Способ многочастотного электромагнитного зондирования

 

1. СПОСОБ МНОГОЧАСТОТНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ЗОНДИРОВАНИЯ, при котором на поверхности Земли в пункте передачи сигнала возбуждают переменное электромагнитное поле, в пункте приема сигнала измеряют отношение вертикальной и горизонтальной компонент переменного магнитного поля при изменении частоты переменного электромагнитного поля, изменяют расстояние между пунктами передачи и приема сигналов, повторяют измерения, и по результатам измерений в интервале указанных частот и расстояний определяют параметры геологического разреза между пунктами передачи и приема сигнала, отличающийс я тем, что, с целью увеличения точности определения параметров геологического разреза, при изменении расстояния между пунктами передачи и приема сигнала, варьированием частоты переменного электромагнитного поля поддерживают постоянным отношение вертикальной и горизонтальной компонент переменного магнитного поля в пункте приема сигнала и по (Л изменению частоты в интервале -расс стояний определяют параметры геологического разреза. 2. Способ по п. I, отличают и и с я тем, что указанное отел ношение поддерживают равным единице. Nj ел О 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН

4(511 С 01 Н 3/06

g(pp()run q>.

В

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГВФ (21) 2810467/24-25 . (22) 23. 08. 79 (46) 23,05. 85, Бюл. У 19 (72) В, К, Гаврилов (53) 550. 837 (088. 8) (56) I. Иванов А, П. и др. Методика частотных электромагнитных зондирований. М., "Наука", 1978, с. 3850.

2, То же, с. 60.

3, Гасаненко Л. Б. Изопараметрическое зондирование. - В кн.: Вопросы геофизики, вып. 11. Л., 1959, с. 185-188 (прототип). (54)(57) 1i СПОСОБ МНОГОЧАСТОТНОГО

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ЗОНДИРОВАНИЯ, при котором на поверхности Земли в пункте передачи сигнала возбуэдают переменное электромагнитное поле, в пункте приема сигнала измеряют отношение вертикальной и горизонтальной компонент переменного магнитного поля при изменении частоты переменного электромагнитного цоля, изменяют

„„ЯЦ„„1157504 расстояние между пунктами передачи и приема сигналов, повторяют измерения, и по результатам измерений в интервале указанных частот и расстояний определяют параметры геологического разреза между пунктами передачи и приема сигнала, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения

I точности определения параметров геологического разреза, при изменении расстояния между пунктами передачи и приема сигнала, варьированием частоты переменного электромагнитного поля поддерживают постоянным отношение вертикальной и горизонтальной компонент переменного магнитного поля в пункте приема сигнала н по изменению частоты в интервале .расстояний определяют параметры геологического разреза.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся там, что укаэанное отношение поддерживают равным единице.! l 57504

Изобретение относится к геоэлектроразведке и может быть использовано при исследовании глубинного строения геологических разрезов, Изнестен способ многочастотного электромагнитного зондирования, например частотное зондирование, при котором изучается эанисимасть параметров электромагнитного поля диполя от его частоты при неизменном рас- 10 стоянии между дипольным источником поля и точкой наблюдения (lj.

Известен также способ электромагнитного зондирования, заключающийся

15 в исследовании зависимости электромагнитного поля от расстояния между истсчникам поля и точкой наблюдения.

Зондирования такого типа принята называть геометрическими или дистанционными (21.

В указанных способах для эандирава ия применены дна горизонтальных электрических диполя, каждый иэ которых выполнен в виде заземленной

25 по концам линии, подключенной к приемнику или генератору тока.

Недостатком зондирований с применением горизонтального электрического диполя является низкая производительность работ, обусловленная высокой трудоемкостью выполнения заземлений линии. Особенно сильно этот недостаток проявляется при рабатах ка скалистых и галечных грунтах.

Одним недостаткам частотных и ди- 35 станционных зондирований является невысокая точность определения параметров слоев геологического разреза, обусловленная тем, что при произвольных значениях разносов, частот и 40 параметров разреза зависимость !рою (кажущееся удельное сопротивление), от, / b (h„ — мощность первого слоя разреза при заданной частоте 3 явля1 ется сложной и анализ ее несыта тру- 45 ден).

Наиболее близким к известному техническому решению является способ многочастотного электромагнитного зондирования, при котором на по-5О нерхности Земли в пункте передачи сигнала возбуждают переменное электромагнитное поле, в пересчете проема сигнала измеряют отношение вертикальной и горизонтальной компонент 55 переменного магнитного поля при изменении частоты переменного электромагнитного поля, изменяют расстоякие между пунктами передачи и приема сигналов, повторяют измерения,и по результатам измерений н интервале укаэанных частот и расстояний определяют параметры геологического разреза между пунктами передачи и приема сигнала, В этом способе, в отличии от известных способов радиального и частотного зондирований, измерение отношения вертикальной и горизонтальной компонент магнитного поля выполняют "на постепенно увеличивающихся разносах (r) при частотах (f),: подбираемых таким образом, чтобы произведение квадратного корня иэ частоты на разнос оставалось постоянным", что эквивалентно подцеажанию постоянства параметра р=г1 f, и по изменению указанного отношения в интервале расстояний определяют параметры геологического разреза (3 1

Недостатком известного способа многочастотного электромагнитного зондирования является невысокая точность измерения отношения вертикальной и горизонтальной компонент магнитного поля, т.е. точность определения параметров геологического разреза.Наличие зтага недостатка обусловлено погрешностью направленности датчиков магнитного поля и изменением укаэанного отношения при зондировании.

Действительно, при малом отклонении (Q O) от взаимной перпендикулярности направлений измерения Вер тикальной и горизонтальной компонент магнитного поля (Н, Н,) для их наблюдаемого отношения (в) получают выражение

Н+ Н, Ь

Н„+ОН, Анализ этого выражения Я Ф 0 показывает, что наблюдаемое отношение компонент нсегда отличается от истинного, если Нэ Ф Н„ и совпадает с ним, если Н =Нг, Целью изобретения является увеличение точности определения параметров геологического разреза.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу многочастотного электромагнитного зондирования, при котором ка поверхности Земли в пункте передачи сигнала возбуждают переменное электромагнитное поле, в пункте приема сигнала изме 57504

50

55 ряют отношение вертикальной и га-

»»иэонтальной компонент переменного магнитного поля при изменении частоты переменного электромагнитного поля, изменяют расстояние между 5 пунктами передачи и приема сигналов

t повторяют измерения,и по результатам измерений в интервале укаэанных частот и расстояний определяют параметры геологического разреза между »О пунктами передачи и приема сигнала, при изменении расстояния между пунктами передачи и приема сигнала, варьированием частоты переменного электромагнитного поля поддерживают постоянным отношение вертикальной и горизонтальной компонент переменного магнитного поля в пункте приема сигнала и па изменению частоты »3 интервале расстояний определяют параметры геолагическаго разреза.

Кроме тога, указанное отношение поддерживают равным единице.

Выполнение операции поддержания постоянства названного отношения в способе учитывает эффективное удельное сопротивление р пород геологического разреза и эквивалентно поддержанию постоянства параметра

Г

Р = г 30

1р

В основе способа зондирования лежит зависимость отношения амплитуд вертикальной и горизонтальной составляющих магнитного поля задающей режим от волнового параметра (P) зондирую35 щей установки

Hь

V(P) Р

Н„ ) 2. f > где Н вЂ” вертикальная составляющая магнитного поля;

Н„ — горизонтальная составляющая магнитного поля; р — кажущееся удельное сопротивление; — расстояние между приемной и задающей рамками; — частота зондирующего сигнала.

При заданной, постоянной для .всех частот величине отношения вертикальной и горизонтальной составляющих магнитного поля волновой параметр (Р} через функциональную зависимость Н /Н, ан также задан и постоянен для всех частот

Г1 р2 . n

P —,—" = — --= ... = — — =сап s t ..

1г f„) f 127-4

Откуда для двух частот имеют где Т вЂ” период зондирующего сигнала.

Взяв параметры одного из слоев sa отсчетные, например, как обычна, первого, и построив график зависимости (F) от 12Т по углу наклона графика, определяют отношение удельных сопротивлений слоев, а по интервалу длин, в котором это отношение постоянно — отношение мощностей слоев исследуемого геологического разреза, Одновременно аналогично известным способам зондирования, результаты зондирования предлагаемым способом могут быть представлены в виде графика кажущегося удельнога сопротивления. В этом случае кажущееся удельное сопротивление определяют по формуле „=О f.; где Q — величина волнового параметра (P), соответствующего заданной величине отношения Hs/Н,.

В данном способе зондирования график р, может быть построен или в зависимости от расстояния между рамками (I), или в зависимости от корня квадратного из периода зондирующего сигнала (OT}, причем обе зависимости эквиваленты друг другу.

Действительно, для однородного разреза р„= г следовательно () %

17 2 Е z 1 1Т

1 f Хг Т что и дает эквивалентность зависимости рк определенного данным способом от г . и VT. Таким образом, частотное и дистанционное зондирование могут рассматриватьая как частные случаи предлагаемого способа зондирования. Например график в

Э Рк предлагаемом способе зондирования, при заданной велнчине отношения

EI /Н (

При величине отношения Н /Н l, график р„ способе зондирования аналогов в известных способах зондирования не имеет.

1157504

Составитель Л. Воскобойников

Редактор А. Шандор Техред N.Кастелевич Корректор М. Самборская

Заказ 3364/45 Тирах 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Способ зондирования выгодно отличается ст известных более высокой точностью определения параметров. слоев исследуемого геологического разреза. Это увеличение точности достигается se счет того, что разносы задачей н приемной рамок берутся не произвольными, а согласованными с геологией разреза, условием постоянства отношения составляющих

5 магнитного поля для всех частот зондирующего сигнала.