Способ геоэлектроразведки

 

(22) Авторы изобретения

В.А. Попов, В.В. Сушкевич и Л.З. Бобровник

Московский ордена Трудового Красного Знаме геологоразведочный институт им. Серго Ордж (71) Заявитель (54) СПОСОБ ГЕОЭПЕКТРОРАЗВЕДКИ

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано в геоэлектроразведке при измерениях поляризуемости горных пород и руд, а также при изучении нелинейности переходных характеристик поляризующихся объектов.

Известен способ геоэлектроразведки, заключающийся в том, что возбуждают в земле электромагнитное поле двумя импульсами тока одинаковой дли.— тельности разной полярности, измеряют сигналы вторичного поля через один и тот же промежуток времени после выключения импульсов тока и по разнос15 ти полученных результатов судят о параметре линейной вызванной: поляризации (ЛВП), а по их сумме — о параметре нелинейной вызванной поляризаций (НВП) P)

Недостатком этого способа является то, что с его помощью определяется параметр ЛВП и НВП только на поздних временах, когда исчезнут сигналы, 2 обусловленные индукционными эффектами. Кроме того, измеряемый в этом способе параметр НВР определяется только асимметрией вольт-амперной характеристики поляризующегося объекта для тока одной и другой полярности, пропускаемого через этот объект.

В то же время часто встречаются поляризуняциеся объекты, воль-амперная характеристика которых хотя и явно нелинейна, но симметрична относительно исходного условного нулевого потенциала. Такие объекты но результа-.. там измерений НВП укаэанным способом не выделяются. При измерениях же на поздних временах, когда индукционные процессы прекращаются, сигналы НВП имеют малую величину, их трудно измерить из-за влияния помех.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ геоэлектроразведки, заключающийся в возбуждении электромагнитного поля двумя импульсами тока одинаковой

883834 полярности и разной длительности, в котором определяют разность абсолютных значений сигналов электромагнитного поля, измеряемых через одинаковый промежуток времени после выключения импульсов тока, по которой судят о вели" чине поляризационных эффектов. Этот способ позволяет эффективно исключать влияние индукционных эффектов и определять ЛВП практически в любой мо- 10 .мент времени после выключения импульс» тока (2).

Недостаток этого способа — недостаточная его информативность в связи с тем, что в нем не предусматривается 15 возможность определения нелинейности переходных характеристик поляризующихся объектов, величина которой является важным параметром, характеризующим свойства поляризующегося объекта.

Цель изобретения — расширение информативности путем определения нелинейности переходных характеристик поляризующихся объектов. 25

Для достижения этой цели в известном способе геоэлектроразведКи, заключающемся в возбуждении электромагнитного поля в земле двумя импульсами тока одинаковой полярности и определении разности принимаемых0из земли сигналов, измеряемых через одинаковый промежуток времени после выключения каждого из этих импульсов тока, включают второй импульс тока, 35 длительность которого выбирают равной длительности первого импульса тока, в момент окончания измерения принимаемого нз земли сигнала после выключения первого импульса тока, а пе 40 ред пропусканием первого импульса тока дополнительно возбуждают электромагнитное поле B земле третьим импульсом тока такой же длительности, как и два первые, и измеряют сигнал вторичного поля через промежуток

45 времени после выключения третьего импульса, равный сумме длительности импульса тока, промежутка времени, через который измеряют принимаемые из земли сигналы после первого импульса тока, и промежутка времени между выключением первого и включением второго импульса тока и по разности результатов измерений, полученных после выключения первых двух и третье- 55 го импульса тока судят о нелинейных характеристиках поляризующихся объектов.

На фиг. 1 изображены эпюры сигналов возбущцающего тока (цифрами обозначены условные номера импульсов); на фиг. 2 — эпюры сигналов вторичного поля ВП после выключения импульсов тока.

Способ реализуется в следующеч порядке.

На участке исследований, где гребуется определить характеристики поляризующихся объектов, электрома"нитное поле в земле возбуждается по=ледовательностью трех однополярных импульсов тока J+ (фиг. 1), пропускаемых через заземленную линию длиной до нескольких км (как и обычно, длина питающей линии выбирается тем большей, чем большей требуется глубинность исследований). Амплитуду всех трех импульсов поддерживают строго постоянной. Длительность импульсов выбирают одинаковой в пределах от единиц ñåкунд до десятков минут, например

10 с. Из трех импульсов тока два следуют друг за другом через короткий промежуток, а третий импульс включается раньше, в момент t и выключается в момент t . Промежуток времени между моментом t> выключения первого импульса и моментом включения второго импульса выбирают небольшим (обычно от миллисекунд до единиц секунд), соизмеримым с проме> утком времени, через который измеряют сигналы 0 „ из земли после выключения первого импульса тока (на фиг. 2 этот промежуток времени равен ht< =tJ„-1:>) и после второго импульса тока (Ы: =

=t "t5= М„). Длительности импульсов тока равны

Перед включением тока, до момента

tö, в точке измерений запоминают (компенсируют) естественную разность потенциалов между электродами, рас" положенными в заданных точках измерений, затем в момент t включают им-. пульс тока и перед окончанием этого импульса измеряют разность пЬтенциалов между приемными электродами (6001,), которая используется для определения удельного сопротивления среды и для нормирования сигналов ВП при определении параметра ЛВП. !

Через промежуток времени Д1 пос= ле включения импульса тока в момент импульс тока выключают и через промежуток времени ДМ =1 -t> (фиг,1, 2) в момент времени t измеряют сигнал ВП, равный U . После этого выдер883834 живается пауза длительностью 5-7 gt необходимая для полного исчезновения поля ВП (в данном случае пауза равна

1 мин при длительности импульсов тока 10 с). В момент времени t> вклю- % чают следующий импульс тока той же длительности, который выключают в момент времени . Через промежуток времени М, после выключения этого импульса тока, например, через 10100 мс, запоминают принимаемый из . земли сигнал 601 (при этом можно не компенсировать сигнал естественного поля и поляризации электродов). В момент t окончания измерения (запоминания) этого сигнала включают следующий импульс тока и через промежуток времени М после выключения этого импульса, в момент времени и определяют приращение ЬU> принимаемого из земли сигнала относительно сигнала Ь0 (приращение может быть измерено непосредственно, а может быть

v вычислено по результатам измерений сигнала в моменты времени t и t )

Разность результатов измерений 0=0 -Ь0 (1) является мерой нелинейности переходных характеристик поляризующихся объектов в том случае, если промежуток времени AtJ, через который измеряется сигнал U после выключения им1 пульса тока, выбран исходя из условия 1 4 т1 "у (1 p)+(tg tg)+( (2) ЗЗ т.е. он равен сумме длительности импульса тока, промежутка импульса тока и промежутка времени, через который измеряют принимаемые из земли сигналы после первого (второго) им- щ пульса тока.

Как известно из теории ВП, для модели линейно-поляризующегося объекта кривая спада ВП при воздействии на объект несколькими импульсами тока определяется суммой кривых спада

ВП от отдельных импульсов. Так как

s предлагаемом способе используются все импульсы одинаковой длительности, то кривые спада а-, 6 и 6 показанные на фиг. 2, для линейнополяризующегося объекта будут совершенно одинаковы, а кривая спада наблюдающаяся после выключения второго импульса тока, в момент времени

tg будет соответствовать сумме кривых спада о и 6 . При этом для момента времени 1 суммарный сигнал равен

Ь0 + Ug ° где Ь Ug сигнал ствующий разности между кривыми спада 1 и д в этот момент времени, а

0 — сигнал, соответствующий разности между кривой d и нулевой линией в этот же момент времени. В случае hU> =DU<, а 0 =0 разность резуль татов измерений, определяемая выражением (I) равна нулю.

Нелинейность переходных характеристик заключается в том, что суммарная переходная характеристика, полученная от двух импульсов тока, не соответствует сумме переходных характеристик двух отдельно взятых импульсов, что и проявляется в результате применения предложенного способа.

Следует отметить, что в приведен- ном примере моменты измерения и включения тока tq совпадают. Реально между ниии может быть небольшая задержка, например 1 мс, в этом случае промежуток времени ht+ должен задаваться так, как это дает выражение (2).

Влияние индукционных эффектов в данном способе устраняется точно так же, как и в известном устройстве, через один и тот же промежуток времени после выключения двух импульсов тока сигналы индукционного поля, обусловленные проводимостью среды, имеют одинаковую величину, а поэтому разH0cTb измеренных величин свободна от этого влияния. В качестве сигнала

ЛВП может быть использован сигнал

U ; Л0 или специально измеренный сигнал в промежутке времени между моментами t u

Формула изобретения

Способ геоэлектроразведки, заключающийся в возбуждении электромагнитного поля в земле двумя импульсами тока одинаковой полярности и определении разности принимаемых из земли сигналов, измеряемых через одинаковый промежуток времени после выключения каждого из этих импульсов тока, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения его информативности путем определения нелннейнос"ги переходных характеристик поляризующихся объектов, включают второй импульс тока длительность которого выбирают .

Э

М равной длительности первого импульса тока, в мОмент окончания измерения принимаемого из земли сигнала после

883834

Ц Еу

1 1

Составитель В. Зверев

Редактор О. Половка Техред Э.Фвча Корректор Г. Назарова

Заказ !0224/70 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул.. Проектная, 4 выключения первого импульса тока, а перед пропусканием первого импульса тока дополнительно возбуждают электромагнитное поле в земле третьим импульсом тока такой же длительности, как и два первые, и измеряют сигнал вто. ричного поля через промежуток времени после выключения третьего импульса, равный сумме длительности импульса тока, промежутка времени, через который измеряют принимаемые иэ земпи сигналы после первого импульса тока и промежутка времени между выключением первого и включением второго импульса тока и по разности результатов измерений, полученных после вы", ключения первых двух и третьего импульса тока судят о нелинейных характеристиках поляризующнхся объектов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

ID № 301661, кл. G 01 V 3/02, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 693312, кл. 6 01 V 3/02, 1979 (прототип).