ЧЕТЫРЕХТОЧЕЧНЫЙ СПОСОБ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ Российский патент 1998 года по МПК G01V3/02 

Изобретение относится к геофизике, в частности к электрической разведке, и может быть использовано для скважинных или поверхностных работ при поиске резервуаров, заполненных углеводородами, при поиске других полезных ископаемых, в геологическом картировании, инженерно-геологических и гидро-геологических исследованиях и т.п.

При проведении электроразведки постоянными полями, в процессе определения кажущегося удельного сопротивления, при вертикальном электрическом зондировании и электрическом профилировании, а также при использовании методов естественного электрического поля, вызванных потенциалов и разведке переменными полями часто используются четырехточечные установки, характеризующиеся расположением на одной прямой двух токовых электродов (источников поля) и двух измерительных (приемных). При этом второй токовый электрод находится на незначительном удалении и его влиянием (потенциалом) пренебречь нельзя (см. Ю.В.Якубовский и Л.Л.Ляхов. Электроразведка. - М.: Недра, 1974).

В частности, известен способ электроразведки, включающий размещение на полигоне двух токовых и двух потенциальных электродов, расположенных на одной прямой (см. патент Австрии 378854, G 01 V 3/04, 1985). Токовые электроды подключены к источнику постоянного тока, а между измерительными электродами включают вольтметр.

Однако этот способ не обладает достаточной разрешающей способностью, не позволяет с достаточной воспроизводимостью и достоверностью выявлять подповерхностные геологические объекты.

Для устранения этих недостатков предпринимались попытки изменения конфигурации электродов в процессе измерения с целью получения избыточной информации, обработка которой позволила бы с большей достоверностью выявлять скрытые области высокой проводимости (см. патент США 4875015, G 01 V 3/00, 1989).

Однако это потребовало существенного усложнения процесса измерений и алгоритма обработки данных.

Наиболее близким к предложенному является четырехточечный способ электроразведки, включающий размещение на одной прямой двух возбуждающих и двух измерительных электродов (см. EP 0013068, G 01 V 3/06, 1979). Через токовые электроды пропускают ток от источника переменного тока, измерительный блок регистрирует фазовый сдвиг между током и напряжением. Кроме того используются дополнительные вынесенные электроды.

В этом способе повышение разрешающей способности также достигается за счет усложнения как используемой аппаратуры, так и алгоритма обработки информации. В то же время не во всех случаях результаты съемки с помощью известного способа удается интерпретировать однозначно.

Это связано с тем, что при решении конкретных геологических задач повышение достоверности и точности результата определяется сопоставимостью и возможностью комплексирования информации. В то же время глубинность, разрешающая способность и точность способов зависят от расстояний между элементами, соответствующих установок, углов и соотношений между ними, а также соответствия этих параметров фундаментальным структурным характеристикам исследуемых геологических объектов и используемых электрических полей. Указанные соотношения и соответствия не учитываются в описанных устройствах, что не позволяет в достаточной степени устранить перечисленные недостатки, а также создать на базе известных устройств стандартизованную и унифицированную измерительную систему, комплекс электрических зондов.

Таким образом, техническим результатом, ожидаемым от использования изобретения, является упрощение способа и используемых устройств, упрощение алгоритма обработки измерительной информации при одновременном повышении ее достоверности, воспроизводимости и точности. Кроме того использование способа позволит создать на его основе унифицированные комплексы для изучения геологических объектов, находящихся на различных уровнях иерархии.

Указанный результат достигается тем, что в известном четырехточечном способе электроразведки, включающем размещение на одной прямой возбуждающих и измерительных электродов, пропускание тока в цепи возбуждающих электродов и измерение разности потенциалов между измерительными электродами, размещение электродов производят так, что расстояние между любой парой электродов являются членами ряда вида:
L_r = L_r-1 + L_r-2, (1)
где r=3, 4 ..., L1=G, L2=2G,
G - основание ряда.

Кроме того, при выборе расстояний используют соседние члены ряда.

Иными словами, в предлагаемом способе расстояние между измерительными электродами, расстояние между одним из возбуждающих и ближайшим к нему измерительным электродом и расстояние между возбуждающими электродами выбирают равными членам ряда (1), причем первые два из упомянутых расстояний могут быть соседними членами этого ряда.

На чертеже схематично изображено четырехточечное устройство для электроразведки.

Устройство содержит электроды 1, расположенные в точках A, B, M, N и называемые в дальнейшем в соответствии с указанными точками, ключ 2, источник 3 постоянного тока и измеритель напряжения 4.

Отношение расстояний MN/AM/AB равно отношению Lm/Ln/Lk, m<n<k. Например, при G=1м, MN, AM и AB могут составить 1, 2 и 5 м, 3, 5 и 13 м, 5,8 и 34 м и т.п.

Устройство может работать на переменном или постоянном токе, а электроды M, N могут быть вынесены за пределы отрезка AB.

Проводились сравнительные испытания установок, построенных в соответствии с известным и предлагаемым способами. В известных зондах величины MN, AM и AB составляли 0,1/0,4/2,0; 0,1/1,0/4,0; 0,5/2,0/8,0; 0,5/4,0/8,0; 1,0/8,0/16, О м, а в предлагаемых соответственно 0,28/0,42/4,76; 0,70/1,12/4,76; 1,82/2,94/12,46; 0,14/0,28/20,16; 0,42/0,70/20,16; 1,12/1,82/20,16 м.

В результате работы с зондами и проведенных сравнительных испытаний были выявлены следующие преимущества предлагаемых зондов:
- комплект зондов является формализованным, унифицирован;
- коэффициенты зондов изменяются линейно и при одинаковых длинах зондов (равных AO, где O - середина отрезка MN) различаются весьма существенно, что позволяет повысить чувствительность на 30-40%;
- одинаковая глубинность исследования была достигнута при меньших размерах зонда и, соответственно, при меньшей силе тока питающих электродов;
- измерительная информация была обработана и интерпретирована с использованием более простых алгоритмов, а полученные результаты характеризовались большей достоверностью и воспроизводимостью.

Использование: в электроразведке для скважинных или поверхностных работ при поиске резервуаров, заполненных углеводородами, при поиске других полезных ископаемых, в геологическом картировании и других геологических исследованиях. Сущность изобретения: в предлагаемом способе расстояние между измерительными электродами, расстояние между одним из возбуждающих и ближайшим к нему измерительным электродом и расстояние между возбуждающими электродами выбирают равными членам ряда: L_r=L_r-1+L_r-2, где r = 3, 4, ..., L₁=G, L_r= 2G, G - основание ряда. Первые два из упомянутых расстояний могут быть соседними членами этого ряда. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Четырехточечный способ электроразведки, включающий размещение на одной прямой возбуждающих и измерительных электродов, пропускание тока в цепи возбуждающих электродов и измерение разности потенциалов между измерительными электродами, отличающийся тем, что размещение электродов производят так, что расстояния между любой парой электродов являются членами ряда вида
L_r L_r-1 + L_r-2,
где r 3, 4.

L₁ G; L₂ 2G;
G основание ряда.