Способ проведения геофизических исследований

009117 По заявке на данное изобретение испрашивается приоритет согласно предварительной патентной заявке США 60/547998, поданной 26 февраля 2004 г. Область техники, к которой относится изобретение Данное изобретение, в общем, относится к области геофизической разведки и, более конкретно, к электросейсмической разведке, включая выявление контура месторождения. В частности, изобретение направлено на усовершенствование конфигураций электрода для электросейсмической разведки углеводородов. Уровень техники Электросейсмический (ES, ЭС) способ представляет собой исследовательский инструмент, предназначенный для преобразования изображения между электромагнитной и сейсмической энергией. Электрический ток генерируют на нижних подземных горизонтах в результате приложения электрического потенциала между двумя или более электродами, находящимися в контакте с землей. Эти электроды могут представлять собой провода, закопанные в траншеи, трубы или стержни, размещенные в скважинах,обсадные трубы скважин или скважины, заполненные водой, или скважины, используемые для разведки или добычи углеводородов, или листы металла, закопанные рядом с поверхностью. Ток в земле, формируемый этими электродами, взаимодействует с подземными формациями, создавая сейсмические волны. Эти сейсмические волны имеют, в частности, большие амплитуды при их формировании на границе между скалистым грунтом, содержащим углеводороды, и скалистым грунтом, не являющимся месторождением. Для обеспечения эффективности этого способа в нем необходимо различать сейсмические сигналы,происходящие на поверхности или рядом с поверхностью земли, от сигналов, генерируемых на большей глубине, в частности сигналов, возникающих в углеводородных месторождениях или в других глубинных целях, представляющих интерес. Авторы настоящего изобретения обнаружили множество источников нежелательных сейсмических шумов, которые могут генерировать рядом с поверхностью электродов, включающих в себя ЭС-преобразования на мелком уровне подземных вод или на других неоднородностях скальной породы или почвы, расположенных рядом с поверхностью; возбуждение электромагнитного поля от заглубленных в грунт труб, ограждений или другой инфраструктуры; ЭС-преобразования, возникающие на границе между электродом и почвой; сейсмические волны, генерируемые в результате действия сил между расположенными рядом электрическими проводниками, по которым протекает электрический ток. При этом совершенно не очевидно, что эти источники шумов могут иметь достаточно значительные магнитуды, но авторы настоящего изобретения в ходе проведенных ими экспериментов при выполнении электросейсмической разведки обнаружили, что это именно так. Такие полевые эксперименты привели к пониманию того, что электросейсмические сигналы, возникающие рядом с электродами, могут быть более сильными, чем сигналы из больших глубин, поскольку напряженность электрического поля обычно больше рядом с электродами. Таким образом, желательно разработать способы сбора данных, которые позволили различать сигналы, генерируемые на глубине, от сигналов, генерируемых на поверхности, или которые позволили бы уменьшить амплитуду поверхностных шумов, или обеспечили бы другое средство минимизации влияния поверхностного шума. В настоящее время в ЭС-способах отсутствует технология подавления возникающих рядом с поверхностью шумов, поскольку ЭС-способ все еще остается относительно новым и нашел применение после публикации в 1999 г. американского патента 5877995 авторов Thompson and Gist. На чертежах в патенте авторов Thompson and Gist, а также в патенте США 6477113 авторов Hornbostel and Thompson,а также в международной публикацииWO 02/091020 WPO авторов Hornbostel et al., показан один набор из двух электродов, при этом испытательные данные, представленные в этих публикациях, были получены с использованием этой основной конфигурации. Такая существующая технология не позволяет различать сигналы от неглубоких и глубоких источников и не обеспечивает снижение помехи от поверхностных шумов. Настоящее изобретение удовлетворяет эту потребность. Сущность изобретения В одном варианте выполнения изобретение направлено на способ проведения геофизических исследований, включающий конфигурирование и выбор нескольких из множества расположенных рядом с поверхностью электродов, соединенных с выходами генератора-источника сигнала для передачи электрического тока в землю при электросейсмической разведке подземной формации, так чтобы ток проник на исследуемую глубину и сформировал сейсмический отклик в развернутых приемниках, обеспечивая существенное уменьшение шумов, возникающих в результате подповерхностного преобразования электромагнитной энергии в сейсмическую энергию, причем указанный способ содержит выбор методики из следующей группы:a) проведение геофизических исследований на малой глубине для формирования только подповерхностного электросейсмического отклика при выполнении глубинного исследования, генерируя таким образом коррекцию поверхностных шумов для вычитания, после нормализации, их амплитуды из-1 009117 сейсмического отклика глубинного исследования;b) размещение по меньшей мере двух электродов одной полярности для существенной минимизации подповерхностных электрических полей рядом с этими электродами, образуя таким образом область с низким уровнем поверхностных шумов;c) разработка конфигурации передающего источника и электродов, позволяющей различать подповерхностные шумы от глубинного отклика при последующей обработке данных, на основе различий сигнатуры источника;d) использование приложенного магнитного поля для модуляции подповерхностных шумов, позволяющей различать глубинный отклик при последующей обработке данных; е) размещение одного или более электропроводного компонента, причем указанные компоненты не соединены с генератором сигналов, для экранирования подповерхностной области от электрических полей, генерируемых электродами. Краткое описание чертежей Настоящее изобретение и его преимущества будут более понятными при изучении следующего подробного описания с рассмотрением приложенных чертежей, на которых: на фиг. 1 показана схема распределения поля для получения электросейсмических данных с использованием трех электродов и, кроме того, иллюстрирующая возможность отдельного измерения подповерхностного электросейсмического отклика; на фиг. 2, 3 и 5 показаны примеры конфигураций ближнего и дальнего электродов, которые создают область низкого подповерхностного электрического поля вокруг ближних электродов при поддержании сильных полей на глубине, причем на фиг. 2 используют четыре параллельных горизонтальных электрода, на фиг. 3 показан вариант компоновки, представленной на фиг. 2, в которой два ближних электрода заменены вертикальными электродами, и на фиг. 5 используют несколько ближних электродов, расположенных в конфигурации замкнутого многоугольника; на фиг. 4 показана конфигурация электрода, пригодная для охвата большой области; на фиг. 6 иллюстрируются компоновки электродов, предназначенные для минимизации близкого к поверхности магнитного поля; на фиг. 7 представлен способ модуляции подповерхностных электрических токов при приложении магнитного поля; на фиг. 8 иллюстрируется способ сбора электросейсмических данных вдоль пути при минимизации электрических полей рядом с электродами; на фиг. 9 представлено уменьшение подповерхностных электрического и магнитного полей при использовании множества электродов, включенных параллельно; на фиг. 10 представлено использование электродов, состоящих из стэков, труб или стержней, расположенных в земле, для получения компоновки, которая имитирует компоновку, представленную на фиг. 8, и дополнительно уменьшает подповерхностные электрические поля. Изобретение будет описано совместно с его предпочтительными вариантами выполнения. Однако следующее подробное специфичное описание конкретного варианта осуществления или конкретного использования изобретения предназначено только для иллюстрации и его не следует рассматривать как ограничение объема изобретения. И, наоборот, предполагается, что будут охвачены все альтернативы,модификации и эквиваленты, которые могут быть включены в сущность и объем изобретения, определенные приложенной формулой изобретения. Подробное описание предпочтительного варианта осуществления Настоящее изобретение направлено на конфигурации электродов, предназначенных для подавления подповерхностного шума при электросейсмической разведке. В альтернативных вариантах осуществления изобретения решение этой проблемы представлено в несколько другом виде. В следующем описании приведены различные варианты выполнения или методики в соответствии с настоящим изобретением в одной из четырех категорий, характеризуемых их общими особенностями. 1. Селективное измерение поверхностного шума и удаление шумов из данных. На фиг. 1 представлен вариант выполнения настоящего изобретения, в котором используют три электрода, один из которых имеет положительную полярность и два отрицательную, для идентификации поверхностного шума и его устранения. Источник 1 питания, который можно назвать генераторомисточником сигнала, имеет положительный 2 и отрицательный 3 выходы. Эти выходы соединены с проводами 4 и 5, которые, в свою очередь, подключены к электродам 6, 7 и 8. (Генератор сигнала и его подключение не показаны на последующих чертежах, на которых представлены только компоновки электродов). Изображенные на фиг. 1 электроды представляют собой горизонтальные провода, заглубленные в траншеи в грунте. Эти электроды также могут быть выполнены в форме стержней или трубопроводов или труб и могут быть размещены в вертикальных скважинах в грунте. Для специалиста в данной области техники будет понятно множество возможных вариантов обеспечения контакта с грунтом, все из которых, как предполагается, составляют часть настоящего изобретения. Хотя оба электрода 6 и 7 показаны так, что они соединены с источником 1 питания на фиг. 1, в способе, рассмотренном ниже, только один из этих электродов соединен в данный момент времени, в то время как другой электрод отключен.-2 009117 Некоторые фундаментальные концепции настоящего изобретения будут описаны путем сравнения сигналов, генерируемых подповерхностными формациями 10 и 14. Положительный 8 и отрицательный 7 электроды создают электрические токи 9 в земле. Токи 9 будут иметь наибольшие значения на глубинах, равных или меньших, чем расстояние, разделяющее электроды 7 и 8. Если два электрода расположены на расстоянии 100 фут друг от друга, тогда плотность 9 тока будет быстро затухать на глубинах более 100 фут. На фиг. 10 показана подповерхностная формация (слой) 10, расположенная на глубине, меньшей, чем расстояние между электродами 7 и 8. Когда электрический ток проникает в слой 10,генерируется сейсмическая волна 11 в результате электросейсмической связи, как раскрыто авторамиThompson and Gist в патенте 1999 г. Эту сейсмическую волну детектируют с помощью сейсмических приемников, называемых геофонами 12. Ток 13 также протекает от положительного электрода 8 к другому отрицательному электроду 6. Из-за большего расстояния, разделяющего электроды, этот электрический ток проникает на большие глубины, где он протекает через глубокую формацию 14, в результате чего возникает сейсмическая волна 15, которая также детектируется геофонами 12. Протекание тока 13 также приводит к преобразованию сейсмической энергии в формации 10 неглубокого залегания. Таким образом, в результате сбора ЭС-данных с использованием электродов 8 и 7 обеспечивают получение существенных откликов только от структур неглубокого залегания, в то время как электроды 8 и 6 образуют ЭС-сигналы, как от неглубоких, так и от глубинных структур. В соответствии с этим в данном варианте выполнения настоящего изобретения сигнал, поступающий от глубокой формации 14,которая находится на исследуемой глубине, выделяют из данных, получаемых от электродов 8 и 6 (когда электрод 7 отключен от источника питания), путем вычитания сигналов, измеряемых с использованием электродов 8 и 7 (при отключенном электроде 6). Такое вычитание требует согласования амплитуд (т.е. нормализации) сигналов, измеряемых электродами 8 и 7 для объектов на небольшой глубине, с данными,получаемыми от электродов 8 и 6. 2. Подавление генерирования поверхностного шума: оптимизация поверхностных электрических полей. Некоторые варианты выполнения настоящего изобретения работают по принципу уменьшения поверхностных шумов вместо методики коррекции вычитанием, раскрытой выше. В этих вариантах выполнения электроды используют для уменьшения амплитуды поверхностных электрических полей,уменьшая таким образом величину подповерхностных сейсмических преобразований. Компоновка "близких" электродов одинаковой полярности предназначена для минимизации электрического поля, расположенного в непосредственной близости к ближним электродам, положение которых, таким образом, является предпочтительным местоположением для геофонов при сохранении сильного поля на глубине. Таким образом подавляют генерируемые рядом с поверхностью сейсмические сигналы, которые не представляют интерес, вместо заданного генерирования сигналов шумов для последующего их вычитания, как в варианте выполнения, представленном на фиг. 1. Один или более электродов противоположной полярности расположены на заданном достаточном расстоянии от ближних электродов, что позволяет проникать в исследуемые глубокие формации. (При этом может быть использована обратная полярность для электродов в любом из этих вариантов выполнения). Подробную и усовершенствованную конструкцию электродов определяют на основе максимизации электрических полей на глубине по отношению к электрическим полям рядом с электродами. Примеры таких вариантов выполнения приведены ниже. На фиг. 2 отрицательные электроды 22 размещены таким образом, чтобы создать область минимального электрического поля в области 23 между ними. Такая компоновка минимизирует возбуждение шума, генерируемого электрическим полем в области 23. Электроды 22 представляют собой горизонтальные заглубленные провода или другие проводники. В этом варианте выполнения используют два положительных электрода 21. Все четыре электрода могут быть, по существу, параллельными, копланарными и могут быть заглублены на небольшую глубину или глубина их размещения и ориентация могут быть изменены для минимизации электрического поля в непосредственной близости к ближним электродам. Когда электроды расположены таким образом, геофоны, установленные в области 23, принимают сейсмическую энергию, преобразованную в глубоких формациях, и минимальные возбуждения из небольшой глубины. Независимо от места расположения геофонов они будут принимать минимальные поверхностные возбуждения из зоны низкого поля, созданной конфигурацией расположенных рядом друг с другом ближних электродов. На фиг. 3 представлен вариант конфигурации, показанной на фиг. 2. В этом варианте осуществления ближние электроды выполнены из труб или стержней 32, установленных вертикально в земле. Дальние электроды 31 противоположной полярности могут представлять собой заглубленный провод или могут быть выполнены как комбинация стэков, труб, скважин или листов из материала электрода. Когда трубы или стержни, составляющие ближние электроды, проникают в землю на глубину, равную или большую, чем горизонтальные размеры области34, электрическое поле может быть минимизировано в объеме области 34. На фиг. 5 показан другой вариант осуществления изобретения, который минимизирует электрические поля в непосредственной близости к ближним электродам. В этом варианте осуществления заглубленный провод 51 уложен в форме замкнутой кривой или многоугольника или в качестве альтернативы-3 009117 вертикальные стержни или трубы 52 могут быть расположены в грунте так, что они будут образовывать замкнутый объем в земле, в котором электрическое поле будет минимизировано по отношению к электрическому полю на глубине. Электроды 51 или 52 представляют собой ближние электроды, как описано выше, и противоположная полярность представлена в данном варианте выполнения одним электродом 54. Область 53 представляет собой область минимального электрического поля, в которой предпочтительно устанавливают геофоны. В вариантах осуществления изобретения, таких, как описаны выше, в которых используется компоновка ближних электродов, в которой они все подключены к одному выводу генератора сигналов для создания области малого подповерхностного электрического поля, можно оптимально прикладывать незначительно отличающиеся потенциалы к одному или нескольким ближним электродам вместо поддержания их с точно одинаковым потенциалом. Такой подход может быть реализован с использованием одного генератора сигнала с применением в соединениях потенциометров, гасящих резисторов или аналогичных устройств. Подповерхностные электрические поля можно измерять экспериментально, и эти измерения можно использовать для эмпирического регулирования потенциалов ближних электродов, что позволяет дополнительно уменьшить поля. На фиг. 8 представлен способ сбора электросейсмических данных вдоль пути или большой площади на земле для отображения большого объема подповерхностной структуры и одновременно для минимизации электрических полей рядом с электродами. Два положительных 81 и два отрицательных 82 электрода создают области приблизительно однородного электрического потенциала между ними в областях 83. Сейсмические приемники (не показаны) предпочтительно могут быть установлены в областях 83, где будут возникать небольшие электрические поля и, следовательно, незначительная электрическая помеха в приемниках. Когда расстояние между электродами 81 невелико по сравнению с глубиной месторождения, область малого электрического поля 83 локализуется в области рядом с поверхностью и в областях вокруг электродов. Эти области малого поля минимизируют генерирование подповерхностных шумов. Когда расстояние между электродами 81 и 82 приблизительно равно глубине цели, такая система электродов создает существенные электрические поля в целевой области. Для специалистов в данной области техники будет понятно, что структура по фиг. 8 может быть систематически перемещена в направлении 84 для обеспечения охвата больших площадей на земле. На фиг. 10 представлено использование электродов, состоящих из стэков, труб или стержней, помещенных в грунт, для дополнительного уменьшения подповерхностных электрических полей и электросейсмического шума. Общая компоновка аналогична компоновке, показанной на фиг. 8, с положительными 81 и отрицательными 82 электродами и областями 83 с малым электрическим полем. Но здесь электроды построены с размещением вертикальных электродов 104 в грунте. Например, электроды 104 могут представлять собой общую трубу, металлические стержни или тросовые анкеры, используемые для электрических полюсов. Эти структуры электродов обычно могут проникать в грунт на глубину от 130 фут, причем глубину регулируют по требуемому электрическому сопротивлению каждого электрода. Электрические поля в областях 103 будут наибольшими в том месте, в котором положительные и отрицательные электроды расположены ближе всего друг к другу. Эта тенденция образования наибольшего поля в такой ближней области может быть частично скорректирована путем заглубления трубчатых/стержневых электродов с переменными промежутками так, как показано на чертеже. Промежуток между стержнями электродов выбирают меньшим в областях меньшего электрического поля. Такая компоновка обеспечивает передачу большего тока в грунт в месте, где стержни электродов расположены ближе друг к другу и, следовательно, повышение электрического потенциала в этих областях. Систематическое размещение стержней электродов можно использовать для минимизации электрического поля в областях 103 и, следовательно, для уменьшения электросейсмического шума в этих областях. Ток, протекающий между электродами при электросейсмической разведке, также генерирует магнитные поля. Такие магнитные поля также могут производить эффекты подповерхностного сейсмического преобразования, который возникает как шум в измеряемом сейсмическом отклике. Методики в соответствии с настоящим изобретением также можно применять для уменьшения шумов этого типа. На фиг. 6 представлены два способа создания минимального магнитного поля на поверхности и установления максимального вертикального поля на глубине. Такая геометрия электродов была описана в контексте электромагнитных исследований углеводородов или минералов авторами Mogilatov and Balashov вJ. Appl. Geophys. 36, 31-41 (1996). При электромагнитной разведке электромагнитный сигнал передают в грунт и приемники устанавливают в выбранных местоположениях для детектирования полученных в результате электромагнитных полей. Электросейсмическое преобразование не учитывают, как и не осуществляют последующую минимизацию сейсмического шума. Авторы раскрывают, что симметричное расположение такой системы электродов минимизирует магнитное поле, сформированное токами в электроде или на поверхности земли. Положительный 61 и отрицательный 62 электроды создают токи, которые протекают радиально наружу по поверхности земли. Эти токи не создают вертикальное магнитное поле, благодаря взаимной компенсации. Аналогично пары положительных вертикальных 65 и отрицательных вертикальных 63-4 009117 электродов не формируют вертикальные магнитные поля на поверхности земли из-за взаимной компенсации между соседними парами. При любой компоновке подповерхностные электрические поля в центре круглой области будут минимальными ввиду принципов, используемых в компоновках электродов по фиг. 2, 3 и 5. Сейсмические приемники, установленные здесь, будут воспринимать низкое подповерхностное сейсмическое преобразование, как электрической, так и магнитной энергии. Mogilatov and Balashov также указывают на то, что электрическое поле в подповерхностной области расположено вертикально ниже центральной точки системы электродов. Таким образом, геометрия, показанная на фиг. 6, пригодна для получения электросейсмического преобразования на горизонтальной границе перехода на подповерхностном уровне с низкими поверхностными шумами, хотя их не рассматривали и они не были описаны Mogilatov and Balashov. На фиг. 9 представлено уменьшение подповерхностных электрического и магнитных полей при использовании множества электродов в схеме с параллельным соединением. Положительный электрод разделен на несколько сегментов 91, в то время как отрицательный электрод 92 представляет собой одиночный электрод. Ток, изменяющийся по времени, подаваемый от источника 96, пропускают через одиночный провод 95 и в электрод 92. Этот же ток разделяют на меньшие токи с помощью множества соединительных проводов 94 и секции 91 электрода. Токи, протекающие в электрическом проводнике, создают ассоциированные магнитные поля, которые циркулируют вокруг проводника. Амплитуда магнитного поля пропорциональна току, протекающему в проводнике. Магнитное поле вокруг провода 95 и электрода 92 при этом больше, чем магнитные поля вокруг проводов 94 и сегментов 91 электрода. Таким образом, магнитное поле уменьшается в непосредственной близости к положительному электроду по сравнению с местом в непосредственной близости к отрицательному электроду, поскольку (а) через каждый сегмент электрода 91 протекает меньше тока, чем через электрод 92, (b) в результате взаимной компенсации компонентов вертикального магнитного поля между проводами 94. В другом варианте осуществления электрод 92 разделен так же, как и электрод 91, создавая уменьшенные поля с обеих сторон конфигурации. Известно из уровня техники, что изменяющиеся по времени магнитные поля взаимодействуют с проводниками и создают силы, воздействующие на эти проводники. Такие силы будут больше рядом с местоположениями 92 и 95, чем рядом с местоположениями 91 и 94. Эти силы могут создавать возмущения в трубах, ограждениях, скважинах и других структурах, обычно присутствующих на нефтяных месторождениях. Такие возмущения представляют собой источники электросейсмических шумов. На фиг. 9 поэтому представлен другой вариант осуществления настоящего изобретения, посредством которого снижают шумы электросейсмического источника путем уменьшения сил притяжения и отталкивания между прилегающими электродами, благодаря использованию конкретной компоновки электродов. Этот эффект достигается путем разделения общего тока на меньшие токи, которые распределяют по большей площади. Геометрия, показанная на фиг. 9, имеет дополнительные преимущества. Цепи, распределенные по проводам 91 и 94, имеют меньшую электромагнитную индуктивность, чем цепи по проводам 92 и 95. Известно, что электрическая индуктивность оказывает отрицательное влияние на оборудование, которое обрабатывает мощность, а также ограничивает электрическую мощность, которая может быть передана в грунт, как раскрыто в международной публикации WPOWO 02/091020 авторов Hornbostel et al. В другом варианте осуществления настоящего изобретения подповерхностные поля минимизируют путем расположения электропроводного материала в выбранных местах под поверхностью для частичного экранирования этой области от подземных электрических полей, генерируемых электродами. Такой электропроводный компонент или компоненты электрически соединяют друг с другом, но не с цепью электрода. При этом электропроводный экран получает постоянно плавающий потенциал и действует как часть ячейки Фарадея, уменьшая таким образом электрические поля в экранированной области, расположенной рядом с поверхностью. Экранирующие компоненты могут представлять собой любую комбинацию проводов, проволочной сетки, алюминиевой или другой металлической фольги, металлические скважины, металлические листы или стержни. 3. Подавление поверхностного шума с помощью матрицы электродов. На фиг. 4 показан вариант осуществления изобретения, в котором несколько электродов размещены на некотором расстоянии друг от друга, причем это расстояние невелико по сравнению с глубиной исследуемой цели (не показана). Отрицательные и положительные электроды чередуются вдоль направления исследования. Таким образом, пути протекания токов возникают между каждым положительным и каждым отрицательным электродом. Каждый из этого множества различных путей протекания токов по-разному взаимодействует с расположенными рядом с поверхностью трубами, ограждениями и т.п.,т.е. образуют несколько отличающуюся сигнатуру сейсмического источника. С другой стороны, каждая пара из положительного-отрицательного электрода возбуждает более глубокие области, по существу,идентичным образом, поскольку различия расположения электродов незначительны по сравнению с глубиной целей, представляющих интерес. Таким образом, глубинный отклик от любой из пар электродов(расположенных на достаточно большом расстоянии для получения глубинного отклика) будет иметь, по существу, одинаковую сигнатуру источника, такую же, как глубинный отклик от любой другой пары-5 009117 электродов. В отличие от этого комбинация неглубоких откликов будет представлять собой комбинацию множества различных сигнатур истока, и сама эта комбинация будет представлять собой сигнатуру источника, которую можно отличить от глубинного отклика. Специалист в области обработки сейсмических данных сможет использовать эти различные сигнатуры источника для исключения сигналов, близких к поверхности, с тем, чтобы оставить глубокие сигналы. В этом варианте осуществления этого воплощения можно использовать переключатели для поочередного возбуждения различных комбинаций положительных и отрицательных электродов. Сигнатура глубинного отклика останется без изменений при переключении, и, таким образом, процессор данных сможет устранить или уменьшить отклик, полученный рядом с поверхностью, путем вычитания переменных компонентов из сейсмического сигнала. Матрицу по фиг. 4 также можно использовать для генерирования сигнатуры источника для отклика,близкого к поверхности, характеризующегося пространственным изменением фазы, для оптимизации подавления в реальном времени шумов, генерируемых источником. В родственном варианте осуществления сигнал источника можно последовательно переключать(используя переключатели в электрических соединениях с электродами) между электродами, последовательно возбуждая разные комбинации пар электродов. При этом можно использовать любую предварительно выбранную структуру свипирования. Требуемый глубинный отклик при этом не будет изменяться во время свипирования. Часть измеренного отклика, которая будет изменяться синхронно со свипированием, будет представлять собой поверхностные шумы, и ее можно подавлять в режиме реального времени или на следующем этапе обработки. В этой третьей категории вариантов осуществления неглубокие сигналы шумов не измеряют по отдельности и не подавляют путем создания небольших электрических полей на поверхности. Вместо этого в множестве мест расположения источника получают множество различных сигнатур шумов источника, в то время как все множество электродов позволяет получить аналогичные сигналы из глубины. Для специалистов в данной области техники будет понятно, как обрабатывать, предпочтительно в режиме реального времени, данные от множества электродов для избирательного улучшения общих для всех электродов сигналов, происходящих из глубины, при подавлении уникальных сигналов, генерируемых рядом с электродами. Конфигурация, показанная на фиг. 4, пригодна для охвата больших областей. Кроме того, можно возбуждать различные комбинации положительных и отрицательных электродов для выявления минимального электрического поля в требуемой области или объеме, для получения варианта осуществления категории 2 настоящего изобретения. 4. Модуляция поверхностного шума магнитными полями. На фиг. 7 представлен вариант осуществления настоящего изобретения, в котором поверхностные шумы идентифицируют и подавляют путем модуляции поверхностных токов прикладываемым магнитным полем. На фиг. 7 электроды 71 и 72 используют для подачи тока в формацию. Отдельный генератор 76 мощности/сигнала генерирует ток, протекающий против часовой стрелки по проводному контуру 74,один размер которого намного меньше, чем глубина до цели. Ток в контуре 74 создает магнитное поле 75, проходящее через плоскость бумаги (как и на поверхности земли). Магнитное поле также проникает вертикально в область, находящуюся под поверхностью, прежде чем силовые линии поля окончательно изогнутся и замкнутся в контуры, которые окружают провод 74, по которому протекает ток. Такое магнитное поле удерживает ток, протекающий под поверхностью земли, между электродами 71 и 72 так, что он протекает параллельно направлению магнитного поля. Это следует из формулы для силы F, прикладываемой к частице с зарядом q, движущейся со скоростью v через магнитное поле В и расположены паПо определению векторного произведения сила равна нулю, если векторы раллельно. Таким образом, магнитное поле, образуемое контуром 74 с током, приведет к движению частиц, переносящих заряд, движущихся от электрода 71 к электроду 72 в направлении линий 75 магнитного поля, по мере того как носители заряда приближаются к области, расположенной рядом с поверхностью, на которой установлен электрод 72. Если ток будет рассеиваться в направлении, перпендикулярном магнитному полю, взаимодействие магнитного поля с движущимся зарядом будет перемещать заряд обратно в направлении, параллельном магнитному полю. Когда приложенное магнитное поле модулируют по времени (с помощью генератора 76 сигнала модуляции), область протекания тока под поверхностью будет поочередно сужаться и затем расширяться под действием приложенного поля. Но поскольку контур имеет малый размер по сравнению с глубиной цели, магнитное поле будет иметь преимущественно вертикальное направление только до глубины, приблизительно равной наименьшему размеру контура 74, и будет, таким образом, модулировать ток только рядом с поверхностью и рядом с электродом. Величина и направление электрического поля на глубинах, значительно больших, чем размеры контура,не будут изменяться в результате приложенного магнитного поля. Таким образом, приложение магнитного поля в основном изменяет производящие шумы поля, расположенные рядом с поверхностью, и для специалистов в данной области техники будет понятно, что это позволяет исключить их из не изменяющегося глубинного сигнала с помощью любой из множества известных методик. Например, если магнитное поле модулировано по времени, тогда шумы, создаваемые рядом с электродом, также будут мо-6 009117 дулированы по времени. Но более глубинные сигналы от целевых структур не будут при этом существенно модулированы. Приложенное магнитное поле, таким образом, позволяет различать шумы, генерируемые источником, и сигналы, поступающие из глубины. Данный вариант осуществления отличается от первых трех категорий, описанных выше. В этом случае сигналы не создают специально шумов, не уменьшают преднамеренно уровень локальных полей и не используют матрицы для снижения шумов при обработке. Вместо этого в данном случае используют приложенное магнитное поле для модуляции полей, производящих шумы. Третья и четвертая категории могут быть концептуально скомбинированы, поскольку обе включают в себя генерирование волн, с помощью которых расположенные рядом с поверхностью шумы можно выделять при дальнейшей обработке данных. Эти три основных подхода, используемые в настоящем изобретении для компенсации приповерхностных ЭС-шумов, поэтому представляют собой (1) измерение подповерхностных шумов так, чтобы их можно было исключить; (2) генерирование меньшего уровня подповерхностных шумов путем создания областей, имеющих низкие подповерхностные электрические поля; (3) использование электрического или магнитного поля для модификации подповерхностного шума с тем, чтобы его можно было выделить. Все эти подходы можно охватить термином "уменьшение проблемы подповерхностного шума". Как описано выше, при электросейсмическом исследовании существует множество возможных источников шумов. Трубы, ограждения или другая инфраструктура могут генерировать шумы. Расположенные рядом с поверхностью подземные воды или изменения свойств почвы могут генерировать шумы. Провода и электроды, используемые при ЭС-измерениях, могут взаимодействовать друг с другом и генерировать шумы. Настоящее изобретение относится к способам совместного устранения таких источников шумов, однако может присутствовать множество таких источников. Для специалистов в данной области техники будет понятно, что можно попытаться вместо этого адаптировать подход устранения шумов к каждому из отдельных возможных источников шумов. В качестве примера можно физически устранить проволочные ограждения из области проведения исследования. Такой подход, очевидно, является непрактичным по сравнению со способом в соответствии с настоящим изобретением, хотя без использования настоящего изобретения такие подходы могут быть необходимыми в некоторых местах для получения интерпретируемых результатов. Независимо от того, какой из вариантов осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением используют для уменьшения эффекта подповерхностных шумов, успешное применение электросейсмических исследований может быть нарушено из-за недостаточного внимания к таким предметам, как компоновка изолированных проводов, по которым подают ток к электродам, и способ выполнения электрического контакта между электродами и землей. Специалист в данной области техники может разработать собственную экспертную оценку в этих связанных аспектах электросейсмической разведки,поскольку они применяются на практике всей технологии. В приведенном выше описании на некоторых из чертежей и в некоторых из пунктов формулы изобретения полярность указана как положительная и отрицательная. Как будет понятно для специалиста в данной области техники, полярность была указана только с целью обозначения, какие из электродов соединены проводами с одним выходным выводом генератора сигнала и какие соединены с другим выводом. Для любого генератора сигналов можно предположить, что он имеет номинальный положительный и номинальный отрицательный выводы. Полярность можно полностью переключить, что часто делают в предпочтительных сигналах источника для электросейсмической разведки. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения требуется (относительно малая) разность потенциалов между электродами, которые в остальном имеют одинаковую полярность. При этом один "ближний" электрод может иметь несколько более положительный потенциал по сравнению с другим расположенным рядом электродом в вариантах осуществления, в которых такую постройку выполняют для дальнейшего уменьшения расположенных рядом с поверхностью электрических полей, при этом оба расположенных рядом электрода будут, по существу, отрицательными (или положительными) по отношению к одному или большему количеству "дальних" электродов. Термин "полярность" используется здесь для различия между ближними и дальними электродами и не относится к незначительной разности потенциалов между ближними электродами. Оба ближних электрода в приведенном выше примере обозначены здесь как отрицательные электроды с целью идентификации полярности. Это следует понимать. Также следует понимать, что, когда электроды описаны как электрически соединенные с общим выходным выводом генератора сигнала, это не обязательно подразумевает, что электрический провод, т.е. устройство регулировки напряжения, такое как гасящие резисторы, может быть подключен к соединительной цепи для одного или более электродов. Приведенное выше описание направлено на конкретные варианты осуществления настоящего изобретения с целью его иллюстрации. Однако для специалиста в данной области техники будет понятно,что возможно множество модификаций и изменений для рассмотренных здесь вариантов выполнения. Например, на чертежах представлены конкретные компоновки электродов для определенных вариантов выполнения. Множество других компоновок электродов можно использовать для измерения или подавления неглубоких ЭС-преобразований в соответствии с подходом конкретного варианта выполнения.-7 009117 Аналогично, на чертежах проявляется тенденция представления предпочтительного размещения приемника, но изобретение будет работать с другими местами расположения приемников вместо показанных или в дополнение к ним. Кроме того, способ в соответствии с настоящим изобретением разбит на три пронумерованные категории или на три подхода; однако подходы, относящиеся к различным категориям, могут быть скомбинированы, и в некоторых случаях их можно использовать в одном и том же исследовании. Кроме того, данные описания приведены в контексте поверхностного электросейсмического исследования, в котором электроды располагают на поверхности земли или рядом с ее поверхностью, т.е. используется "близкое к поверхности" размещение; однако те же принципы можно применять для электродов, используемых внутри скважины или при использовании самих скважин в качестве электродов. Предполагается, что все такие модификации и варианты находятся в пределах одного настоящего изобретения, которое определяется приложенной формулой изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ проведения геофизических исследований, включающий конфигурирование и выбор количества из множества расположенных рядом с поверхностью электродов, соединенных с выходами генератора-источника сигнала для передачи электрического тока в землю при электросейсмической разведке подземной формации, так чтобы ток проник на исследуемую глубину и произвел сейсмический отклик в развернутых приемниках, обеспечивая существенное уменьшение шумов, возникающих в результате подповерхностного преобразования электромагнитной энергии в сейсмическую энергию, причем указанный способ содержит выбор методики из следующей группы:a) проведение геофизических исследований на малой глубине для генерирования только подповерхностного электросейсмического отклика при выполнении глубинного исследования, генерируя, таким образом, коррекцию поверхностных шумов для вычитания после нормализации их амплитуды из сейсмического отклика глубинного исследования;b) размещение по меньшей мере двух электродов одной полярности для существенной минимизации подповерхностных электрических полей рядом с этими электродами, образуя, таким образом, область с низким уровнем поверхностных шумов;c) разработка конфигурации передающего источника и электродов, позволяющей отличать подповерхностные шумы от глубинного отклика при последующей обработке данных, на основе различий сигнатуры источника;d) использование приложенного магнитного поля для модуляции подповерхностных шумов, позволяющей различать глубинный отклик при последующей обработке данных;e) размещение одного или более электропроводных компонентов, причем указанные компоненты не соединены с генератором сигналов, для экранирования подповерхностной области от электрических полей, генерируемых электродами. 2. Способ по п.1, в котором выбирают методику вычитания/коррекции, дополнительно содержащий:a) расположение первого и второго электродов на расстоянии друг от друга на поверхности или рядом с поверхностью над подземной формацией, причем указанное расстояние выбирают достаточно близким, чтобы предотвратить проникновение тока на глубины, представляющие интерес в подземной формации;b) расположение третьего электрода на расстоянии от первых двух электродов, которое больше, чем расстояние между первыми двумя электродами, причем указанное большее расстояние достаточно для проникновения токов на глубины, представляющие интерес, в подземной формации;c) расположение одного или более сейсмических приемников на поверхности или рядом с поверхностью рядом с первыми двумя электродами;d) подачу электрического сигнала, имеющего форму колебаний, на первые два электрода и измерение сейсмического отклика с помощью приемников, выполняя, таким образом, указанное исследование на небольшой глубине;e) подачу электрического сигнала, имеющего такую же форму колебаний, на третий электрод и на один из первых двух электродов и измерение сейсмического отклика с помощью приемников, выполняя,таким образом, указанное глубинное исследование. 3. Способ по п.2, в котором все электроды расположены горизонтально и параллельно, при этом электроды в любой момент времени имеют такие полярности, что отрицательный электрод расположен с той же стороны положительного электрода для каждого из двух этапов подачи электрического сигнала и приемники расположены на противоположной стороне первых двух электродов от третьего электрода. 4. Способ по п.2, в котором нормализация амплитуды представляет собой регулирование амплитуд отклика глубинного исследования и отклик исследования на небольшой глубине является одинаковым для объектов на небольшой глубине подземной формации. 5. Способ по п.4, в котором все электроды расположены горизонтально и параллельно, причем электроды имеют в любой момент времени такие полярности, что отрицательный электрод расположен с-8 009117 той же стороны положительного электрода для каждого из двух этапов подачи электрического сигнала, и приемники расположены на противоположной стороне первых двух электродов от третьего электрода. 6. Способ по п.1, в котором выбирают методику вычитания/коррекции, дополнительно содержащий:a) получение первого набора электросейсмических данных, предварительно сгенерированных путем размещения первого и второго электродов на расстоянии друг от друга или рядом с поверхностью над подземной формацией, причем указанное расстояние выбирают достаточно близким для, по существу, предотвращения проникновения тока на глубину, представляющую интерес, в подземной формации,затем подачу электрического сигнала, имеющего форму колебаний, на указанные два электрода и измерение сейсмического отклика рядом с электродами с помощью приемников;b) получение второго набора электросейсмических данных, ранее сгенерированных путем размещения третьего электрода на расстоянии от первых двух электродов, большем, чем расстояние между первыми двумя электродами, причем указанное большее расстояние достаточно для проникновения тока на глубины, представляющие интерес, в подземной формации, затем подачу электрического сигнала,имеющего ту же форму колебаний, на третий электрод и один из первых двух электродов, и измерение сейсмического отклика на дальнем электроде с помощью приемников;c) регулирование амплитуд двух измеренных сейсмических откликов, так чтобы они были одинаковыми для объектов подземной формации, расположенных на небольшой глубине;d) вычитание отклика, полученного на ближних электродах, из отклика, полученного на дальних электродах. 7. Способ по п.6, в котором все электроды расположены горизонтально и параллельно, причем электроды имеют такие полярности, что отрицательный электрод расположен с той же стороны положительного электрода при обоих измерениях, и приемники расположены на противоположной стороне первых двух электродов от третьего электрода. 8. Способ по п.1, в котором выбирают методику минимизации подповерхностных электрических полей с помощью расположения электродов, дополнительно содержащий:a) расположение множества электрически соединенных ближних электродов на поверхности или рядом с поверхностью, над формацией;b) расположение по меньшей мере одного дальнего электрода, отделенного от всех ближних электродов на расстояние, достаточное, чтобы обеспечить проникновение тока на глубину, представляющую интерес, в подземную формацию, причем указанные дальние электроды электрически соединены друг с другом;c) размещение одного или более сейсмических приемников в местоположениях, расположенных в центре от ближних электродов;d) приложение электрического сигнала между ближними электродами и дальними электродами; иe) измерение сейсмического отклика с помощью одного или более приемников. 9. Способ по п.8, в котором два ближних электрода и два дальних электрода расположены на противоположных сторонах ближних электродов, и все электроды расположены, по существу, горизонтально и параллельно. 10. Способ по п.8, в котором по меньшей мере четыре ближних электрода, ориентированных вертикально в виде двух параллельных рядов, и два горизонтальных дальних электрода расположены с противоположных сторон двух рядов ближних электродов и параллельно указанным двум рядам, причем указанные вертикальные электроды образуют прямоугольную площадь поверхности с размерами меньше чем или равными глубине проникновения вертикальных электродов в почву. 11. Способ по п.8, в котором ближние электроды образуют замкнутую кривую или многоугольник и присутствует один дальний электрод, ориентированный, по существу, горизонтально. 12. Способ по п.11, в котором ближние электроды ориентированы, по существу, горизонтально. 13. Способ по п.11, в котором ближние электроды ориентированы вертикально. 14. Способ по п.8, в котором промежуток между ближними электродами меньше, по сравнению с глубиной, представляющей интерес подземной формации, и расстояние между по меньшей мере одним дальним электродом и ближними электродами приблизительно равно указанной глубине, представляющей интерес. 15. Способ по п.8, в котором используют два ближних электрода и два дальних электрода, причем указанные дальние электроды расположены на таком же расстоянии друг от друга, что и ближние электроды. 16. Способ по п.15, в котором все электроды расположены горизонтально и параллельно и в котором один ближний и один дальний электроды расположены, по существу, вдоль одной линии, и другой ближний и дальний электроды расположены вдоль одной линии. 17. Способ по п.8, в котором используют по меньшей мере четыре ближних и четыре дальних электрода, и все электроды расположены вертикально и проникают через поверхность над поземной формацией и установлены симметрично в двух параллельных плоскостях с одинаковым количеством ближних и дальних электродов в каждой плоскости и с одинаковым общим количеством ближних и дальних электродов.-9 009117 18. Способ по п.8, дополнительно содержащий регулирование напряжений на ближних электродах с тем, чтобы дополнительно уменьшить электрические поля в непосредственной близости к ближним электродам, поддерживая полярность всех ближних электродов противоположной дальним электродам. 19. Способ по п.1, в котором выбирают методику модуляции подповерхностных шумов с использованием приложения магнитного поля, дополнительно содержащий:(а) расположение двух электродов, отделенных некоторым расстоянием, достаточным для проникновения тока на глубину, представляющую интерес;(b) расположение горизонтального проводного контура на поверхности или рядом с поверхностью рядом с одним из электродов, причем указанный контур соединен со вторым генератором электрического сигнала и имеет размеры, сопоставимые с глубиной указанных подповерхностных источников шумов;(c) модуляцию сигнала, прикладываемого к проводному контуру, для приложения магнитного поля к подповерхностной области в пределах контура. 20. Способ по п.19, в котором электроды расположены, по существу, горизонтально и параллельно друг к другу. 21. Способ по п.1, в котором выбирают методику разработки источника для передачи, дополнительно содержащий размещение по меньшей мере четырех электродов в ряд, при этом приблизительно половина электродов имеет положительную полярность и остальные электроды имеют отрицательную полярность. 22. Способ по п.21, в котором электроды расположены горизонтально и параллельно друг к другу через равные промежутки с чередованием электродов с положительной полярностью и отрицательной полярностью вдоль ряда. 23. Способ по п.21, дополнительно содержащий последовательное возбуждение различных комбинаций положительных и отрицательных электродов со свипированием, причем указанное свипирование обеспечивает различие сигнатуры источника для различения глубинного отклика при обработке данных. 24. Способ по п.21, дополнительно содержащий возбуждение выбранных комбинаций электродов,причем указанные комбинации выбирают так, чтобы получить уменьшенное электрическое поле рядом с приемниками. 25. Способ по п.1, в котором выбирают методику минимизации подповерхностных электрических полей путем экранирования и в котором один или более электропроводных компонентов выбирают из следующих групп: а) провода;