СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ Российский патент 1997 года по МПК G01V3/08 

Изобретение относится к геоэлектроразведке и может быть использовано при картировании массивов горных пород по электропроводности.

Наиболее полное определение параметров аномального тела (в том числе и глубины его залегания) может быть произведено путем решения обратной задачи глубинного электромагнитного профилирования. Однако решение этой задачи требует высокой квалификации и наличия компьютера, поэтому широкого практического применения этот метод не получил.

В качестве прототипа выбран метод дипольного профилирования, при котором глубина залегания аномального тела определяется по положению характерных точек в координатной зависимости аномального поля. Однако глубинность этого метода ограничена тремя поперечными размерами аномального метода.

Целью предлагаемого способа является увеличение глубинности метода при сохранении простоты измерений и метода их интерпретации.

Поставленная цель достигается тем, что для определения глубины залегания аномального тела измеряется в центре аномалии сдвиг фазы аномального поля.

Процедура измерения осуществляется следующим образом. Источник переменного поля и приемное устройство устанавливаются в центре аномалии на одной вертикали, причем их относительное положение на вертикали значения не имеет. Из сигнала, регистрируемого измерительным устройством, следует выделить аномальную составляющую. По величине фазового сдвига во временной зависимости аномального поля можно судить о глубине залегания тела. Например, если поле источника меняется во времени как cosω_ot, то аномальное поле будет зависеть как sin(ω_ot+Φ), где фаза зависит от частоты ω_o источника, электропроводности σ_n вмещающей среды и глубины залегания тела H. Если ω_o и σ_n известен, то величина H определяется однозначно.

Физический смысл предлагаемого метода состоит в следующем. При проникновении переменного магнитного поля в проводящую среду, фаза меняется пропорционально exp (-KZ), где Таким образом, на аномальное тело воздействует переменное магнитное поле, имеющее фазовый сдвиг, величина которого зависит от глубины залегания тела. Регистрируемое на поверхности поле также получит фазовый сдвиг при прохождении вмещающей среды, т.е. измеренная на поверхности величина фазы оказывается зависящей от глубины залегания аномального тела.

В качествен примера рассмотрим двумерное аномальное тело прямоугольного сечения, находящееся в среде с электропроводностью σ_n= 10^-3 сим/м В том случае, когда приемник находится в центре аномальной зоны, величина фазового сдвига рассчитывается по формуле tgΦ ImB/ReB, где ImB и ReB являются соответственно мнимой и реальной частями вертикальной компоненты аномального поля, которую можно вычислить по формуле



где B_p полуширина аномального тела, H₁, H₂ - верхняя и нижняя кромки тела.

Численные расчеты показывают, что при неглубоком залегании тела (B_p > H), величина H₂ слабо влияет на фазу аномального поля, т.е. измеряется расстояние до верхней кромки тела. В противоположном случае, когда B_p <H фаза аномального поля зависит от величины (H₁ + H₂)/2. Поперечный размер тела B_p во всех случаях слабо влияет на величину фазы.

На чертеже представлена зависимость фазового сдвига вертикальной компоненты аномального магнитного поля (ω_o= 500 сек^-1) от расстояния до верхней кромки аномального тела.

Использование: при картировании массивов горных пород по электропроводности. Предлагается способ определения глубины залегания аномально электропроводного тела по величине фазового сдвига во временной зависимости вертикальной компоненты аномального магнитного поля. Сущность изобретения: размещают генератор переменного во времени магнитного поля и приемное устройство на одной вертикальной линии, проходящей через центр аномалии магнитного поля. Измеряют вертикальную компоненту магнитного поля и судят о глубине залегания аномального тела по величине ее фазового сдвига во временной зависимости. 1 ил.

Способ геоэлектроразведки, включающий измерение приемным устройством переменного во времени магнитного поля, создаваемого генератором, определение аномалии магнитного поля и суждение по полученным данным о глубине залегания аномального тела, отличающийся тем, что генератор и приемное устройство размещают на одной вертикальной линии, проходящей через центр выделенной аномалии магнитного поля, измеряют вертикальную компоненту аномального магнитного поля и судят о глубине залегания аномального тела по величине ее фазового сдвига во временной зависимости.