Способ определения параметров двухслойной среды с наклонной границей раздела

 

Использование: при изучении геологических разрезов с наклонными границами раздела породных массивов. Сущность изобретения: сначала определяют направления падения и простирания границы раздела, после чего производится вертикальное электрическое зондирование в направлении простирания границы, при этом определяются удельные сопротивления слоев ρ₁, ρ₂ и глубина H до границы раздела в точке зондирования. Затем измерения производятся в направлении падения и по палеткам однозначно определяется угол наклона границы раздела. 2 ил.

Изобретение относится к геоэлектроразведке и может быть использовано при изучении геологических разрезов с наклонными границами раздела породных массивов.

Известен метод /1, 2/, при котором параметры разреза определяются путем сопоставления экспериментальной кривой зондирования с палаточными кривыми, рассчитанными при различных сочетаниях значений удельных сопротивлений, угла наклона границы раздела двух сред и направления профиля, по которому производились измерения. Недостатком этого метода является необходимость варьировать при подборе искомой палаточной кривой все неизвестные параметры (в том числе и угол наклона границы раздела), что делает способ достаточно трудоемким.

Известен метод вертикального электрического зондирования (ВЭЗ) /3/, который позволяет в предположении горизонтальной однородности слоистой среды определить параметры разреза. Измерения, проведенные в разных точках, позволяют приближенно судить о форме границы раздела. В том случае, когда измерения произведены в направлении простирания, этот метод позволяет с достаточной точностью измерить удельное сопротивление и глубину до границы раздела. Если же измерения производились в направлении падения, то при определении значения параметров разреза ошибка может достигать 50% Другим недостатком метода ВЭЗ является возможное несовпадение положение профилей с экстремальными областями поверхности раздела, что неизбежно приведет к искажению формы измеренной граничной поверхности.

Цель изобретения упрощение процедуры интерпретации и увеличение точности определения формы границы раздела.

Поставленная цель достигается тем, что сначала определяется направление падения и простирания границы раздела, после чего производится ВЭЗ и определяется угол наклона границы.

Изобретение поясняется фиг.1 и 2.

Процедура зондирования осуществляется следующим образом. Как показано на фиг. 1, один из питающих электродов (A) помещается в точке зондирования, а второй электрод (B) относят в практическую бесконечность. Измерительные электроды M и N устанавливаются на одной прямой, проходящей через точку зондирования, на одинаковом расстоянии от электрода (A). Необходимо, чтобы расстояние между электродами M и N было много меньше, чем расстояние между электродами (A) и (B). Для определения направлений падения и простирания границы раздела электроды M и N перемещают по дуге окружности с центром в точке зондирования. Положение измерительных электродов, при котором разность потенциалов между точками M и N максимальна по абсолютному значению, дает направление падения границы раздела, а знак угла наклона α определяется по знаку разности потенциалов и, наоборот, направление простирания определяется по положению измерительных электродов, когда разность потенциалов между ними минимальна. Для определения удельных сопротивлений слоев r₁, ρ₂ и расстояния H до границы раздела необходимо провести ВЭЗ в направлении простирания. Установив далее измерительные электроды по направлению падения границы раздела, измеряют разность потенциалов на электродах M и N. Зная величину тока в питающих электродах (A) и (B), удельные сопротивления ρ₁ и ρ₂ а также величину H, можно по палеткам однозначно определить угол наклона границы раздела α. Пример палеточной кривой, построенной для параметров r₁ 10²Омм, ρ₂ 10⁴ Омм, H 5 м, I 0,1 а приведен на фиг. 2. Для построения палеточных кривых может быть использована формула Тот факт, что определение параметров разреза производится в два этапа, позволяет ограничить подбор палеточных кривых лишь по трем параметрам (ρ₁, ρ₂ H), после чего угол падения границы определяется однозначно. Кроме того, знание угла наклона границы позволяет уверенно судить о наличии или отсутствии между профилями экстремальных точек поверхности раздела.

Формула изобретения

Способ определения параметров двухслойной среды с наклонной границей раздела, состоящий из возбуждения в исследуемой среде постоянного тока с помощью двух электродов, первый из которых установлен в точке зондирования, второй относят в практическую бесконечность, измерительных электродов, установленных на одной прямой, проходящей через точку зондирования, на одинаковом расстоянии от первого питающего электрода, отличающийся тем, что перемещают измерительные электроды по дуге окружности с центром в точке зондирования, производят вертикальное электрическое зондирование по направлению минимума напряжения на измерительных электродах, определяют удельные сопротивления обоих слоев и глубину до границы раздела в точке зондирования, устанавливают измерительные электроды в направлении максимума напряжения и по величине напряжения на измерительных электродах определяют величину угла наклона границы раздела.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2