Способ геоэлектроразведки

 

1. СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ , основанный на измерениях ЭДС переходных процессов в не заземленных кончурах и предусматривающий повторение измерений при заданных размерах незаземленных контуров, по результатам измерений определяют параметры электропроводности и поляризуемости горных пород, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения точности определения исследуемых свойств, первое измерение проводят с незаземленным контуром, размер которого выбирают в пределах от 0,1 до 1,0 требуемой глубины исследования , определяют наличие или отсутствие изменений знака производной сигнала, затем при смене знака производной повторяют измерения, увеличивая каждый раз размер незаземленного контура в ,5-2 раза до тех пор, пока при очередном размере незаземленного коптура смены знака производной не будет, а при отсутстi вии смены знака производной при первоначальном размере незаземленного (Л контура производят повторные измерения с уменьшением размеров незаземленного контура каждый раз в 1,5 2 раза до тех пор, пока на переходном процессе не будет зафиксирована смена знака производной. 2. Способ по п.1,0 тлим ающ и и с я тем, что при измерении № ЭДС в незаземленных контурах для gi определения их минимальных и макси 1 мальных размеров используют первую со производную сигнала, а при измерениях магнитного поля и магнитной индукции - вторую производную сигнала .

союз соеетсних

РЕспиьлин

09) .(11) за С 01 Ч 3/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ госудм стненный номитет сссР по делАм изОБРетений и ОТНРитий (21 359497 /24-25 (22) 10.02.83 (46) 23.11.84. Бюл.М 43 (72) А.А.Иолчанов, С.И.Иитюхин, Б.Б.Трусевич, Б.В.Бучарский, В.А.Сидоров, А.K.Òêà÷åíêî, Ю.В.Николаев, В,А. Ключников и А.И.Яхин (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин (53) 550.837 (088.8) (56) 1. Электроразведка. Справочник геофизики. И., "Недра", 1980, с.168-246, 329-355.

2 ° Журавлева P.Б. Теоретические исследования воэможностей индукционных зондирований при наличии эффектов от горизонтальных неоднородностей и повышенной поляризуемости среды. Автореф дис. на соиск. учен. степени канд. техн. наук. Свердловск, 1981, с.! 1 5 (прототип). (54)(57) 1. СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ, основанный на измерениях ЭДС переходных процессов в незаземленных контурах и предусматривающий повторение измерений при заданных размерах неэаземленных контуров, по результатам измерений определяют параметры электропроводности и паляризуемости горных пород, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности определения исследуемых свойств, первое измерение проводят с незаземленным контуром, раэI мер которого выбирают в пределах от 0,1 до l 0 требуемой глубины исследования, определяют наличие или отсутствие изменений знака производной сигнала, затем при смене знака производной повторяют измерения, Ъ увеличивая каждый раз размер неэаземленного контура в 1,5-2 раза до .тех пор, пока при очередном размере неэаэемленного ко тура смены знака производной не будет, а при отсутствии смены знака производной при первоначальном размере незаземленного контура производят повторные измерения с уменьшением размеров незазем- С ленного контура каждый раз в 1,5

2 раза до тех пор, пока на переходном Я процессе не будет зафиксирована смена знака производной.

2. Способ по п.l о т л и ч а ю— шийся тем, что при измерении

ЭДС в неэаземленных контурах для определения их минимальных и максимальных размеров используют первую производную сигнала, а при измерениях магнитного поля и магнитной индукции — вторую производную сигнала, 1 1125

Изобретение относится к индуктивным методам электромагнитной разведки, использующим неустзновившиеся по" ля (метод переходных процессов(ИПП), зондирования становлением поля (ЗС), и предназначено для исследования пород, обладающих как электропроводностью 6, так и поляриэуемостью $ о которых судят по характеру переходных процессов в незаэемленных коиту- 10 рахн

Известен способ геоэлектрорзэведки, в котором на поверхности земли раскладывают незаэемленный контур иэ прОВОда (фОрма контура квадр&т ная, круглая или прямоугольная, для простоты в дальнейшем будем приводить примеры для квадратного контура с размерами сторочы Ь или круглого диаметром L). В контур посыла- 2б ют постоянный ток I. Затем в момент времени, принимаемый за начало переходного процесса t О, ток выключают. По закону индукции в окружающих проводниках возникают затухаю" 25 щие со временем вихревые токи; они в свою очередь могут вызывать и токи вызванной поляризации.

Для изучения переходного процесса измеряют спад магнитного поля Н (t) после выключения тока или, что является синонимом, магнитной индукции В (t) с помощью магнитометров.

Другой более распространенный вариант измерение ЭДС E(Й) нзвОДИ

35 мых спадающим магнитным полем, на приемном контуре иэ провода. Применяют контуры малых размеров (no срав-. нению с генерзторным) или такого же размера как генераторный, тогда это называется совмещенная установка или совмещенные петли (1) .

Способ не позволяет зондирование горных пород, залегающих под изолятором.

Наиболее близким к изобретению по числу существенных признаков и решаемой задаче является способ геоэлектрораэведки, основанный на измерении ЭДС переходных процессов в незаземлеиных контурах и предусматривающий повторение измерений при заданных разных размерах неэаэем.ленных контуров, по результатам из- H мерений определяют параметры электропроводнОсти и пОляризуемОсти ГОрных пород

579 2

Способ Основан на известном ха» рактере переходного процесса над однородным полупространством. За счет влияния ВП процесс в момент време» ни t© меняет знак и после отрицательного экстремума (сигнал E j< в мо-. мент t ) монотонно стремится к ну- И 6 лю) . По значениям t> t „,„„и Ещ,„ можно вычислить значение б и однородного полупространства. Способ предусматривает повторение измерений с несколькими разными размерами петель L. По каждому измерению вычисляют кажущиеся параметры б„ и „, из" менение их от L указывает на увеличение или уменьшение с глубиной j2j .

Однако способ предусматривает зондирование только в таком диапазо- не L, в котором наблюдается смена знака и отрицательный экстремум, а поэтому- дает ограниченные сведения о параметрах среды, в частности неизвестно, кзк определить форму переходного процесса без влияния ВП над слоистым разрезом (а значит нельзя и произвести послойную интерпретацию процесса). Кроме того, в реальных условиях смена знака процесса может вообще отсутствовать в изучаемом временном диапазоне или сопровождаться возвратом сигнала в положительную область.

Цель изобретения — повышение точности определения исследуемых свойств.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу геозлектроразведки, Основанному на измерениях ЭДС переходных процессов в незаземленных контурах н предусматривающему повторение измерений при заданных разных размерах неэаэемленных контуров, по результатам измерений определяют параметры электропроводности и поляризуемостн горных пород, первое измерение проводят с незаземленным контуром, размер которого выбирают в пределах от О,1 до 1,О требуемой глубийы исследования, определяют наличие нли отсутствие изменения знака производной сигнала, затем при смене знака производной повторяют измерения, увеличивая каждый раз размер незаземленного контура в

1,5-2 раза до тех пор, пока при очередном размере неззземленного контура смены знака производной не будет, а при отсутствии смены знака

E(Q " 2 6

ЕМ.. "Eq„>(l)-—

3 1}255 производной при первоначальном размере незаземленного контура производят повторные измерения с уменьшением размеров неэаземлеиного кЬнтура каждый раз в 1,5-2 раза до тех пор, пока на переходном процессе не будет зафиксирована сме- на знака производной.

Предпочтительно при измерении ЭДС в назаэемленных контурах для определения их минимальных и максимальных размеров использовать первую производную сигнала, а при измерениях магнитного поля и магнитной индукции — вторую производную сигнала.

Изобретение основано на выяв.ленных приближенной теорией следующих фактах.

Индукционная E>„< и поляризационная „ части переходного процесса 20 в первом приближении складываются аддитивно.

Поляризационная часть слабее зависит от изменения размеров установ ки, чем индукционная Конкретно, в совмещенных контурах для разных типов разрезов 6„„L, Е

При достаточно больших L в заданном временном диапазоне ЕЕй E „„„H смены знака процесса не происходит (отмечавтся лишь более слабые искажения кривой со сменой знака производной). При еще больших Ь оказывается E en) «E „„, и процесс практически не искажен влиянием ВП. Сходные закономерности и в установках других типов.

Сущность изобретения состоит в том, чтобы проводить зондирования с установками разных размеров L, из}О меняя L .в таких пределах, в .которых будут отмечены как искаженные

ВП процессы, так и (при максимальных Ь) практически неискаженные или слабо искаженные, у которых первая 45 производная ЭДС не меняет знак (или вторая производная, если измеряют не ЭДС на рамке, а само магнитное поле). Таким образом, по результатам измерений оценивается в полевых 50 условиях знак производной сигнала.

В качестве установки, на результаты измерений которой не влияет вызванная поляризация, выбирается уста- . новка такого разреза, когда знак 55 производной сигнала совпадает со знаком.производной переходного процесса без влияния вызванной поляриэа79 4 ции. В качестве минимальной установки выбирают такую, в которой отмечается надежное изменение знака производной сигнала по сравнению со знаком производной процесса при отсутствии поляризуемости среды.

Для того, чтобы пояснить переходные процессы, регистрируемые в приемных контурах при изменении L, представим ЭДС E переходного процесса в совмещенных контурах над однородным полупространством в виде суммы (для достаточно поздних стадий, следуя выводам приближенной теории) где К вЂ” коэффициент, не зависящий

Д, и Ь;

Е „„А (!) — ЭДС переходного процесса, разделенная .относительно

Введем нормированные ЭДС

При больших L получим (Ь) „„ (1), 3 .е. нормированный чисто индукциойный процесс. По нему можно. получить мощности и Й различных слоев раэре1.у d за. При малых Ь найдем

L как разность Е (1)- Е (L). Зная и Ь, определим зависимость произведения (g .Я от L (в общем случае это зависимость кажущихся (q. б), oT (L) По этой зависимости можйо судить о глубинной зональности разреза по ., а нри наличии заранее рассчитанных палеток определить слоистость разреза по параметру

g . d - Ранее полученная из слоистость разреза по позволяет окон-чательно разделить оба параметра.

Как варианты получения E цц (1) при недостаточно больших максимальных L „предлагаются, и опробованы следующие.

Для ряда выбранных значений времени строят зависимость E (L) и графически, экстраполяцией находят для

3 1Г2 каждого времени предел Е () при"

Ь- со. Этот способ применим при наличии таких L „, при которых уже незаметно искажений формы процесса (смены знака производной, а тем боsjIBIB самого сигнала)

Имея модель разреза по, теор ретически рассчитывают Е (Q .

Яа фиг. » показаны теоретические двухслойные кривые переходных про(;. —, о, 1б (;. — — — p ), при разн и полярнзуемости, верхнего слоя; где индексы -.отношение (» /Ь,. у=-л:ед; второй слой не поляризуется и 9 — удельные электрические сопроти.-:пения двухслойного разреза„ с - время, цифрами обозначен шифр кривых; на фиг.2 — экспериментальные кривые j (L) в совмешенных контурах в алмазоносных раио,«ах Як тии

Нормальный процесс установлен экстраполяцией Г „„> (1.) к L- гс

5579 б и проверен по другим данным о ра- Рс зе.

Фиг,2 одновременно является примером реализации способа при опытнометодических работах. В условиях резких искажений сигнала удалось восстановить чисто индукционный процесc и оценить произведение { Ь), которое, как оказалось, в данном регионе возрастает вблизи месторождений алмазов. Иэвестнь:й споссб здесь не применим, так как разрез HHQA и формы процессов иные.

Геологическая эффективность способа значительна пс двум причинам: во-первых, процессы, искаженные ВП, встречаются во многих ра= îíàõ СССР и за рубежом,, и обычная их интевпретация может приводить к принципиальным ошибкам (гропуску рудных тел, слоев, ошибочным определениям глубин, типов структур); вс — вторых, значение « .б само имеет геологическую ценность„ в частности при поисках кимберлитовых тел.

1125579

Составитель Л, Воскобойников

Редактор P. Цицика Техред А.Бабинец

Корректор С.Шекмар

Подписное

Филиал IIIIII "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4

Заказ 8535/35 Тираж 710

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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