Способ геоэлектроразведки

 

СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ, защючаюш лнся в синхронном измерении электрических и магнитных компонент магнитотеллурического поля в полевых и базисном пунктах, расположенных на площади работ, определении частотных характеристик, связываю щих электрические и магнитные поля в полевых и базисной точках, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов измерений за счет исключения и подавления помех, устанавливают дополнительный базисный пункт на расстоянии от площади работ не менее , где f - среднее электрическое сопротивление верхней части осадочного чехла Тр - максимальный период наблкгдаемых помех, определяют в одном из базисных пунктов предварительно по электрическому и магнитному полям среднее значение электромагнитного импеданса Z, принимаемое за эталонное, затем в этом базисном пункте непрерывно определяют текущее значение импеданса Z и проводят измерение электрических и магнитных компонент магнитотеллурического поля в полевых и базисных пунктах на отрезках времени, когда и вычисляют частотные характеристики, связывающие электрические и магнитные поля на полевой точке и на полевой и базисной точках .|| 1С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 (51) С 01 Ч 3/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHGMV СВИДЕТЕПЬСТВ,Ф

R =go y T,ß (ими, ках.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21) 3598270/18-25 (22) 31.05.83 (46) 15.01.85. Бюл.У 2 (72) И.А,Безрук, А.С.Сафонов и М,Н.Дановская (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки (53) 550,83(088.8) (56) 1. Бердичевский N.Н., Бубнов В.П., Липилин В.А. Комбинированное магнитотеллурическое профилирование. — В кн.:

"Прикладная геофизика, 1966, вып.48, .с.76-83, 2. Авторское свидетельство СССР

3303230/18-25 (092252), кл. С 01.V 3/08, 1981 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ, заключающийся в синхронном измерении электрических и магнитных компонент магнитотеллурического поля в полеФ вых и базисном пунктах, расположенных на площади работ, определении частотных характеристик, связывакгщих электрические и магнитные поля в полевых и базисной точках, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности резуль,SU„„1134922 А татов измерений за счет исключения н подавления помех, устанавливают дополнительный базисный пункт на расстоянии от площади работ не менее где 9 — среднее электрическое сопротивление верхней части осадочного чехла, Т„ — максимальный период наблюдаемых помех, определяют в одном из базисных пунктов предварительно по электрическому и магнитному полям среднее значение электромагнитного импеданса Е принимаемое за эталонное, затем в этом базисном пункте непрерывно определяют текущее значение импеданса 2 и проводят измерение электрических и магнитных компонент магнитотеллурического поля в полевых и базисных пунктах на отрезках времени, когда 2 = 2 и вычисляют частотные э характеристики, связывающие электрические и магнитные поля на полевой точке и на полевой и базисной точ)134922

Изобретение относится к области, р-. геоэлектроразведки по методу естественного электромагнитного поля Земли в сложных геоэлектрических усло- . виях при наличии высокого уровня 5 помех. Известен способ геоэлектро разведки, основанный на синхронной регистрации вариаций электрического и магнитного поля Земли одновременно в двух точках — базисной (не- )О подвижной ) и полевой (передвигающейся) (комбинированное магнитотеллурическое профилирование — КИТЛ ).

По этим измерениям определяют эффективное значение суммарной продольной 35 проводимостй 5 Ф и эффективные напряженности электрического Е и магнитного Н полей Г13.

Недостатком этого способа является низкая точность результатов из- 20 мерений ввиду наличия в регистрируемом сигнале помех различного происхождения (промы(пленные помехи, ближние грозы, неоднородная часть магнитотеллурического поля ). 25

Наиболее близким к данному является способ геоэлектроразведки, заключающийся в синхронном измерении

:электрических и магнитных компонент магнитотеллурического поля в. полевых и базисных пунктах, расположенных на пло1цади работ, определении частотных характеристик, связывающих электрические и магниные поля в полевых и базисных точках 52).

Однако данный способ не позволяет получить частотные характеристики, связывающие электрические и магнитные поля, с точностью, требуемой для определения параметров геоэлектрического разреза из-эа постоянного присутствия в регистрируемом aezтромагнитном поле помех различного происхождения, например промышленные помехи, ближние грозы, неоднородная часть магнитотеллурического поля.

Цель изобретения — повышение достоверности результатов измерений за счет исключения и подавления помех.

56

Поставленная цель достигается тем,что согласно способу геоэлектроразведки, заключающемуся в синхронном измерении электрических и магнитных ко понент магнитотеллурического 55 поля в полевых и базисном пунктах, расположенных на площади работ, определении частотных характеристик,, связывающих электрические и магнитные поля в полевых и базисной точках, устанавливается дополнительный базисный пункт на расстоянии от площади работ не менее н-"ГОр Т„2 (нм), где я — среднее удельное электричес, кое сопротивление верх- ней части осадочного чехла; — максимальный период наблюдаемых помех, в одном из базисных пунктов предварительно по электрическому и магнитному полям определяют среднее значение электромагнитного импеданса 2, принимаемое за эталонное, затем в этом базисном пункте непрерывно определяют текущее значение импеданса Z проводят измерения электрических и магнитных компонент магнитотеллурического поля в полевых и базисных пунктах на отрезках времени, когда

Z- Z, и вычисляют частотные характеристики, связывающие электрические и магнитные поля на полевой точке и на полевой и базисной точках.

Данный способ основан на следующих представлениях.

Регистрируемое в точке наблюденъ ния электромагнитное поле Н, Е представляет собой комбинацию поля плоской волны Н, Ео (создаваемой точками, текущими в ионосфере, дальними источниками и т,п.) и полей не плоских (создаваемых ближними источHHKaMH) H„ý Eí „° T ° e ° H=H + t„Е=Ео+Ен

Величина Н> и К„меняется во времени и зависит от местоположения источников, их типов, интенсивности и т.п.

Действия ближних источников помех обычно локально. Радиус их действия иэ условия затухания электромагнитных волн в проводящей среде может ориентировочно оцениваться половиной длины создаваемой ими . электромагнитной волны, т.е.

К-J ï/2-р0р7 (2 (н) где р — среднее удельное электрическое сопротивление осадочного чехла; )) — период помехи, Так как поля Н, E „обычно меняются достаточно быстро и характер их случаен, то при достаточно длительном

1.134922 предвариетльном наблюдении на базисном пункте в результате статичес/ кой обработки компонент Н и Й определен тензор импеданса Z>, примерно равный тензору импеданса Z ллоской с волны.

При текущем наблюдении электромагнитного поля можно определять текущее значние импеданса Z и по условию Z 7 находить отрезки време- 1б

Э ни, когда влияние помеховой части поля Н, E на данной базисной точке мало. Именно в эти временные интервалы, когда регистрируемые электромагнитные поля в региональном плане близки к плоской волне, необходимо проводить регистрацию магнитотеллу рического поля на участке работ.

Во время этой регистрации на пло. щади работ может проявиться действие других, расположенных поблизости от пунктов регистрации, источников локальных помех, однако так как дополнительный базисный пункт удален на расстояние не менее R = 10pT„I2 26 регистрируемые компоненты электрических и магнитных полей на дополнительном базисном пункте свободны от действия этих источников.

На чертеже приведен пример регистрации.

Записи магнитного поля показаны в удаленном дополнительном базисном пункте, полевой точке и базисном пункте, расположенном на площади работ. В дополнительном базисном З5 пункте предварительно определен тен- зор импеданса 2Э .Буквами А на записи в этом пункте отмечен интервал времени, на котором выполняется условие Z =g . Именно в этих интервалах

Э происходит регистрация поля в полевом и базисном пункте. На интервалах, отмеченных буквой Б,условие не выполняется, регистрация на полевой и базисной точках не производится.

Буквой В отмечено действие локальных источников помех на полевых записях. Эти помехи могут коррелироваться на полевой и базисной точках, однако практически не проявляются на дополнительном базисном пункте.

Для борьбы с этими помехами необходимо при обработке вычислять искомые характеристики по корреляцион- 55 ным моментам как ближней, так и дальней базисной точек, что позволит исключить некоррелируемую часть, В процессе этой регистрации производят обработку и вычисляют текущие значения импеданса Z. На отрезках времени, когда выполняется условие .

Z= Z по радиоканалу подается команда, включаются станции полевых и базисных точек и производится регистра. ция электрических., магнитных или электрических и магнитных компонент магнитотеллурического поля.

Полученная запись содержит полезный сигнал и помеху, создаваемые локальными источниками. Поэтому для подавления этих помех при обработке необходимо использовать свободную от этих помех запись на дополнительной базисной точке, т.е. вычислять частотные характеристики, связывающие электфические и магнитные поля на полевой точке и на полевой и базисной точках (танзор импеданса Z, магнитный тензор m, теллурический тензор 4) например с помощью соотношений вида ке,9

KH,Y

КЙ,Y м,, 1

1 12 3

1Е,Y

2 где К"XY

X-Е„, Н„и

Е, ", Н", корреляционные моменты узкополосных ИТ-процессов, поля, зарегистрированные в полевой и базисной точсвязанную с влиянием помех локального источника, и существенно повысить точность получения основных характеристик тензоров импеданса, магнитного и теллурического, по кото рым судят о геологическом строении разреза.

Пример. В Прикаспийской впадине удельное электрическое сопротив" ление верхов осадочной толщи 10 мм.

Следовательно, для подавления помех с периодом Т„ не более 3600 с и выбора участка регистрации необходимо поместить дополнительный базисный пункт на расстояние не менее

R= YI 0 1 . 3600=95 км.

Затем необходимо провести на этом дополнительном базисном пункте регистрацию компонент магнитотеллурического поля, обработать эти записи и вычислить на каждом периоде анали-! за импеданс.

Далее располагают на площади работ полевые и базисную точки, производят регистрацию магнитотелл рического поля в дополнительном базисном пункте, 1134922 хv "XY „d Х ед gæ

%Ц

1ЮО 800

ЦЦ

edlg о= интербап ve регистра ии ЕФ Еа ,У- АЫсл% е пакапьных цаяоцника6 паж на втщо8и работ

Составитель Е.ПоляковРедактор О. Колесникова Техред М. Кузьма

Корректор И.Эрдейи

Заказ 10086/40 Тираж 748

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

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

Y-f юи и — поля зарегистрированные

5 3

У в дополнительном базисном пункте, Так как помехи в дополнительном базисном пункте с „ и на площади ра- 5 бот д некоррелируемые (т.е. Кс „д"„аО, то йолученная при обработке величина К равна истинному К„, т.е.

Следовательно, мы получим истинные значения частотных характеристик

Z,rn H f. no которым с большей уверенностью можно определять геологи- 15 ческое строение исследуемой площ ци.

Для осуществления способа целесообразно использовать серийные цифровые электроразведочные станции, сопряженные на дополнительном базис- 20 ном пункте с микро-3BN, ведущей обработку в реальном режиме времени, и радиостанцией для передачи команд.

Данный способ по сравнению с базовым, в качестве которого принято

БМТП, позволяет существенно повысить (a 5-10 раз точность получения частотных характеристик Z,v u и соответственно достоверность выявления геологических структур.

Такое повышение достоверности позволяет перейти к решению методами геоэлектроразведки более тонких гео"

l логических задач. картирование подсолевых отложений, зон выклинивания и фациальных изменений и т ° п °

И заменить более дорогие методы: разведочное бурение, каротаж и сей" сморазведку. Кроме того, наличие дополнительного базисного пункта

I позволяет производить регистрацию только на информативных интервалах, которые гарантируют получение частотных характеристик Z, m и 1 во всем интервале периодов с требуемой точностью,