Способ электроразведки

 

Изобретение относится к геофизике , конкретно к электроразведке, и может быть использовано при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых. Целью изобретения является повышение точности разведки за счет увеличения разрешающей способности . Для этого электрические колеп:| ; г йС г. . I бания возбуждают модулированным по апериодическому закону монохромати ческим цугом. Производят раздельную регистрацию возбуждаемого цуга и суммарного волнового поля, включающего в себя возбуяздаемый цуг и колебания , несущие информацию о границах , представляющих разведочный интерес . Формируют взаимно корреляционную функцию между возбуждаемым цугом и регистрируемыми колебаниями. Времена прихода колебаний после корреляционной обработки с возбуждаемым цугом прослеживают по максимумам взаимно корреляционных функций. При пересечении контактов пород в процессе разведки местоположение контактов предлагается определять по точкам излома зависимости времен прихода колебаний от расстояния, а также по совпадению времени регистрации прямых и отраженных волн. 1 з.п. ф-лы, I ил. W ю 4 ;о о

„,SU„„1249608 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (59 4, G 01 Ч 3 06 (I

i) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3864097/24-25 (22) 06.03.85 (46) 07.08.86.. Бюл. М 29 (71) Наро-Фоминское .отделение Всесоюзного научно-исследовательского института геофизических методов раз.ведки (72 ) Л.П. Левицкий и Г.А. Шехтман (53) 550.837(088. 8) (56) Хмелевской В.Х. Электроразвед. ка. Изд-во ИГУ, 1984, с. 154-157.

Патент Франции В 1602303, кл. G 01 Ч 3/00, 1970. (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОРАЭВЕДКИ . (57) Изобретение относится к геофи. зике, конкретно к электроразведке, и может быть использовано при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых. Целью изобретения является повышение точности разведки за счет. увеличения разрешающей способности. Для этого электрические колебания возбуждают модулированным по апериодическому закону монохроматическим цугом. Производят раздельную регистрацию возбуждаемого цуга и суммарного волнового поля, включающего в себя возбуждаемый цуг и колебания, несущие информацию о границах, представляющих разведочный интерес. Формируют взаимно корреляционную функцию между возбуждаемым цугом и регистрируемыми колебаниями. Времена прихода колебаний после корреляционной обработки с возбуждаемьм цугом прослеживают по максимумам взаимно корреляционных функций. При пересечении контактов пород в процессе разведки местоположение контактов предлагается определять по точкам излома зависимости времен прихода колебаний от расстояния, а также по совпадению времени регистрации прямых и отраженных волн. 1 з.п. ф-лы, 1 ип.

1249608 Изобретение относится к геофизике, конкретно к электроразведке, и может быть использовано при поисках и разведке месторождений полезных ископаеяых.

Цель изобретения — повьппение точности разведки за счет увеличения разрешающей способности.

На чертеже изображена схема реализации способа,в скважинкой модификации.

На схеме показаны буровая вьппка

1, точки 2 наблюдения, ствол 3 скважины, забой 4 скважины, подошва 5 первого сверху пласта,. подошва 6 второго пласта, ось прямой синфазности волны 7, точка 8 на границе, ось 9 синфазности волны отраженной (в первом пласте), ось 10 синфазности отраженной волны (во втором пласте), ось 11 синфазности отраженной волны (в первом пласте), трасса

12 записи электрических колебаний после формирования взачмнокорреляционной фракции, импульсы 13, соответствукицие различным сигналам после формирования взаимно корреляционной функции, точка 14 на подошве 6 второго пласта, глубину которого получают путем экстраполяции осей 7 и

10 синфазности до их пересечения.

Сущность способа состоит в том, что раздельная регистрация формы возбуждаемого цуга колебаний и суммарного поля, включающего в себя возбуждаемый цуг и колебания, несущие информацию о границах, представляющих разведочный интерес, позволяет путем формирования взаимно корреляционной функции с опорным сигналом, в качестве которого берут цуг возбуждаемых колебаний, выделить полезные сигналы, переведя их в импульсную форму, а затем определить времени прихода этих, сигналов и их амплитуды.

Возбуждение монохроматического цуга, модулированного по апериодическому закону, и регистрация этого цуга раздельно от суммарного волнового поля исключают искажения формы сигнала, обусловленные дисперсией скоростей; в неискаженном ннтерференционными эффектами виде обеспечивается опорный сигнал, интенсивность и форму которого легко контролировать и, если требуется, корректировать на этапе обработки.

t5

Формирование взаимно.корреляционной функции между возбуждаемым цугом и .регистрируемыми колебаниями позволяет получить преимущество импульсных методов (за счет наличия в подвергнутом обработке сигнале наибольшего по модулю экстремума) и методов с монохроматическим излучением (не имеет места дисперсия скоростей). При этом повьппается точность способа за счет достаточно высокой разрешенности, обеспечиваемой путем использования корреляционной обработки сигналов (времена и амплитуды сигналов выделяются более уверенно, чем при интерференционных методах выделения особенностей разреза).

В процессе формирования взаимно корреляционной функции суммарной записи, полученной в каждой точке при«ма, с опорным сигналом, на временах регистрации вступления каждого из сигналов будут наблюдаться экстремумы, обусловленные совпадением по времени опорного сигнала с данным конкретным сигналом, содержащимся в суммарном поле. При этом благодаря апериодическому закону модуляции, 1 например квазислучайному эакону-, трасса 12 записи приобретает импульсный вид с отдельными импульсами 13,, соответствующими выделяемым сигналам. А так как излучение монохроматическое, то появляется возможность проследить импульсы по их экстремаль" ным точкам, т.е. осуществить их фаэовое прослеживание, а не групповое (как в известных способах), -обусловленное размазыванием импульсов ввиду дисперсии скоростей на различных частотах. Это и обуславливает повьппение точности в отличие от известных способов, в которых она ограничена ввиду невысокой разрешенности вследствие искажающего влияния дисперсии скоростей.

Пересечение контактов имеет место при наземной электроразведке вертикально-слоистых сред, а также при скважинной электроразведке; При пересечении в процессе разведки контакта пород, различающихся по электрическим свойствам, ось 7 синфаэности колебаний, соответствующих прямой волне, распространяющейся от источника к приемнику, в точке 8 йретерпевает преломление — излом, причем место

1249608 излома соответствует положению контакта. Отражение волн от подошв 5 и

6, разделяющих породы с различными свойствами, приводит к тому, что при совместной регистрации прямой и отраФ женных волн положения контактов отмечаются точками 8 и 14 пересечения осей синфазности прямой и отраженной волн.

Оси синфаэности отраженных волн на контактах различных пород терпят

:излом, при этом наклон различных участков осей 10 и 11 соответствует различным значениям скоростей распространения волн. Определение положейия контактов горных пород по точкам, в которых совпадают времена регистрации прямых и отраженных волн, позволяет наиболее точно локализировать местоположение границ между горными породами с различными электрическими свойствами..

Положительный эффект достигается

sa счет того, что формирование мо. нохроматического цуга, модулирован,:ного по апериодическому закону, и последующее формирование взаимно " корреляционных функций с опорным раз, дельно регистрируемым сигналом позволяет повысить разрешенность волн

1 за счет корреляции одноименных фаз колебаний, соответствующих максимальным по модулю экстремумам взаимно" корреляционных функций. Тем самым появляется возможность в чистом виде регистрировать фазовую, а не групповую скорость распространения волн в горных породах. Кроме того, возрастает .надежность прослеживания положения границ раздела пород с различными электрическими свойствами.

Способ осуществляют следующим

I образом.

Внутрь среды излучают гальвани ческим или индукционным способом монохроматический цуг колебаний. Интенсивность колебаний, продолжительность цуга, а также частота колебаний определяются требуемой глубинностью, а также уровнем помех.

При глубинах до 500 м достаточную интенсивность может обеспечить излучатель мощностью 3-. 5 кВт. Если дли;тельнбсть цуга недостаточна ввиду аппаратурных ограничений, то применяют накапливание воздействий с оценкой отношения сигнал/шум (помеха) известными приемами.

Пример . Скважину 1 бурят на глубину 400 м,,пересекая Hà гпубине 200 м кровлю пласта, цодошва

6 которого находится ниже забоя 4..

Требуется определить глубину подошвы 6 второго сверху пласта, Иссле. дование проводят на частоте l кГц.

Так как по априорным данным наименьшее ожидаемое значение скорости рас.пространения волн в исследуемом раз, резе составляет 60 км/с, то это со-.

M ответствует в данном случае длине волны 60 м. Поэтому шаг наблюдеййй

45 гом 20 м, которые представляют в

55

1 0

Электроразведьчная аппаратура должна, кроме известных стайдартных узлов, содержать модулятор и коррелятор., целесообразно снабдить ее накопителем.

Наблюдения проводят одновременно в разных точках наблюдения, хотя возможен и одноканальный вариант способа. Расстояние между точками наблюдения целесообразно брать не превышающим половины длины волны в среде с целью уверенного прослеживания волн. Формирование взаимно корреляционной функции проводят непосредственно при получении записей в. поле либо на этапе обработки.

Предварительная обработка на этапе полевых работ является более предпочтительней, так как она позволяет своевременно оценить отношение сигнал/помеха и выбирать такие параметры сигнала, чтобы прослеживание волн было достаточно надежным. между соседними точками 2 приема при. нимают равным 20 м (меньше половины длины волны). В качестве опорного сигнала выбирают цуг длительностью

10.с с модуляцией по квазислучайному закону. После формирования взаимно корреляционных функций 13 с опорным сигналом получают 20 трасс 12 с шавиде монтажа аналогично сейсмограмме, получаемой при вертикальном сейсмическом профилировании. При этом точки 8 и 14 пересечения осей 7 синфаэности прямой волны и 9 и 10 отраженных волн соответствуют глубинам отражающих границ. Глубину искомой подошвы 6, расположенной ниже забоя

4, получают путем экстраполяции соответствующих осей 7 и 10 синфазностн до точки 14 их пересечения. В даниом примере рассмотрена предельно простая ситуация, когда ствол скважи1249608

Формула изобретения

Составитель Л. Воскобойников

ТехРед JI.Сердюкова КоРРектоР О. ЛУговаЯ

Редактор В. Петраш

Заказ 4334/54 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

S ны вертикален, а удалением источника колебаний от устья скважины можно пренебречь (т.е. профиль является продольным), при этом ось синфаэности каждой волны состоит из прямолинейных участков. В самом общем случае (скважина искривлена, источник колебаний удален от устья) на этапе обработки оси синфазности аппроксимируют полиномами различного порядка.

Реализация способа даст возможность при решении задач, связанных с изучением строения покрывающей толщи, заменить более дорогой сейсмический метод, а также более успешно комплексировать эти методы.

1. Способ электроразведки, заключающийся в том, что возбуждают электрические колебания и регистрируют времена прихода колебаний в точках, разноудаленных от точки возбуждения, определяют пространственное положение преломляющих и отражающих границ между пластами горных пород и скоd рости распространения колебаний в породах по зависимости времен прихода колебаний от расстояния между источником и приемником, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности разведки за счет увеличения разрешающей способности, электрические колебания возбуждают модулированным по апериодическому

1О закону цугом, дополнительно регистрируют возбуждаемый цуг, формируют взаимно корреляционную функцию между возбуждаемым цугом и регистрируемыми колебаниями, а времена прихода коле15 баний определяют по времени регистра. ции экстремумов взаимно корреляцион ной функции. 2. Способ по п. 1, о т л и—

20 ч а ю шийся тем, что положение преломляющих и отражающих границ, соответствующих контактам горных пород, определяют по точкам излома зависимости времен прихода колебаний

25 от расстояния и/или по точкам, в которых совпадают времена регистрации прямых и отраженных волн.