Способ геоэлектроразведки

 

Использование: при геофизических способах поисков и разведке электропроводящих объектов, в том числе методом заряда с измерением электрической составляющей. Сущность изобретения: между двумя заземлениями MN измеряют напряжение. Перемещают приемную линию вдоль профиля наблюдения. Определяют геоэлектрическое строение участка по распределению потенциала. Кроме того, измерения осуществляют по покрывающим весь участок наблюдений двум пересекающимся системам профилей. Определяют скорость изменения потока магнитной индукции в образовавшихся контурах. По ее величине находят участки повышенной и пониженной электропроводности. 3 ил.

Изобретение относится к геофизическим способам поисков и разведки электропроводящих объектов. Область преимущественного применения предлагаемого способа метод заряда с измерением электрической составляющей, используемый при поисках и разведке рудных месторождений, залегающих на глубинах до 1,5-2 км.

Известны способы геоэлектроразведки [1,2] основанные на изучении становления магнитного поля, в которых в качестве источников поля используется заземленная питающая линия, а в качестве приемника незаземленная петля. Недостатком этих способов является то, что не изучается потенциальная часть поля источника, таким образом трудоемкие операции по устройству заземленной питающей линии не используются в полной мере для получения информации о геоэлектрическом разрезе.

Известен также способ (метод) заряда [3] с измерением градиента электрического потенциала, последующей увязкой и построением изолиний потенциала. Этот способ взят нами в качестве способа-прототипа. В способе-прототипе для увязки значений градиента потенциала образуют замкнутые контуры, конфигурации и размеры которых не связаны непосредственно с масштабом и геологическими задачами съемки, а определяются исключительно проблемами определения невязки и оценки качества наблюдений. Число замкнутых контуров невелико, чаще 1-2 на всю площадь съемки и лишь в модификации мелкомасштабного заряда, когда исследуются весьма значительные площади (50-100 км²), может превышать эти цифры.

Информация о вихревой части поля, полезная для выявления глубоко залегающих проводников, подавляется путем увеличения времени задержки между моментами включения тока и измерения напряжения и не может быть детальной ввиду малого числа контуров.

Цель изобретения повышение информативности и надежности выделения глубоко залегающих проводящих объектов.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для предлагаемого способа; на фиг.2 фрагмент схемы перемещений приемной линии MN по двум пересекающимся системам профилей (M₁N₁, M₂N₂, M_nN_nи , , положения электродов приемной линии при двух направлениях перемещения, точками обозначены положения электродов); на фиг.3 эпюра сигнала в приемной линии MN.

В устройство (фиг. 1) для осуществления предлагаемого способа входят питающая линия AB 1, источник 2 прямоугольного низкочастотного тока с периодом Т (фиг.3), радиопередатчик 3, передающая антенна 4, скважина 5, рудное тело 6, приемная антенна 7, радиоприемник 8, вольтметр 9, приемная линия MN 10, вмещающие породы 11, электрод B питающей линии AB1 может находиться как на дневной поверхности, так и непосредственно в той же скважине 5, что и электрод A.

В предлагаемом способе геоэлектроразведки преимущественно с установкой (фиг.1) заряда (хотя могут быть применены любые другие установки заземленных питающих линий), в котором измерения напряжения V_iв моменты времени t₁ + K и t₂ + K где К 1,2,3. Т период полезного сигнала (фиг.3) в приемной линии MN (фиг.1) выполняют вольтметром 9 (фиг.1) по двум системам профилей в двух пересекающихся направлениях (фиг. 2). Синхронизация (стробирование) работы вольтметра 9 относительно моментов включения тока в питающей линии AB 1 осуществляется установочными импульсами, передаваемыми по радиоканалу, включающему радиопередатчик 3, передающую систему 4, приемную антенну 7 и радиоприемник 8. При предлагаемой системе измерений размеры и число образовавшихся замкнутых контуров автоматически определяются масштабом съемки, поскольку этот масштаб заложен ранее в расстояниях между профилями и пикетами на профиле (фиг.2).

Для каждого замкнутого контура суммируют напряжения Vi с учетом выбранного направления обхода. В потенциальном поле алгебраическая сумма напряжений в замкнутом контуре ΣV_i равна нулю либо погрешности измерений Σ V_i=δ. Поэтому время задержки (стробирования) t₁ для измерения напряжения выбирают столь малым, чтобы алгебраическая сумма напряжений в каждом контуре превышала максимальную оценку вероятной погрешности Σ V_i>δ_o Σ l V_i l где δ_o средняя относительная погрешность отдельного измерения, устанавливаемая по независимым повторным наблюдениям. Если измерения удовлетворяют данному критерию, алгебраическую сумму отождествляют со значением скорости изменения потока магнитной индукции либо со скоростью изменения вертикальной составляющей самой магнитной индукции S + δ₁, где S площадь контура. Еще более достоверные результаты получают при двух или более временах измерения напряжения после выключения тока (временах задержки), причем на большом времени t₂ поле потенциально и Σ V_i=δ₂, а на малом t₁-Σ v_i= S + δ₁, причем δ₁ δ₂ (фиг.2).

Относя к центру каждого замкнутого контура полученные значения , строят план изолиний этой величины. На плане изолиний глубинные проводники отмечаются локальными искажениями. В случае преобладающего электрического возбуждения заряженного (незаряженного) проводника над ним отмечается переход через нуль (точка перегиба).

Целесообразно также вычислить кажущуюся электропроводность σ_k, например, по формулам для поздней стадии становления магнитного поля. В частности, для установки, в которой одно питающее заземление A расположено в субвертикальной скважине, а другое B на расстоянии 2l от устья на дневной поверхности, электропроводность может быть найдена по формуле σ_k= где μ=4 π 10^-7 Гн/м; t₁ время регистрации U₁; I ток в установке; S площадь контура; y расстояние от горизонтального провода до центра контура. Зоны повышенных значений σ_k следует сопоставить с аномалиями электрического потенциала при t₂.

Таким образом, преимущества предлагаемого способа состоят в следующем: дополнительно к распределению электрического потенциала получают сведения о вихревой части поля в виде на одном или нескольких временах после включения импульса питающего тока. По величине и локальным изменениям судят о наличии высокоэлектропроводных объектов (рудных тел); увеличивается количество критериев для оценки качества полевых наблюдений, в частности, за счет того, что величина l Σ V_i l закономерно возрастает с уменьшением времени задержки; существенно возрастает точность определения электрического потенциала, поскольку большое количество замкнутых контуров и направлений передачи значений потенциала позволяет исключить искаженные значения напряжения (градиента потенциала) из процедуры вычисления потенциала, уменьшается сечение изолиний, возрастает детальность их проведения, что частично окупает дополнительные затраты на увеличенный объем полевых наблюдений.

Формула изобретения

СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ, заключающийся в том, что на участке наблюдений создают электрическое поле путем включения тока в заземленной питающей линии, измеряют напряжение приемной линии, заземленной в начале и конце, и перемещают приемную линию вдоль профиля так, чтобы конец приемной линии при последующем измерении совпадал с началом приемной линии при предыдущем измерении, определяют напряжение между какой-либо точкой, принимаемой условно за нуль, и любой другой точкой профиля и участка в целом и по его распределению судят о геоэлектрическом строении участка, отличающийся тем, что измерения выполняют по покрывающим весь участок наблюдений двум пересекающимся системам профилей так, чтобы последовательность размещения заземлений приемной линии на каждом из профилей имела общие точки в местах пересечения профилей, дополнительно определяют скорость изменения потока магнитной индукции в образовавшихся контурах, а по ее величине выделяют участки повышенной и пониженной электропроводности.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3