεο γηα ηελ αλάπηπμε θπθηώλ πνπ ζα κπνξνύζαλ ζηε ζπλέρεηα λα κεηαηξαπνύλ ζε θαύζηκν βηνληίδει. Ήδε ην δηνμείδην ηνπ άλζξαθα ρξεζηκνπνηείηαη σο ε θύξηα πεγή άλζξαθα γηα ηα θύθηα ζπηξνπιίλα. ηελ ηαηξηθή ρξεζηκνπνηείηε σο πξόζζεην κέρξη 5% ζην θαζαξό νμπγόλν γηα ηελ ελίζρπζε ηεο αλαπλνήο όηαλ ππάξρεη αλαπλεπζηηθό πξόβιεκα (άζζκα).
Δθαξκνγέο ζηα ιέηδεξ : Ο ζπλεζέζηεξνο ηύπνο βηνκεραληθνύ αεξίνπ ιέηδεξ είλαη ην CO2
Δμόξπμε πεηξειαίνπ : Σν δηνμείδην ηνπ άλζξαθα ρξεζηκνπνηείηαη ζηελ άληιεζε ηνπ πεηξειαίνπ ζπλήζσο ππό ζπλζήθεο ππεξθξίζηκεο. Λεηηνπξγεί ηαπηόρξνλα σο πξνσζεηηθό ππό πίεζε αιιά θαη γηα λα κεηώζεη ζεκαληηθά ην ημώδεο ηνπ πεηξειαίνπ επηηξέπνληαο έηζη ηελ θαιύηεξε θαη γξεγνξόηεξε ξνή ηνπ πξνο ηελ επηθάλεηα ηεο γεώηξεζεο.
Υξήζεηο σο ςπθηηθνύ :Σν ζηεξεό θαη πγξό δηνμείδην ηνπ άλζξαθα πνπ αιιηώο νλνκάδεηαη θαη ‘’μεξόο πάγνο’’ ρξεζηκνπνηείηε σο κέζν ςύμεο θπξίσο ζηελ βηνκεραλία ηξνθίκσλ.
Έιεγρνο ph: Σν δηνμείδην ηνπ άλζξαθα ρξεζηκνπνηείηαη σο κέζν ειέγρνπ ηνπ ph ησλ θνιπκβεηεξίσλ. Με ηε ζπλερή πξνζζήθε CO2 ζην λεξό, δηαηεξείηαη ην ph ζε ρακειά επίπεδα.
ηελ Διιάδα αμηόινγα θνηηάζκαηα CO2 εληνπίδνληαη ζηελ ΒΓ Διιάδα. ηελ παξνύζα πηπρηαθή εξγαζία αλαιύνληαη νη ηξόπνη εληνπηζκνύ ηνπ CO2 κε γεσθπζηθά επηθαλείαο θαη γεσθπζηθέο θαηαγξαθέο εληόο γεσηξήζεσλ (Logging). ηα θεθάιαηα πνπ
αθνινπζνύλ αλαιύνληαη ελδειερώο νη παξαπάλσ κέζνδνη εληνπηζκνύ θαη παξνπζηάδνληαη ηα απνηειέζκαηα ηεο εθαξκνγήο ησλ γεσθπζηθώλ κεηξήζεσλ (επηθαλείαο & Logging) ζην ζπγθεθξηκέλν θνίηαζκα CO2 ζηελ ΒΓ Διιάδα.
2. ΚΔΦΑΛΑΙΟ 2
ΔΡΔΤΝΑ ΜΔ ΓΔΧΦΤΙΚΑ ΔΠΙΦΑΝΔΙΑ & LOGGING 2.1 ΤΝΣΟΜΗ ΑΝΑΠΣΤΞΗ ΣΗ ΙΣΟΡΙΑ ΣΗ ΓΔΧΦΤΙΚΗ
Ζ γεσθπζηθή είλαη έλα λέν κέινο ζηνλ κεγάιν θόζκν ηεο επηζηήκεο. Όιεο νη ζεκαληηθέο πιεξνθνξίεο θαη γλώζεηο πνπ αθνξνύλ ηελ «ζηεξεά Γε» θαηαρσξήζεθαλ θαηά ηνλ παξόληα αηώλα θαη θύξηα θαηά ηα ηειεπηαία ηξηάληα ρξόληα. Οη ξίδεο ηεο Γεσθπζηθήο θπκαίλνληαη θνληά ζηνλ δέθαην έβδνκν κ.Υ αηώλα θαη άιινη θιάδνη ηεο εκθαλίδνληαη αθόκα θαη ζηελ αξραηόηεηα.
Ζ ηδηόηεηα κηαο καγλεηηθήο ξάβδνπ λα πξνζαλαηνιίδεηαη κε δηεύζπλζε βνξξά – λόηνπ ήηαλ γλσζηή από ην 263 π.Υ έσο ην 121 κ.Υ. Οη καγλεηηθνί πόινη αλαθαιύθζεθαλ ην 1269 κ.Υ θαη ην 1492 ν Κνιόκβνο θαηά ην ηαμίδη ηνπ ζηελ Ακεξηθή παξαηήξεζε όηη ε ππμίδα ηνπ απόθιηλε από ηνλ αζηξνλνκηθό βνξξά. Σν 1600 ν W. Gilbert δεκνζίεπζε ην πεξίθεκν βηβιίν ηνπ “DeMagnette’’ όπνπ εηζεγείηαη γηα πξώηε θνξά ηελ άπνςε ηνπ όηη Γε κπνξεί λα ζεσξείην ζαλ έλαο ηεξάζηηνο καγλήηεο. Οη πξώηεο αθξηβείο κεηξήζεηο ησλ ζηνηρείσλ ηνπ γεσκαγλεηηθνύ πεδίνπ πξαγκαηνπνηήζεθαλ από ηνλ Gauss ην 1834.
Ζ κεηαβνιή ηεο έληαζεο ηνπ πεδίνπ βαξύηεηαο από ηόπν ζε ηόπν ζηελ επηθάλεηα ηεο Γεο αλαθαιύθζεθε ην 1672 από ηνλ J. Richer όπνπ παξαηήξεζε όηη έλα ξνιόη, πνπ ην εθθξεκέο ηνπ ξπζκίζηεθε λα θηππάεη ηα δεπηεξόιεπηα ζην Παξίζη, έραλε 2.5 ιεπηά πεξίπνπ ζηελ Γαιιηθή Γνπτάλα. Ζ πξώηε ζνβαξή πξνζπάζεηα λα κειεηεζεί ην ζρήκα ηεο Γεο κε βαξπηηθέο κεζόδνπο έγηλε από ηνλ Γάιιν Bouguer θαηά ην 1735-1743. Ζ δηαηύπσζε από ηνλ Airy (1855) θαη ηνλ Pratt (1859) ησλ αληίζηνηρσλ δπν ππνζέζεσλ γηα ηελ πδξνζηαηηθή ηζνξξνπία ησλ ηεκαρίσλ ηνπ θινηνύ απνηέιεζαλ ηε βάζε ηεο ζεσξίαο ηεο Ηζνζηαζίαο.
Μέζν απηώλ ησλ εξεπλώλ απνθαιύθζεθε ε ύπαξμε ηεο ιηζόζθαηξαο πνπ απνηέιεζε ηε βάζε ηεο ζεσξίαο ησλ ιηζνζθαηξηθώλ πιαθώλ.
Ζ πξώηεο πξνζπάζεηεο γηα ηελ κειέηε ηεο δνκήο ηνπ εζσηεξηθνύ ηεο Γεο έγηλαλ θνληά ζην ηέινο ηνπ πεξαζκέλνπ αηώλα όηαλ ηέζεθαλ ζε ζπζηεκαηηθή ιεηηνπξγηά ηα πξώηα αμηόπηζηα ζεηζκόκεηξα ελώ νη πξώηεο γεληθέο γλώζεηο γηα ηε δνκή απηή απνθηήζεθαλ γύξσ ζην ηέινο ηεο πξώηεο δεθαεηίαο ηνπ αηώλα καο. Έηζη νη αζπλέρεηεο πνπ ρσξίδνπλ ην θινηό από ηνλ καλδύα θαη ηνλ καλδύα από ηνλ ππξήλα αλαθαιύθζεθαλ ην 1909 θαη 1913 από ηνλ έξβν Mohorovicic θαη ηνλ Γεξκαλό Gutenberg.
εκαληηθά ζπλέβαιαλ ζηελ αλάπηπμε ηεο Γεσθπζηθήο ηα «Γηεζλή Γεσθπζηθά Έηε» πνπ είλαη ρξνληθά δηαζηήκαηα θαηά ηα νπνία κε θνηλή ζπκθσλία επηζηήκνλεο δηαθόξσλ ρσξώλ ζπλεξγάζηεθαλ γηα ηελ πξαγκαηνπνίεζε γεσθπζηθήο έξεπλαο κε ηελ πιαηύηεξε ζεκαζία ηνπ όξνπ «Γεσθπζηθή». Σν πξώην δηεζλέο γεσθπζηθό έηνο ήηαλ ην 1882-1883 θαηά ην νπνίν έγηλαλ κεηαμύ άιισλ θαη παξαηεξήζεηο πνπ αθνξνύλ ην βόξεην ζέιαο θαη ην καγλεηηθό πόιν ηεο Γεο. Σν δεύηεξν δηεζλέο γεσθπζηθό έηνο ήηαλ ην 1932-1933 θαηά ην νπνίν έγηλαλ θπξίσο έξεπλεο γηα ηελ αζύξκαηε ηειεπηθνηλσλία. Σν ηξίην γεσθπζηθό έηνο ήηαλ από 1-7-1957 κέρξη 31-12-1958 πνπ ζπγθεληξώζεθε ζεκαληηθό γεσθπζηθό πιηθό θαη ηέζεθαλ νη βάζεηο γηα ηελ ιύζε πνιιώλ γεσθπζηθώλ πξνβιεκάησλ.
Σν ζεκαληηθόηεξν ίζσο ζηαζκό ζηελ ηζηνξία ηεο Φπζηθήο ηνπ Δζσηεξηθνύ ηεο Γεο απνηέιεζε ην «πξόγξακκα ηνπ άλσ καλδύα». Απηό πξνηάζεθε σο έλα πξόγξακκα δηεζλνύο ζπλεξγαζίαο γηα ηελ έξεπλα ηεο «ζηέξεαο Γεο». Σν δηάζηεκα 1960-1964 ήηαλ ε πεξίνδνο ζρεδηαζκνύ ηνπ πξνγξάκκαηνο απηνύ. Απηό πινπνηήζεθε ζην δηάζηεκα 1965-1970 όπνπ θαη πξαγκαηνπνηήζεθαλ όια ηα επηηεύγκαηα ηνπ. Με βάζε ην πξόγξακκα απηό κειεηήζεθαλ νη κεραληθέο ηδηόηεηεο ηνπ άλσ καλδύα όπνπ εδξάδνπλ ηα αηηία όισλ ζρεδόλ ησλ γεσδπλακηθώλ θαηλνκέλσλ πνπ παξαηεξνύληαη ζηελ επηθάλεηα ζηεο Γεο.
Ζ ζπιινγή ηεξαζηίνπ πιηθνύ γεσθπζηθώλ παξαηεξήζεσλ κε ζύγρξνλα γεσθπζηθά όξγαλα κεγάιεο αθξίβεηαο πνπ ιακβάλεη ρώξα ηελ ηειεπηαία εηθνζαεηία θαη ε γξήγνξε επεμεξγαζία ηνπ πιηθνύ απηνύ κε ηελ ρξήζε ειεθηξνληθνύ ππνινγηζηή κεγάιεο ηαρύηεηαο θαη κλήκεο έξεπλα πνπ αθόξα ηελ αλάπηπμε κεγάισλ πηέζεσλ κε θύκαηα ζηηγκηαίαο δηάξθεηαο ζπλέβαιαλ ζηελ αλάπηπμε ηεο Γεσθπζηθήο επηζηήκεο, ε ζεσξεηηθή.
Έηζη ζηα ρξόληα απηά αλαθαιύθζεθαλ νη αλαζηξνθέο ηνπ γεσκαγλεηηθνύ πεδίνπ θαη εληνπίζηεθε νξηζηηθά ε πεγή ηνπ πεδίνπ απηνύ ζηνλ ππξήλα ηεο Γεο, επαιεζεπηηθέ ε κεηάζεζε ησλ επείξσλ θαη ε ζεσξία ηεο Ηζνζηαζίαο δηεξεπλήζεθαλ νη πεγέο ηεο γεσζεξκόηεηαο, επηλνήζεθαλ θαη ρξεζηκνπνηήζεθαλ λέεο γεσθπζηθέο κέζνδνη όπσο ε κειέηε ηεο Γεο κε βάζε ηελ ειεύζεξε ηαιάλησζε απηήο, ππνδεηρηήθαλ λέεο ζεσξίεο όπσο είλαη ε ζεσξία ησλ ιηζνζθαηξηθώλ πιαθώλ θαη επεθηάζεθε ε γεσθπζηθή εξεύλα θαη ζηελ ειήλε γηα ηελ νπνία κε ζύγρξνλε ηερλνινγία απνθηήζεθαλ γλώζεηο ζε ιίγνπο κήλεο πνπ είραλ απνθηεζεί γηα ηε Γε ζε δηάζηεκα αξθεηώλ δεθαεηηώλ.
2.2 ΘΔΧΡΙΑ ΓΔΧΦΤΙΚΧΝ ΓΙΑΚΟΠΗΔΧΝ
Γεσθπζηθή είλαη ε επηζηήκε πνπ βξίζθεη εθαξκνγή ζηνπο Νόκνπο ηεο Φπζηθήο γηα ηελ κειέηε ηεο Γεο. Ζ γεσθπζηθή κειεηά ηηο θπζηθέο ηδηόηεηεο ηεο Γεο από ην ππξήλα κέρξη θαη ηελ εμσηεξηθή αηκόζθαηξα. Πξνιακβάλεη ηελ κειέηε ηεο ζηεξεάο’’ Γεο, ζάιαζζαο, αηκόζθαηξαο θαη ηνλόζθαηξαο. Έρεη ππεξηζρύζεη ζηνλ δηεζλή θόζκν ε Γεσθπζηθή λα είλαη όκνηα κε ηελ Φπζηθή ηεο ΄΄ζηεξεάο΄΄ Γεο, δειαδή ηεο Φπζηθή ηνπ ππξήλα ηεο Γεο θαζώο γηα ηηο άιιεο επηζηήκεο ππάξρνπλ νη αλάινγεο κέζνδνη όπσο γηα παξάδεηγκα Χθεαλνγξαθία, Μεηεσξνινγία, Φπζηθή ηεο αηκόζθαηξαο θαη άιια.
Ζ Γεσθπζηθή αλήθεη ζηνλ θιάδν ησλ Γεσεπηζηεκώλ όπνπ αλήθνπλ νη αθόινπζνη θιάδνη ηεο Γεσινγίαο, Γεσγξαθίαο, Γεσρεκείαο θαη Γεσδαηζίαο.
Όπσο ε Φπζηθή ρσξίδεηαη ζε δηάθνξνπο θιάδνπο αλάινγα κε ην εξεπλεηηθό ηεο πεδίν έηζη θαη ε Γεσθπζηθή ρσξίδεηαη ζε επηκέξνπο θιάδνπο νη νπνίνη είλαη :
εηζκνινγίαο: Μειεηά ην θαηλόκελν ηνπ ζεηζκνύ θαζώο θαη ηελ δνκή ηνπ εζσηεξηθνύ ηεο Γεο.
Γεσδπλακηθήο: Μειεηά ηηο θηλήζεηο ησλ κεγάισλ επηθαλεηαθώλ ηκεκάησλ ηεο Γεο.
Βαξπηόκεηξηαο : Μειεηά ην πεδίν βαξύηεηαο ηεο Γεο.
Γεσκαγλεηηζκόο : Μειεηά ην καγλεηηθό πεδίν ηεο Γεο.
Γεσειεθηξηζκόο : Μειεηά ην ειεθηξηθό πεδίν ηεο Γεο.
Γεσζεξκίαο : Μειεηά ηελ ζεξκηθή θαηάζηαζε ηεο Γεο.
Γεσρξνλνινγίαο : Μειεηά ηνλ πξνζδηνξηζκό ειηθίαο ησλ πεηξσκάησλ ηεο Γεο.
Κνζκνινγίαο : Μειεηά ηελ πξνέιεπζε ηεο Γεο.
2.2.1 ΚΟΠΟ ΚΑΙ ΔΦΑΡΜΟΓΔ ΣΗ ΓΔΧΦΤΙΚΗ ΔΡΔΤΝΑ
Ζ Γεσθπζηθή είλαη κηα επηζηήκε, ζπλεπώο ε γεσθπζηθή έξεπλα έρεη ζαλ ζθνπό ηελ αμηνπνίεζε ησλ γεσθπζηθώλ γλώζεσλ γηα πξαθηηθνύο ζθνπνύο. Ζ εθαξκνζκέλε γεσθπζηθή έξεπλα έρεη κεγάιε πξαθηηθή ζεκαζία δηόηη κε ηηο γεσθπζηθέο κεζόδνπο κπνξνύκε θαη :
κειεηάκε ηελ δνκή θαη ηηο γεσδπλακηθέο δηαδηθαζίεο πνπ ιακβάλνπλ ελεξγό δξάζε ζην θινηό θαη ζηνλ πάλσ καλδύα ηεο Γεο νη νπνίεο θαζνξίδνπλ ηηο ζέζεηο πνιιώλ δνκώλ νηθνλνκηθήο ζεκαζίαο.
εληνπίδνπκε ζηα επηθαλεηαθά ζηξώκαηα ηνπ θινηνύ ηεο Γεο δνκέο πνπ ζρεηίδνληαη κε ηα θνηηάζκαηα πεηξειαίνπ ή θπζηθώλ αεξίσλ κε κεηαιιεύκαηα κε πεγέο γεσζεξκηθήο ελέξγεηαο κε νξπθηνύο άλζξαθεο θαη άιια.
Καζώο επίζεο κπνξνύκε λα πξνζδηνξίζνπκε ηηο κεραληθέο ηδηόηεηεο ησλ επηθαλεηαθώλ ζηξσκάησλ ηεο Γεο πνπ έρνπλ ζρέζε κε ηελ θαηαζθεπή ηερληθώλ έξγσλ γηα παξάδεηγκα γηα ηελ θαηαζθεπή θξάγκαηνο ή θαη γέθπξαο.
θνπόο ηεο Δθαξκνζκέλεο Γεσθπζηθήο είλαη ν εληνπηζκόο δνκώλ νηθνλνκηθνύ ή άιινπ ελδηαθέξνληνο.
Μέζνδνη ηεο εθαξκνζκέλεο γεσθπζηθήο είλαη:
εηζκηθέο
Βαξπηηθέο
Μαγλεηηθέο
Ζιεθηξηθέο
Ζιεθηξνκαγλεηηθέο
Ραδηνκαγλεηηθέο
Θεξκηθέο
Γεσινγηθή έξεπλα
Τδξνγεσινγία
Δληνπηζκό θνηηαζκάησλ
Πεξηβαιινληηθέο κειέηεο
Αξραηνκεηξία
2.2.2 ΣΡΟΠΟΙ ΜΔΣΡΗΗ ΓΔΧΦΤΙΚΗ ΔΡΔΤΝΑ
Ζ γεσθπζηθή έξεπλα βαζίδεηαη θπξίσο ζηε ζπιινγή επεμεξγαζία θαζώο θαη εξκελεία γεσθπζηθώλ κειεηώλ πνπ γίλνληαη απεπζείαο ζηε θύζε κε ρξήζε γεσθπζηθώλ νξγάλσλ. Καηά ηελ δηαδηθαζία απηή πξαγκαηνπνηείηε κέηξεζε δηαθόξσλ θπζηθώλ πνζνηήησλ θαη αθνινπζεί θαη ε εξκελεία απηώλ ζε ζπλάξηεζε κε άιιεο θπζηθέο
πνζόηεηεο ε νπνίεο πεξηγξάθνπλ ακεζόηεξα ηηο ηδηόηεηεο ηεο Γεο θαη ηηο θπζηθέο δηαδηθαζίεο ζην εζσηεξηθό ηεο.
Οη κεηξήζεηο πνπ πξαγκαηνπνηνύληαη είλαη νη αθόινπζεο :
Υξόλνο δηαδξνκήο
Πιάηε ζεηζκηθώλ θπκάησλ
Έληαζε ηνπ πεδίνπ βαξύηεηαο
Έληαζε γεσκαγλεηηθνύ πεδίνπ
Ρνε ζεξκόηεηαο από ην εζσηεξηθό ηεο Γεο
Ραδηελέξγεηα πεηξσκάησλ
Όιεο απηέο νη κεηξήζεηο γίλνληαη κε ηα αλάινγα όξγαλα όπσο :
εηζκνγξάθνο
Βαξπηόκεηξα
Μαγλεηόκεηξα
Θεξκόκεηξα
Μεηξεηέο ξαδηελέξγεηαο
Σα πνην ζύλεζεο κεγέζε θπζηθά πνπ ςάρλνπκε είλαη ε ππθλόηεηα, πίεζε, ζεξκνθξαζία ηνπ εζσηεξηθνύ ηεο Γεο. Σα κεγέζε απηά καο πιεξνθνξνύλ γηα πνιιέο δξαζηεξηόηεηεο ησλ πεηξσκάησλ ηεο Γεο. ηελ παξνύζα πηπρηαθή γηα ηνλ εληνπηζκό ηνπ θνηηάζκαηνο CO2 ρξεζηκνπνηήζεθε ε ειεθηξνκαγλεηηθή κέζνδνο ησλ καγλεηνηειινπξηθώλ ξεπκάησλ.
2.3 ΓΔΧΦΤΙΚΔ ΚΑΣΑΓΡΑΦΔ ΔΝΣΟ ΓΔΧΣΡΗΗ (LOGGING) 2.3.1 ΙΣΟΡΙΑ - ΔΙΑΓΧΓΗ
Ζ µέζνδνο ησλ γεσθπζηθώλ θαηαγξαθώλ - δηαγξαθηώλ (geophysical well logging) ζπλίζηαηαη ζηελ εθαξκνγή δηαθόξσλ γεσθπζηθώλ µεζόδσλ εληόο µίαο γεώηξεζεο.
Πξσηνεηζήρζεθε ζηελ γεσθπζηθή έξεπλα από ηνπο αδειθνύο Schlumberger ην 1930 ζηελ Γαιιία µε ηελ εθπόλεζε µεηξήζεσλ εηδηθήο ειεθηξηθήο αληίζηαζεο θαη θπζηθνύ δπλαµηθνύ (ρήκα 2.1).
ρήκα 2.1:(α) Ζ µνλάδα µεηξήζεσλ γεσθπζηθώλ δηαγξαθηώλ ησλ αδειθώλ Schlumberger, (β) Ζ πξώηε γεσθπζηθή δηαγξαθία εηδηθήο ειεθηξηθήο αληίζηαζεο.
Σν 1935 παξνπζηάζηεθε ε ηερληθή ππνινγηζµνύ ησλ θιίζεσλ ησλ γεσινγηθώλ ζρεµαηηζµώλ πνπ ηέµλνπλ µία γεώηξεζε (dipmeter log). Σν 1948 εθαξµόζζεθε ε ηερληθή ησλ γεσθπζηθώλ δηαγξαθηώλ αθηηλνβνιίαο γάµµα (gamma logs) θαη λεηξνλίσλ (neutron logs). Σελ δεθαεηία ηνπ 1950 αλαπηύρζεθαλ νη ηερληθέο ηεο εζηηαζµέλεο εηδηθήο αληίζηαζεο (focused resistivity log) θαη επαγσγήο (induction log). Σελ δεθαεηία ηνπ 1960 άξρηζαλ νη πξώηεο ςεθηαθέο θαηαγξαθέο θαη εµθαλίζζεθε ε ζεηζµηθή δηαγξαθία πιήξνπο θπµαηνµνξθήο (sonic logs). Σo 1975 παξνπζηάζηεθε ε µέζνδνο ηεο γεσαπεηθόληζεο µέζα ζε γεσηξήζεηο (borehole televiewer) ελώ ην 1980 εµθαλίζηεθε ην radar γεσηξήζεσλ. Έθηνηε ε ηερληθή ησλ γεσθπζηθώλ δηαγξαθηώλ είρε µία ξαγδαία αλάπηπμε.
Ζ ρξεζηµόηεηα ησλ γεσθπζηθώλ δηαγξαθηώλ είλαη όηη ζε πνιιέο πεξηπηώζεηο είλαη ε µόλε ελαιιαθηηθή µέζνδνο ζπιινγήο πιεξνθνξηώλ γηα ηνπο ζρεκαηηζκνύο πνπ δηαπεξλά µία γεώηξεζε θαη µάιηζηα ζηνλ επξύηεξν από ηελ γεώηξεζε πεξηβάιινληα ρώξν. Γηα παξάδεηγκα ζηελ πεξίπησζε παιηώλ γεσηξήζεσλ όπνπ δελ ππάξρνπλ δείγµαηα αιιά θαη ζε λέεο γεσηξήζεηο ηηο πεξηζζόηεξεο θνξέο ηα δείγκαηα ηνπ γεσηξεπαληζηή είλαη πνιύ δύζθνιν λα εξµελεπζνύλ θαζ’ όηη µέρξη λα θηάζνπλ ζηελ επηθάλεηα δηαηαξάζζνληαη θαη αλαµεηγλύνληαη µε ηα γεσηξεηηθά ξεπζηά ηεο γεώηξεζεο.
Δπηπιένλ θαη ζηελ πεξίπησζε πνπ έρνπλ ιεθζεί αδηαηάξαθηα δείγµαηα (θαξόηα) ε πιεξνθνξία πνπ παίξλνπµε από απηά πεξηνξίδεηαη ζηνλ πνιύ θνληά ζηελ γεώηξεζε ρώξν. Δπίζεο ζηελ πεξίπησζε ζσιελσµέλσλ γεσηξήζεσλ ε µέζνδνο ησλ γεσθπζηθώλ δηαγξαθηώλ είλαη ε µόλε ε νπνία µπνξεί λα µαο δώζεη πιεξνθνξίεο γηα ηνπο γεσινγηθνύο ζρεµαηηζµνύο πνπ πεξηβάιινπλ ηελ γεώηξεζε.
2.3.2 ΣΡΟΠΟ ΔΚΣΔΛΔΗ ΓΔΧΦΤΙΚΧΝ ΚΑΣΑΓΡΑΦΧΝ
Έλα ζύζηεκα εθηέιεζεο γεσθπζηθώλ θαηαγξαθώλ (ρήκα 2.2) πεξηιακβάλεη ηνλ παξαθάησ εμνπιηζκό:
Έλαλ ειεθηξνληθό ππνινγηζηή.
Έλα ζύζηεκα (κνλάδα) επηθαλείαο γηα ηελ ιεηηνπξγία ησλ θσξαηώλ, θαζώο επίζεο θαη γηα ηελ ζπιινγή & επεμεξγαζία ησλ θαηαγεγξακκέλσλ δεδνκέλσλ.
Έλα βαξνύιθν κε θαιώδην επηθνηλσλίαο γηα ηελ θάζνδν θαη άλνδν ησλ θσξαηώλ εληόο ησλ γεσηξήζεσλ.
ρήκα 2.2: ρεκαηηθή πεξηγξαθή ηνπ ηξόπνπ εθηέιεζεο κηαο Γεσθπζηθήο Καηαγξαθήο
Αληίζηνηρα θαιώδηα ζύλδεζεο κεηαμύ ησλ ζπζηεκάησλ.
Μία ηξνραιία, κε ζύζηεκα θαηαγξαθήο βάζνπο.
Έλαλ εθηππσηή.
Σνπο αληίζηνηρνπο θσξαηέο.
Σν ζύζηεκα ηξνθνδνζίαο ειεθηξηθνύ ξεύκαηνο 220V & 12V (γελλήηξηα παξνρήο ξεύκαηνο ή ζηαζεξή ιήςε).
Έλα όρεκα κεηαθνξάο σο θηλεηό ζπλεξγείν.
Ζ θεθαιή ηνπ Φσξαηή, ζπλδέεηαη ζηελ θεθαιή ηνπ βαξνύιθνπ.
Σν ζπξκαηόζρνηλν ηνπ βαξνύιθνπ θέξεη εζσηεξηθά θαιώδηα, γηα ηελ ειεθηξηθή επηθνηλσλία ηνπ Φσξαηή κε ην ζύζηεκα επεμεξγαζίαο ησλ δεδνκέλσλ, ην νπνίν βξίζθεηαη ζηελ επηθάλεηα.
Σν βαξνύιθν ζπλδέεηαη κέζσ θαισδίνπ, κε ηε κνλάδα επεμεξγαζίαο ησλ δεδνκέλσλ.
Ζ κνλάδα επεμεξγαζίαο ησλ δεδνκέλσλ ζπλδέεηαη κέζσ θαισδίνπ, κε ειεθηξνληθό ππνινγηζηή γηα απεηθόληζε ησλ θαηαγεγξακκέλσλ δεδνκέλσλ ζηελ νζόλε.
Με ηελ βνήζεηα ηεο ηξνραιίαο ν Φσξαηήο θαηέξρεηαη θαη αλέξρεηαη εληόο γεώηξεζεο.
Ζ ηξνραιία θέξεη κεηξεηή βάζνπο, γηα δεδνκέλα θαηαγξαθήο βάζνπο όηαλ εθηειείηαη κηα νπνηαδήπνηε Καηαγξαθή.
Μεηά ην πέξαο ηεο Καηαγξαθήο, ηα δεδνκέλα ηππώλνληαη ζε ζπλερόκελν ραξηί κε ρξήζε εθηππσηή, ν νπνίνο είλαη ζπλδεδεκέλνο κέζσ θαισδίνπ κε ηνλ ειεθηξνληθό ππνινγηζηή.
Οη γεσθπζηθέο δηαγξαθίεο µπνξνύλ λα δηαρσξηζηνύλ ζε δύν γεληθέο θαηεγνξίεο, ηηο ζηαηηθέο ή παζεηηθέο θαη ηηο δπλαµηθέο. Οη πξώηεο µεηξνύλ ππάξρνληα θπζηθά πεδία θαη παξαµέηξνπο ησλ ζρεµαηηζµώλ ρσξίο ηελ εθαξµνγή θάπνηνπ ζήµαηνο δηέγεξζεο ελώ νη δεύηεξεο µεηξνύλ ηελ απόθξηζε ησλ ζρεµαηηζµώλ ζε επαγόµελα πεδία.
Οη θπξηόηεξεο ζηαηηθέο µέζνδνη είλαη
- Ζ µέζνδνο ηνπ θπζηθνύ δπλαµηθνύ (SP logging) Ζ µέζνδνο Caliper
- H µέζνδνο µέηξεζεο ηεο ηαρύηεηαο ησλ ξεπζηώλ (flowmeterlog) - Ζ µέζνδνο µέηξεζεο ηεο ζεξµνθξαζίαο (Tlog)
Οη θπξηόηεξεο δπλαµηθέο µέζνδνη είλαη
- Ζ µέζνδνο µέηξεζεο ηεο εηδηθήο ειεθηξηθήο αληίζηαζεο (resistivitylog) - Ζ µέζνδνο gamma-gamma
- Ζ µέζνδνο Neutron-Gamma
Οη παξάµεηξνη γηα ηηο νπνίεο ζπλήζσο θαηαγξάθνπµε πιεξνθνξίεο µε ηηο παξαπάλσ ηερληθέο είλαη ην πνξώδεο, ν βαζµόο θνξεζµνύ, ε µεηαιινθνξία, ε πνηόηεηα ησλ πεηξσµάησλ, ε πδξαπιηθή αγσγηµόηεηα, ε ζεξµηθή ξνή θιπ. Σν βάζνο αλίρλεπζεο δηαθέξεη από µέζνδν ζε µέζνδν (ρήκα 2.3).
ρήκα 2.3: Βάζνο αλίρλεπζεο ησλ θπξηόηεξσλ µεζόδσλ γεσθπζηθήο δηαγξαθίαο.
Ο Πίλαθαο 2.1: παξνπζηάδεη ηα ζπγθξηηηθά πιενλεθηήµαηα ησλ ηερληθώλ γεσθπζηθήο δηαγξαθίαο πνπ επξίζθνληαη ζε ρξήζε ζήµεξα.
Πίλαθαο 2.1: πγθξηηηθά πιενλεθηήκαηα ησλ ηερληθώλ γεσθπζηθήο δηαγξαθίαο
3. ΚΔΦΑΛΑΙΟ 3 ΓΔΧΛΟΓΙΑ 3.1 ΓΔΧΛΟΓΙΑ ΔΤΡΤΣΔΡΗ ΠΔΡΙΟΥΗ
ρήκα 3.1 :Υάξηεο Διιεληθώλ Γεσηεθηνληθώλ Εσλώλ.
Ζ πεξηνρή έξεπλαο γεσινγηθά εληάζζεηαη ζηελ Πειαγνληθή Γεσηεθηνληθή Εώλε (ρήκα 3.1). Σν ππόβαζξν ηεο πεξηνρήο απνηειείηαη από αλζξαθηθά πεηξώκαηα Μέζνπ Σξηαδηθνύ – Κάησ Ηνπξαζηθνύ θαη θξπζηαιινζρηζηώδε πεηξώκαηα ηεο Πειαγνληθήο Εώλεο.
Σα επηθαλεηαθά ηδήκαηα πνπ απνηεινύλ θαη ην θύξην αληηθείκελν ηεο έξεπλαο αλήθνπλ ζηελ Νενγελή – Σεηαξηνγελή ηδεκαηνγελή ιεθάλε Φιώξηλαο – Πηνιεκαΐδαο. Ζ ιεθάλε Φιώξηλαο – Πηνιεκαΐδαο απνηειεί ηελ πην ελδηαθέξνπζα λενγελή ιεθάλε ηνπ Διιεληθνύ ρώξνπ ιόγσ ησλ πινύζησλ ιηγληηηθώλ θνηηαζκάησλ ηεο, ηα νπνία ηελ θαζηέξσζαλ σο ην ελεξγεηαθό θέληξν ηεο Διιάδαο. Ξεθηλάεη από ην Μνλαζηήξη ησλ
θνπίσλ θαη δηακέζνπ Φιώξηλαο, Ακπληαίνπ θαη Πηνιεκαΐδαο θηάλεη κέρξη ηελ Κνδάλε κε γεληθή δηεύζπλζε ΒΒΓ – ΝΝΑ. Έρεη ζπλνιηθό κήθνο 100 ρηιηόκεηξα πεξίπνπ θαη κέζν πιάηνο 15 ρηιηόκεηξα. Ζ γεσινγηθή ηεο ηνπνζέηεζε είλαη επίζεο ελδηαθέξνπζα γηαηί είλαη παξάιιειε ζηνλ νξενγξαθηθό – νξνγελεηηθό άμνλα ησλ Διιελίδσλ ζεηξώλ θαη ε
πξώηε λενγελήο ιεθάλε πίζσ (Αλαηνιηθά) από ηε Μέζν ειιεληθή κνιαζζηθή αύιαθα θαη παξάιιειε πξνο απηήλ. Σα ηδήκαηα ηεο ιεθάλεο είλαη από θάησ πξνο ηα πάλσ :
Κξνθαινπαγή
Φακκίηεο
Μάξγεο
Ξπιίηεο Αλώηεξνπ Μεηόθαηλνπ – Καηώηεξνπ Πιεηόθαηλνπ
Φακκίηεο κάξγεο, κάξγεο, ςακκίηεο θαη θπξίσο άξγηινη κε παξεκβνιέο ιηγληηηθώλ ζηξσκάησλ ειηθίαο Πιεηόθαηλνπ
Κξνθαινπαγή, ςακκίηεο θαη εξπζξνπεινί Πιεηζηόθαηλνπ.
Όια απηά ηα ηδήκαηα ηεο ιεθάλεο είλαη ρεξζαία, πνηακνρεηκάξηα θαη ιηκλαία, ηα νπνία πεξηιακβάλνπλ ηνπο ιηγλίηεο. Παξάιιεια ζηνπο ζρεκαηηζκνύο απηνύο εληνπίδνληαη ζεκαληηθά θνηηάζκαηα CO2, όπσο αλαιύνληαη ζηελ παξνύζα πηπρηαθή εξγαζία.
ηα ζρήκα 3.2 παξαηίζεηαη απόζπαζκα ηνπ γεσινγηθνύ ράξηε ηεο πεξηνρήο κειέηεο θαζώο θαη ην ππόκλεκα ηνπ. Δηδηθόηεξα, παξαηίζεηαη θαη ε ζηξσκαηνγξαθηθή ζηήιε (βιέπε ζρ. 3.3) ηεο πεξηνρήο όπνπ ππνδεηθλύεη ηελ έληνλε παξνπζία ησλ ηδεκαηνγελώλ ζρεκαηηζκώλ ηνπ ηεηαξηνγελνύο θαη ηνπ λενγελνύο, κε πάρνο πνπ μεπεξλά ηα 500 κέηξα.
ρήκα 3.2: Απόζπαζκα γεσινγηθνύ ράξηε πεξηνρή κειέηεο (Φύιιν Βεύεο Η.Γ.Μ.Δ.) Περιοχή Μελζτης
ΤΠΟΜΝΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΚΟΤ ΧΑΡΣΗ
ΣΕΣΑΡΣΟΓΕΝΕ
ΟΛΟΚΑΙΝΟ
ύγχρονες Προσχώσεις: ασύνδετα κυρίως υλικά στις κοίτες των ποταμών και χειμάρρων.
Αλλουβιακές Αποθέσεις: άργιλοι, άμμοι, χαλίκια.
ΠΛΕΙΣΤΟΚΑΙΝΟ
Κροκαλοπαγή, Ψαμμίτες, Άμμοι και
Κοκκινοχώματα: ποταμοχειμαρρώδους προελεύσεως, προς το εσωτερικό της λεκάνης οι σχηματισμοί γίνονται πιο λεπτομερείς.
ΝΕΟΓΕΝΕ
ΠΟΝΤΙΟ (;)
Ασβεστόλιθοι, Μάργες: λευκοκίτρινοι μέχρι λευκόφαιοι, συμπαγείς απολιθωματοφόροι μαργαϊκοί ασβεστόλιθοι, μάργες
που εναλλάσσονται με τεφροπράσινες αργιλικές μάργες και αργίλους. Στα βαθύτερα στρώματα αναπτύσσονται μαργαίκοί ασβεστόλιθοι, μάργες με λεπτές διαστρώσεις λιγνίτη, αργιλούχες
μάργες με εναλλαγές λιγνιτομιγών αργίλων και πλήθος σωματιδίων και στρωμάτων λιγνίτη και ξυλίτη.
ρήκα 3.3: ηξσκαηνγξαθηθή ζηήιε ζρεκαηηζκώλ πεξηνρήο κειέηεο (Φύιιν Βεύεο Η.Γ.Μ.Δ.)
4. ΚΔΦΑΛΑΙΟ 4
ΔΦΑΡΜΟΓΗ ΓΔΧΦΤΙΚΧΝ ΓΙΑΚΟΠΗΔΧΝ ΣΟΝ ΔΝΣΟΠΙΜΟ ΓΙΟΞΔΙΓΙΟΤ ΣΟΤ ΑΝΘΡΑΚΑ (CO2) - ΑΠΟΣΔΛΔΜΑΣΑ &
ΔΡΜΗΝΔΙΑ
4.1 ΔΦΑΡΜΟΓΗ ΜΑΓΝΗΣΟΣΔΛΛΟΤΡΙΚΗ ΜΔΘΟΓΟΤ – ΑΡΥΗ ΛΔΙΣΟΤΡΓΙΑ
Γηα ηελ ραξηνγξάθεζε θαη ηνλ εληνπηζκό ηνπ θνηηάζκαηνο CO2 ζηελ ΒΓ Διιάδα ρξεζηκνπνηήζεθε ην γεσθπζηθό όξγαλν STRAGEM ΔH4 (Electrical Conductivity Imaging System – Hybrid Source Magnetotellurics) ηεο GEOMETRICS INC. Σν ζπγθεθξηκέλν όξγαλν βαζίδεηαη ζηε ζεσξία ηεο δηάδνζεο ησλ ειεθηξνκαγλεηηθώλ θπκάησλ γηα ηελ κέηξεζε ηεο πξαγκαηηθήο εδαθηθήο αληίζηαζεο ζε κεγάια βάζε κε ζηόρν ηνλ θαζνξηζκό γεσινγηθώλ ζρεκαηηζκώλ, δνκώλ, πδξνθόξσλ, πθάικπξσλ νξηδόλησλ, γεσζεξκηθώλ πεδίσλ θηι. Σα απνηειέζκαηα ππνινγίδνληαη από ηελ κέηξεζε ηεο ζπρλόηεηαο θπζηθώλ πεδίσλ πνπ πξνέξρνληαη από ειεθηξνκαγλεηηθέο αλσκαιίεο ζηελ αηκόζθαηξα. Οη ζπρλόηεηεο απηέο έρνπλ έλα επξύ θάζκα ην νπνίν θπκαίλεηε κεηαμύ 10 Hzθαη 70 Hz. Σν ζπγθεθξηκέλν θάζκα κε βάζε ηε ζεσξία δηάδνζεο ησλ ειεθηξνκαγλεηηθώλ θπκάησλ δίλεη ηε δπλαηόηεηα κέηξεζεο ηεο ειεθηξηθήο αληίζηαζεο ζε κεγάια βάζε (βάζνο δηείζδπζεο δ=500√ξ/f). Οη ζπρλόηεηεο απηέο δηαρσξίδνληαη ζε δπν επηκέξνπο θάζκαηα θαηαγξαθήο ηα όπνηα είλαη :
Υακεινύ θάζκαηνο (10Hzκέρξη 1 kHz)
Τςεινύ θάζκαηνο (1 kHz κέρξη 70 kHz)
ε νξηζκέλεο πεξηπηώζεηο ηα πεδία απηά δελ είλαη απνιύησο δηαζέζηκα. Ζ πβξηδηθή ηερλνινγία ηνπ Stratagem EH4 (ρήκα 4.1) βνεζάεη λα μεπεξαζηεί απηό ην πξόβιεκα.
Τβξηδηθή ηερλνινγία ζεκαίλεη όηη ρξεζηκνπνηείηαη έλαο ζπλδπαζκόο θπζηθώλ ειεθηξνκαγλεηηθώλ θπκάησλ θαη ηερλεηώλ, πνπ εθπέκπνληαη από ηνλ πνκπό. ε θάζε ζεκεηαθή κέηξεζε κεηξώληαη δύν ειεθηξνκαγλεηηθά πεδία, θάζεηα κεηαμύ ηνπο.
Ζιεθηξόδηα ρξεζηκνπνηνύληαη γηα ηελ θαηαγξαθή ησλ κεηξήζεσλ ησλ ειεθηξηθώλ πεδίσλ θαη πςειήο επαηζζεζίαο καγλεηηθνί αηζζεηήξεο γηα ηελ κέηξεζε ησλ αληίζηνηρσλ καγλεηηθώλ πεδίσλ. Ο ππνινγηζκόο ησλ ειεθηξηθώλ πεδίσλ γίλεηαη κε κέηξεζε ηεο δηαθνξάο δπλακηθνύ κεηαμύ δύν ειεθηξνδίσλ (π.ρ. ειεθηξόδηα Ex0 θαη Ex1), ελώ ηα αληίζηνηρα καγλεηηθά κεηξώληαη κε ηελ ρξήζε θαηάιιεισλ καγλεηόκεηξσλ (π.ρ. Ζy). Σα κεηξήζηκα πεδία, αξρηθά θαηαγξάθνληαη από κηα
αλαινγηθή θνλζόια (Analog Front End) θαη ζηε ζπλέρεηα νδεγνύληαη ζηελ θεληξηθή κνλάδα γηα ςεθηαθή κεηαηξνπή θαη επεμεξγαζία. Με ηηο κεηαηξνπέο ησλ ρξόλσλ αθίμεσλ ζηα αληίζηνηρα πιάηε ζπρλνηήησλ (κεηαζρεκαηηζκνί Fourier), ηνπ ειεθηξηθνύ θαη ηνπ θάζεηνπ ζην ειεθηξηθό καγλεηηθνύ πεδίνπ, ππνινγίδνληαη θακπύιεο θαηλόκελεο αληίζηαζεο ζε ζρέζε κε ηηο αληίζηνηρεο ζπρλόηεηεο, νη νπνίεο ζηε ζπλέρεηα αλάγνληαη ζε θακπύιεο πξαγκαηηθήο αληίζηαζεο ζε ζρέζε κε ην βάζνο.
ρήκα 4.1 : Γηάηαμε STRATAGEM EH4
4.2 ΣΔΥΝΙΚΔ ΠΡΟΓΙΑΓΡΑΦΔ
Σν Stratagem EH4 απνηειεί λέα ηερλνινγία ζηε κέηξεζεο ηεο εηδηθήο ειεθηξηθήο αληίζηαζεο ζρεκαηηζκώλ (Γεσειεθηξηθέο Βπζνζθνπήζεηο & Σνκνγξαθίεο), βαζηδόκελν, όπσο πξναλαθέξζεθε, ζηε ζεσξία δηάδνζεο ησλ ειεθηξνκαγλεηηθώλ θπκάησλ γηα ηελ κέηξεζε ηεο πξαγκαηηθήο εδαθηθήο αληίζηαζεο ζε κεγάια βάζε. Παξαθάησ αλαπηύζζνληαη ηα βαζηθά ραξαθηεξηζηηθά θαη νη πξνδηαγξαθέο ηνπ.
ηεξίδεηαη ζηε καγλεηνηειινπξηθή κέζνδν γεσθπζηθώλ δηαζθνπήζεσλ.
Γεκηνπξγία πεδίνπ εθπνκπήο ειεθηξνκαγλεηηθώλ θπκάησλ αθηίλαο 50 – 500 m2.
Δθπέκπεη θαη θαηαγξάθεη ειεθηξνκαγλεηηθά θύκαηα ζε θάζκα ζπρλόηεηαο 1 – 70 kHz.
Γηαζέηεη 2 ειεθηξηθά θαη 2 καγλεηηθά θαλάιηα αλαινγηθήο θαηαγξαθήο.
Σάζε ιεηηνπξγίαο 12 V.
Απνδίδεη σο απνηέιεζκα ηόζν ζεκεηαθέο ζέζεηο εξεπλάο (Γεσειεθηξηθέο Βπζνζθνπήζεηο VES) όζν θαη 2D ηνκνγξαθίεο.
Παξνπζηάδεη ηε κεηαβνιή ηεο πξαγκαηηθήο αληίζηαζεο (Ohm.m) ζε ζρέζε κε ην βάζνο
Σν βάζνο έξεπλαο θπκαίλεηαη από 10κ. έσο θαη πιένλ ηνπ ελόο ρηιηνκέηξνπ
4.2.1 ΔΙΓΟ ΛΟΓΙΜΙΚΟΤ ΔΠΔΞΔΡΓΑΙΑ ΓΔΓΟΜΔΝΧΝ
Ζ θαηαγξαθή θαη ε επεμεξγαζία ησλ δεδνκέλσλ πξαγκαηνπνηείηαη κε ην ινγηζκηθό παθέην αληηζηξνθήο δεδνκέλσλ γεσειεθηξηθώλ βπζνζθνπήζεσλ (VES) &
Σνκνγξαθηώλ, «Imagem».
4.2.2 ΣΔΥΝΙΚΑ ΥΑΡΑΚΣΗΡΙΣΗΚΑ
O Μαγλεηνηειινπξηθόο εμνπιηζκόο Stratagem EH4 θαηαζθεπάδεηαη από ηελ Δηαηξεία GEOMETRICS INC κε έδξα ηηο Ζ.Π.Α. πγθεθξηκέλα απνηειείηαη:
1. Πνκπόο (Model TxIM Transmitter):
2 Κεξαίεο dual lννp
Controller πνκπνύ κε θαιώδην
Καιώδην γείσζεο
2. Αλαινγηθή κνλάδα θαηαγξαθήο (Analog Front End),(Model AFE – EH4) :
6 Ζιεθηξόδηα (ModelBE – 26) κε δίπνιν θαιώδην 26 κέηξσλ.
7 αηζάιηλνη ππνδνρείο ειεθηξνδίσλ (πάζζαινη)
2 Μαγλεηόκεηξα κε θαιώδην 5 κέηξσλ ην θαζέλα
Καιώδην γείσζεο
3. Κεληξηθή κνλάδα θαηαγξαθήοStratagemEH4 (Stratagem Computer Logging Console) :
Απνηειείηαη από κηα νζόλε πγξώλ θξπζηάιισλ
θιεξό δίζθν 1.2 Gbyte
Καη κλήκε Ram 8 Mp
Πιεθηξνιόγην
Καιώδην ζύλδεζεο Κεληξηθήο κνλάδαο/AFE 30 κέηξσλ
Καιώδην ηξνθνδνζίαο κνλάδαο
Καιώδην δηθηύνπ
4.3 ΠΔΓΙΟ ΔΦΑΡΜΟΓΧΝ ΜΔ ΣΟ ΟΡΓΑΝΟ STRATAGEM
Όπσο πξναλαθέξζεθε ην STRATAGEM EH4 έρεη έλα επξύ θάζκα εθαξκνγώλ θαη ζπγθεθξηκέλα ζηελ:
Τδξνγεσινγηθή Έξεπλα, Γηαρείξηζε Τδαηηθώλ Πόξσλ (ρήκα 4.2)
Έξεπλα & Οξηνζέηεζε Γεσζεξκηθώλ Πεδίσλ
Γεσηερληθέο Δθαξκνγέο
Μεηαιιεπηηθή Έξεπλα & ρεδηαζκόο Δθκεηάιιεπζεο
Πεξηβαιινληηθέο Δθαξκνγέο
Υαξηνγξάθεζε Τπόγεησλ Γεσινγηθώλ ρεκαηηζκώλ
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
400 450 500 550
400 450 500 550 ΑΠΟΣΑΗ - ΜΗΚΟ ΣΟΜΗ (μ.)
ΑΠΟΛΤΣΟ ΤΨΟΜΕΣΡΟ (μ.)
ΠΡΑΓΜΑΣΙΚΗ ΑΝΣΙΣΑΗ (Ωhm.m)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150
ΥΔΡΟΦΟΡΟΣ ΟΡΘΖΟΝΤΑΣ
ΡΗΓΜΑ
ρήκα 4.2 : Οξηνζέηεζε πδξνθόξνπ νξίδνληα & Δληνπηζκόο - Υαξηνγξάθεζε ξήγκαηνο
4.4 ΠΛΔΟΝΔΚΣΗΜΑΣΑ
Ζ καγλεηνηειινπξηθή κέζνδνο έρεη ζπγθξηηηθά πιενλεθηήκαηα έλαληη ησλ ζπκβαηηθώλ γεσθπζηθώλ κεζόδσλ θαηαγξαθήο ηεο εηδηθήο ειεθηξηθήο αληίζηαζεο:
Γελ απαηηνύληαη εθηεηακέλα αλαπηύγκαηα ειεθηξνδίσλ θαηά ηελ εθηέιεζε ησλ δηαζθνπήζεσλ.
Δύρξεζηε, ηαρύηαηε ζηελ δηεμαγσγή ησλ κεηξήζεσλ θαη παξέρεη πςειήο αμηνπηζηίαο πιεξνθνξίεο.
Δθαξκνγή ηεο κεζόδνπ ζηηο πην δύζβαηεο πεξηνρέο
