Способ геоэлектроразведки

 

1. СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ , основанньй на определении параметров поляризуемости исследуемой среды (t) в виде (t+g)(t+t3-t-h) l(t) aln {t+M() - постоянный коэффициент; где a g h - первый и второй временные параметры поляризуемости среды; t,ta - текущее время и время зарядки, при пропускании нее серии импульсов постоянного тока переменной длительности и измерении параметра поляризуемости среды x(t) в дискретные моменты времени, поставленные в зависимость от длительности импульсов постоянного тока, от л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности измерений и производительности труда. момент окончания каждого 1-го импульса постоянного тока, отсчитанный от начала первого импульса постоянного Тока, устанавливают в соответствии с законом геометрической прогрессии, первым членом которой служит длительность первого импульса, продолжительность паузы между каждыми i-м и i+1-м импульсами устанавливают пропорциональной моменту окончания i-ro импульса с постоянным коэффициентом Р, внутри каждой паузы производят одинаковое число измерений значений параметра f(t) поляризуемости среды в моменты времени, пропорциональные моменту окончания i-ro импульса с i постоянными коэффициентами F, Pj, Pj j среди измеренных значений параметра поляризуемости i(t), имеющих одйнаковьй порядковый номер внутри всех пауз, выде к ляют его максимальное значегдае и время его появления, по множеству найденных максимальных значений параметра поляризуемости (t) с разными 00 порядковыми номерами определяют временной дрейф максимума значений параNsl ю метра поляризуемости среды, при этом . величины первого из временных параметров поляризуемости Среды g определяют , по частному от деления произведения времени максимума н соответствующего Р0 значения временного дрейфа на соответствующее значение максимума параметра поляризуемости среды t,(t)-, а величины второго временного параметра поляризуемости среды h определяют как частное от деления квадрата времени максимума на произведение соответствуимцей величины первого временного параметра

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

g g С 01 Ч 3/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

jjg gp3il (21) 3551991/18-25 (22) 14. 02. 83 (46) 23. 04. 84. Вюл. Ф 15 (72) А.Н. Родионов, Н.А. Кажакин и В.В. Меер (71) Рязанский радиотехнический институт (53) 550.837(088.8) (56) 1. Комаров В.А. Электроразведка методом вызванной поляризации.

"Недра", Л., 1972, с. 63-83.

2. Шаповалов О.M. и др. Метод производной вызванной поляризации и егд практическое применение

Сб.: Методы разведочной геофизики, вып. 26, Л., 1976,. с. 86-95 (прототип). (54)(57) 1. СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ, основанный на определении параметров поляризуемости исследуемой среды (с) в виде (t+g).(t+tq+h)

y(t) = а1п

7 где а — постоянный коэффициент;

g h - первый и второй временные параметры поляризуемости среды;

t,t - текущее время и время зарядки, при пропускании через нее серии им" пульсов постоянного тока переменной длительности и измерении параметра поляризуемости среды Q(t) в дискретные моменты времени, поставленные в зависимость от длительности импуль.— сов постоянногб тока, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности измерений и производительности труда, „„SU„„1087941 A момент окончания каждого i-ro импульса постоянного тока, отсчитанный от начала первого импульса постоянного тока, устанавливают в соответствии с законом геометрической прогрессии, первым членом которой служит длитель ность первого импульса, продолжительность паузы между каждыми i-м и

i+1-м импульсами устанавливают пропорциональной моменту окончания 1-го импульса с постоянным коэффициентом

Р, внутри каждой паузы производят одинаковое число измерений значений параметра q(t),ïîëÿðèçóåèîñòè среды в моменты времени, пронорционапьные моменту окончания i-го импульса с постоянными коэффициентами Р,, Е

Р,,..., Р,..., Р =Р, среди измеренных значейий параметра поляризуемости (), имеющих одинаковый порядковый номер внутри всех пауз, выделяют его максимальное значение и время его появления, по множеству найденных максимальных значений параметра поляризуемости 1() с разными порядковыми номерами определяют временной дрейф максимума значений параметра поляризуемости среды, при этом величины первого из временных параметров поляриэуемости среды g определяют. по частному от деления произведения времени максимума и соответствующего го значения временного дрейфа на соответствующее значение максимума параметра поляриэуемости фв среды g(t), а величины второго временного параметра поляризуемости среды h онределяют как частное от деления квадрата времени максимума на произведение соответствующей se личины первого временного параметра

1087941

Данное изобретение относится к технической физике, в частности к геологоразведке по методу вызванной поляризации (ВП) и предназначено для поисков месторождений полезных ископаемых, кроме того,оно может быть применено для структурно-геологического кортирования, изучения водно-физических свойств пород при гидрогеологических изысканиях при подготовке земель к мелиорации.

Геоэлектроразведка методом ВП основана на пропускании через исследуе мую среду электрического тока с последующим измерением порожденного им вторичного электрического тока. ВП и оценке свойств среды по величине этого тока.

В качестве отсчетной величины поляризуемости среды измеряют отношение g поля ВП, наблюдаемого на измерительных электродах в виде ЭДС .4 И „ после вьпслючения первичного тока, к полю, наблюдаемому в виде

ЭДС 40п во время пропускания тока, 4g где а — постоянный коэффициент;

g,h — - первый и второй временные параметры поляризуемости среды; поляризуемости среды g и коэффициPi I ента †. пропорциональности.

1+Pj

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что длительность первого импульса устанавливают равной среднему геометрическому из (1) Р

Известен способ геоэлектрораэведки методом ВП, основанный на определении поляризуемости исследуемой среды путем пропускания через нее импульса постоянного тока длительности t и непрерывного измерения величины поляризуемости среды . 1,() после окончания длительности этого импульса (1 1.

Поскольку единого теоретического построения, описывающего спад кривых

ВП во временной области, не существует, для количественного определения временньм параметров поляризуемости среды используют различного вида ожидаемых величин временных параметров поляризуемости исследуемой. среды, знаменатель геометрической прогрессии выбирают равным фО

14 а коэффициент P пропорциональности устанавливают равным числу, не превышающему 0,03.

2 математические модели, описывающие совокупность, возможных кривых спада

g во времени, например аппроксимирующую модель вида

5 с ) - С - ))с -- с ) (t+h)(t+t +g) где а,g,h — параметры поляризуемости исследуемой среды;

1О t - текущее время.

Для определения параметра ю1 и

) временных параметров g u b имеющих размерность времени, необходимо измерить значения 1 в три последова15 тельных момента времени и решить соответствующую систему трех транс" цендентных уравнений вида (2).

Точное решение возможно только в частном случае, когда реальное вре20 менное изменение поляризуемости среды действительно описывается модельно„ но в подавляющем большинстве случаев этого соответствия нет и решение отыскивают методом последо25 вательных приближений, что при раз" личин между реальным процессом и его нелинейной моделью может привести к несходимости итерационного процесса при неоднозначности определеЗО ния искомых параметров.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ геоэлектроразведки методом вызванной поляризации ВП, основанный на

35 определении параметров поляризуемости исследуемой среды y(t) в виде (+И)(+ э+и)

q(t) = ann

) t

1087941

<(t) = aln (4) t* = oh

" "1+Р— текущее время и время зарядки при пропускании через нее импульсов постоянного тока переменной длительности и измерении параметра поляризуемости среды, t) в дискретные моменты времени, поставленные в зависимость от длительности импульсов постоянного тока (21.

Пауза между импульсами в извест- 10 ном способе выбирается не менее вре.— мени релаксации, в течение которого процессы ВП затухают, внутри этой паузы выполняют один или более заме-, ров величины поляризуемости среды причем время t замера устанавливают пропорциональным длительности предшествующего импульса.

При монотонно возрастающей длительности t импульсов тока зависи3 мость замеров у от времени t существенно отличается от кривой спада, аппроксимируемой моделью вида (2), имеет максимум в момент времени t*, связанный с временными параметрами поляризуемости среды соотношением

3 . pe P=t/t — постоянный коэффициент ЗО пропорциональности междуеи t.

Недостатками известного способа являются невозможность обеспечить 3""; достаточно высокую разрешающую спо" собность определения параметров поляризуемости среды на всей кривой

g(t), исключая окрестности точки с координатами (1 *, t*), а также низкая производительность, определяемая временем для получения последовательности откликов за такое число одиночных импульсов тока, которое необходимо для снятия кривой q(t) во всем требующемся диапазоне наблю. денных времен. Опыт показывает, что для количественной интерпретации, необходимы измерения после воздействия 10-20 импульсов различной продолжительности от единиц до первых сотен секунд. С учетом времени релаксации между импульсами, которое должно значительно превышать нх длительность, на исследование одной точки на профиле измерений, т.е. одной локальной области среды требуется время от одного часа и более.

Целью изобретения является повышение разрешающей способности измерений и увеличение производитепьности труда.

Поставленная цель достигается.тем, что согласно способу геоэлектроразведки, основанном на определении параметров поляризуемости исследуемой среды ч,(t) в -виде где а — постоянный коэффициент;

g,h — первый и второй временные параметры ноляризуемости среды:

t1, t> — текущее время и время зарядки, при пропускании через нее серии нмпульсов постоянного тока. переменной длительности и измерении параметра поляризуемости среды 11(й) в дискретные моменты времени, поставлен" ные в зависимость от длительности импульсов постоянного тока, момент окончания каждого i-го ймпульса постоянного тока, отсчитанный от начала первого импульса постоянного тока устанавливают в соответствии с законом геометрической прогрессии, первым членом которой служит длительность первого импульса, продолжительность паузы между каждыми i-м и

i+1-м импульсами устанавливают пропорциональной моменту Окончания

i-ro импульса с постоянным коэффициентом Р, внутри каждой паузы производят одинаковое число измерений параметра (с) поляризуемости среды, в моменты временй, пропорциональные моменту окончания i-ro импульса с постоянными коэффициентами Р, Р,,...,P „...,Р =Р, имеющих одинаковый порядковый номер внутри всех пауз, выделяют его максимальное значение и время его появления, по множеству найденных максимальных значений napàìeòðà поляризуемости y(t) с разными порядковыми номерами определяют временной дрейф максимума значений параметра поляризуемости среды, при этом величины первого из временных параметров поляризуемости среды я, Определяют пО частнОму От деления произведения времени максимума и соответствующего ему значения временного дрейфа на соответствующее значение максимума параметра поляризуемости среды (), а вели1087941 чины второго временного параметра поляризуемости среды h определяют как частное от деления квадрата времени максимума на произведение соответствующей величины первого вре- 5 менного параметра поляриэуемости сре"

P ды g и коэффициента > пропор1+Р1

40 (5) " = P

11 J 1. где j=1 2,...,m — порядковый номер отсчета внутри паузьц 45

P =Pq(j ) — постоянный коэффиi циент пропорциональности между длительностью а импульса тока 3> - по

1 ляризующего тока и временем отсчета внутри каждой паузь при фиксирован- 5б ных номерах i, а = 1 10.

Благодаря воздействию последовательности импульсов монотонно возрас.тающей длительности семейство кривых . 1,(, Р ), характеризующих значения поляризуемости среды прн фиксированных номерах j внутри каждой паузы, имеет максимумы, наблюдаемые в циональности.

При этом длительность первого импульса устанавливают равной среднему геометрическому от ожидаемых величин временных параметров поляризуемости исследуемой среды, знаменатель геометр ческой прогрессии выби15 рают равным 10, а коэффициент P

1 пропорциональности устанавливают равным числу, не превышаюшему 0,03.

На фиг. 1 показаны временные соотношения между последовательностями

20 поляризующих импульсов и моментов измерения значений поляризуемости среды 1,, на фиг. 2 — семейство. временных зависимостей значений

25 поляризуемости среды 1, .необходимых для нахождения величин параметров поляризуемости среды, как функций времени.

На фиг. 1 изображен фрагмент серии импульсов поляризующего тока,g, 30 представленный соответственно i-м и

i+1-м импульсами тока 7 и 3 q пауза между которыми равна Р >, Ио1 менты начала и окончания каждого импульса устанавливают от начала (t=0) первого импульса длительности t<. Внутри каждой -й паузы производят m отсчетов 1 в моменты времени (относительно С 0), момент времени Ф (фиг. 2) . Кривую

D(t) временного смещения максимумов ч.. 1, ° ° ° 1. °, ° ... 1, „ - характери" ф Ф. (" зуют временнйм дрейфом

D(t) = =, (6) значения которого в фиксированные моменты времени ь„,..., 1,... L .

",." ° ° . используют для увеличения разрешающей способности определения временных параметров поляризуемости среди

g u h в широком диапазоне наблюдаемых времен.

В этом случае величину первого временного поляризуемости среды параметра g в любой момент времени можно однозначно найти по частному от деления е,. э(т .) ф

i (Т)

2 однозначно разрешенному относительно J- ãî значения g =g(7 ). ,% ,1 Я

Подставляя это найденное из формулы (6) значение в формулу (3) второй временной параметр поляризуемости среды определяют h = Ь(Ч. )

1 ) в виде ,„+2

h -, (8) а постоянный коэффициент а, характеризующий среду соответственно времени наблндения ", находят, например, по формуле (2) подстановкой

1, ф 1

saà1åaÌ Ь, я и t 3

1 увеличить детальность исследований можно двумя путями: выбором m увеличивают число отсчетов внутри каждой паузы для любого значения време,«%

У ни ь находят по экспериментальным кривым Р(т+), D(t) и 6(с), полученным в результате полевых исследований, м 1 1 « усредненные величины Р, 1, (C, P) и

6®1 ), а затем, используя соотношения (6) и (7) по значениям "(Т Р), Э(Ф ), Т1 и Р находят искоменными параметрами серии поляриэующих импульсов тока обеспечивает ожидаемый эффект, т.е. выделения максимумов, (t . ° ) при снятии зависимости поляризуемости среды

y(t Р

Способ позволяет также достигнуть увеличения производительности с исследовательских работ за счет сокращения времени исследования, что можно определить по соотношению и с - (k t,: + Б t. )/t„, р / пульса поляриэующего тока, изменяющегося по закону геометрической прогрессии; — длительность i-oro интер pea вала релаксации после

i-ого импульса поляризующего тока, выбирается не менее чем 1,5 — момент окончания последнего и импульса поляризующего тока.

В случае, когда знаменатель геометрической прогрессии составляет

-фО, производительность С увеличивается примерно в 9 раз.

Благодаря использованию способа за счет увеличения разрешающей способности определения временных зависимостей параметров поляризуемости среды увеличивается достоверность выделения рудных аномалий и расчленение нх по перспективности, что в конечном итоге позволяет существенно уменьшить объем бурения дорогостоящих геологоразведочных скважин на этапе проверок геофизических рекомендаций.

1087941 8 мые временные параметры поляризуемости среды g(t+) и Ъ(г ) .

Таким образом определяют зависимость временных параметров поляризуемости среды g u h как функции време- 5 ни g(t) и h(t)

Способ осуществляется следующим образом.

Благодаря выбору знаменателя геометрической прогрессии моментов ц" Ъкончания поляризующих

1 1

1О импульсов тока. равным q = 10 достигается равноточное установление положения максимума поляриэуемости среды в широком диапазоне изменения 15 где t — момент окончания i-го им% параметров поляризуемости среды.

Координаты точки максимума 1+

Т выбором малого P = P смещают

Pl в область ранних времен, где имеет место более высокое отношение сиг- 20 нал/шум, что обеспечивает более достоверное определение точки максимума, с другой стороны при малом

Р 4 0,03 суммарная ошибка измере- ния поляризуемости среды 11() от последействия всех пауз невелика и не превысит 5Х.

Благодаря изменению коэффициента пропорциональности Р по закону

Р = P ° q() 1, j = 1-т, где q= 10 — Зо

10 зйаменатель геометрической прогрессии, обеспечивается равноточное определение временного смещения максимумов и его дрейфа на временной шкале.

ДлителbHocTh t„ IIePBGI o HMIIQJIhccI 35 поляризующего тока устанавливают в соответствии с ожидаемыми временными параметрами поляризуемости среды g H h в исследуемой среде как среднее геометрическое t1й 8Б. Это 4р первичное согласование среды с вре1087941

Составитель Л. Воскобойников

Редактор О. Черниченко Техред Ж.Кастелевич Корректор О.Билак

Заказ 2667/43 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4