Способ геоэлектроразведки

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕЯЛЬСТВУ

Сеюь Сееетскнк

Сецяаянатнческни

Ресяубянк

<щ81 1 183

1 (5!)м. Мл. (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 04. 12 . 78 (21) 2691602/18-25

6 01 V 3/04 с прнсоеднненнем заявки Ио

Государствеииый комитет

СССР ио делан изобретеиий и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 07.03ф1 Ьоляетань 14- >

Дата опублнковання оансання 07. 03. 81 (53) УДК 550.837 (088.8) А. С. Фараджев, М. A. Гусейнов и P. Я . Таиров (72) Авторы изобретения (71) Заявитель Филиал Всесоюзного научно-исследовательского института геофизических методов разведки (.54 ) СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

q E. ) фсп " Я - — d") зо .„- У

Изобретение относится к области технической физики и может быть использовано в геоэлектроразведке при проведении амплитудно-фазовых измерений вызванной поляризации (В";.), а также при измерении нестационарных полей.

Известен способ геоэлектроразведки, заключакщийся в том, что возбуждают в земле электромагнитное поле путем пропускания тока через два точечных заземления, а измерения вызванной поляризации проводят вдоль одного профиля, соединяющего два точечных заземления $1j.

Недостатком этого способа является то, что в нем предусматривается исследование только одного профиля при одном положении питающей линни, т.е. площадь измерений оказывается очень малой..

Известен также способ геоэлектроразведки, заключакщийся в том, что возбуждают в земле основное электромагнитное поле путем пропускания тока через два точечных заземления, расположенных на центральном профиле наблюдений, а измерения параметров вызванной поляризации проводят по центральному профилю и ряду боковых профилей, расположенных по обе стороны от центрального профи5

Недостатком этого способа измерений является то, что в нем вс)эможиы измерения параметра поляриэуемости только на части боковых профилей, так как в остальной части этих профилей при измерениях нельзя исключить влияние индукционных эффектов, вследствие чего погрешность определения параметра поляриэуемости оказывается недопустимо больщой, а поэ15 тому площадь исследований оказывается ограниченной.

Из теории электромагнитных полей известны расчетные формулы для действител. ной и мнимой составлякщих

20 электрического поля, заземленного в однородном полупространстве кабеля конечной длины (длина 2Г, ток 3 с частотой ь проводимость однородного

25 полупространства Ь):

))qE„= дюг(т- - ),: E<) 811183

0 = — > К=6цУ (к)6 ««.—

Г2 где

20 ь=- р-ted%, (3) Л = -0,0007, (х,у) — координаты точки измерений (начало координат расположено в центре питающей линии); 2» и 2< — расстояние от точки измерений до заземлений кабеля.

При проведении фазовых измерений

ВЦ допустимая погрешность исключения фазовых углов, обусловленных индукционными эффектами, не должна превышать 0,06-0,08> при двухчастотных измерениях:

Пусть проводятся измерения фазовых углов на двух частотах, отличающихся в два раза, длина кабеля

3 = 1 км, причем, проводимость среды и частоты соответствуют двум параметрам б> = 0,141 и 0 = 0,2.

Тогда для про илей, расположенных вблизи центрального профиля, индукционные эффекты будут исключаться с необходимой тоностью. Например, для профиля ц = 0,18 (профиль отстоит от центрального на 100 м) и точки

1 =0 (точка расположена в центре профиля).

tg P = 0 058ч tg4g = 0 ю 1147.

При двухчастотных фазовых измерениях

ВП определяется параметр

В данном случае т.е. Р = -0,04 погрешность, обусловленная влиянием индукционных эффектов, почти в два раза меньше допустимой.

Если же профиль удален от центрального на расстояние y = 0, (т.е. на

1 км) то для точки Х = 0 tg@» =0,0447;

Щ Р = 0,085 и в соответствий с выражением (3)

-0,0022, т.е. Ь Р = -0 13

О

Таким образом, на данном профиле погрешность исключения индукционных эффектов почти в два раза превышает допустимую. Еще больше погрешность оказывается при приближении точки ,измерений к концам профиля.

Так, для точки с координатами

Х = 0,88; g = В, имеем: tg< = 0,0667> ф Р = 0,1256; Ь = -0,004, т.е. + =

= -0,249 а для точки с координатами

Х = 0,98, g = В имеем:ф» »- "0,08.9у

«ф Р = 0,167 Ь = - 0,006, T.e.

h Р= — 0,358.

Таким образом, в известном способе площадь исследований оказывается ограниченной из-за невозможности исключения влияния индукционных эффектов, ввиду чего погрешность измерений может в 5-6 раз превышать допустимую.

Целью изобретения являвтоя повыше-, ние производительности труда путем расширения площади, на которой из40

Я

$0

И

45 меряют параметры поляризуемости. При этом исключаются погрешности, обусловленные индукционными эффектами, а также повышается точность измерений параметра ВП на участке боковых профилей.

Для достижения этой цели дополнительно возбуждают вдоль боковых профилей синфазное с основным вспомогательное электрическое поле путем пропускания через дополнительное заземление части тока, вводимого в землю через заземления центрального профиля.

Благодаря этому на боковых профилях значительно увеличивается потенциальное электрическое поле, а вихревое электрическое поле, проявляющееся в виде индукционного эффекта, остается неизменным, поэтому фазовые углы, обусловленные индукционными эффектами, оказываются малыми и исключаются с необходимой погрешностью из результатов измерений на значи" тельно большей площади, чем в способе-прототипе.

Сущность способа заключается в следующем.

На заданном участке исследований, где должны быть проведены измерения

ВП, раскладывают питающую линию AB.и через заземление вводят в землю ток, возбуждая в земле электромагнитное поле. При этом часть тока вводят в землю через два точечных заземления, расположенных на центральном профиле наблюдений и возбуждают таким образом основное электромагнитное поле в земле. Другую часть тока вводят в землю через дополнительные заземления, расположенные между концами боковых профилей, возбуждая таким образом вспомогательное электрическое поле, синфазное с основным электрическим полем.

При этом в земле возникает сложное электромагнитное поле, которое в каждой точке измерений может быть представлено в виде суммы трех полей. Первое — основное потенциаль-ное электрическое поле создается частью тока 3», пропускаемого через два точечных заземления, расположенных.на центральном профиле наблюдений. Второе - вспомогательное потенциальное электрическое поле создается второй частью тока >,, пропускаемого через дополнительные заземления, расположенные между концами боковых профилей. Если боковых профиля два, на их концах расположены две дополнительные пары заземлений, через каждую из которых пропускается ток и «J>, то напряженность этого поля дается суммой двух выражений (1), s которых вместо тока > подставляется величина 3g или

3у соотввтатввнно, а также используются свой расстояния %» и% от точки

811183

Формула изобретения

Составитель Воскобойников

Редактор О. Филлипова Техред Е.Гаврилешко Корректор Г. Решетник

Заказ 501/2 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиа ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,, наблюдений до каждой пары дополни тельных заземлений.

Третье — вихревое электрическое поле возбуждается в земле магнитным полем, создаваемым током, протекакицим в кабеле, соединяющем заземления с генератором тока. В данном случае весь ток 3 = „ + D< + J3 протекает через один кабель, а вихревое электрическое поле сдвинуто йо фазе на 9Ф относительно потенциального электрического поля. Поэтому даже при отсутствии оляризуемости среды вектор напряженности суммарного электрического поля, принимаемого из земли, сдвинут по фазе относительно вектора возбуждающего тока, что и проявляется в результате измерений в виде фазовых углов индукционного происхождения. При этом фазовые углы индукционного происхождения тем больше, а зависимость их от частоты тем сложнее, чем меньше в точке наблюдений величина потенциального электрического поля.

При возбуждении вспомогательного электрического поля, например, на двух профилях, отстоящих от центрального на расстояние 8, током . 9 = = Л, = — напряженность потен1 .3 циального электрического поля вдоль боковых профилей значительно увеличивается (для точки с координатами

Х = 0,8 ; =0 — в 25 раз,а для точки с координатами = 0,93 более, чем в 100 раз), а для центрального профиля — значительно уменьшается (для точки с координатами

Х = 0; $ =- 0 — менее чем в два раза) °

Это приводит к тому, что на значительно большем участке индукционные эффекты исключаются с заданной погрешностью. Кроме того, на боковых профилях благодаря увеличению полезного сигнала значительно увеличивается точность измерений.

Способ геоэлектроразведки в котоI ром возбуждают в земле основное элеtO ктромагнитное поле путем пропускания тока через два точечных заземления, . размещенные иа центральном профиле наблюдений, и измеряют электромаг" нитное поле по центральному профилю и ряду боковых профилей, размещенных

>S по обе стороны от.центрального профиля, отличающийся тем, что, с целью повьааеиия производительности. труда путем расширения измерений, дополнительно возбуждают

20 вдоль боковых профилей синфазное с основным вспомогательное электрическое поле за счет пропускания через дополнительное заземление, расположенное между концами боковых профилей,.части тока, вводимого через заземления центрального профиля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мельников В. П. Опыт применения вызванной поляризации в гармонических полях. Сб. "Разведочная геофизика". М., Недра, 1967, вып.

24, с. 55-59.

2. Мельников В. П ° и др. Основы амплитудно-фазовых измерений вызванной поляризации. Якутсков ки.издво, Якутск, 1979 с ° 196-215 (прототип).