КОМПЛЕКТ ТРЕХЧЛЕННЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ 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, геотермальных, 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 четырехточечный или трехчленный зонд, устройство, установка, 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 симметричный зонд, содержащий два токовых и два потенциальных электрода, расположенные на одной прямой (см. патент Австрии 378854, G 01 V 3/04, 1985). Токовые электроды подключены к источнику постоянного тока.

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

Для устранения этих недостатков предпринимались попытки изменения конфигурации устройства, т.е. использования комплекса трехчленных зондов с целью получения избыточной информации, обработка которой позволила бы с большей достоверностью выявлять скрытые области высокой проводимости (см. патент США 4 875 015, G 01 V 3/00, 1989).

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

Наиболее близким к предложенному является комплект трехчленных устройств, каждое из которых содержит два возбуждающих и два измерительных электрода, размещенных на одной прямой (см. EP 0 013 068, G 01 V 3/06, 1979). Токовые электроды подключены к источнику переменного тока, измерительный блок регистрирует фазовый сдвиг между током и напряжением. Кроме того, используются дополнительные вынесенные электроды.

В этом комплексе повышение разрешающей способности также достигается за счет усложнения как самого устройства, так и алгоритма обработки информации. В то же время не во всех случаях результаты съемки с помощью известного комплекта 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 устройств зависят от расстояний между их элементами, 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 комплекта и алгоритма обработки измерительной информации при одновременном повышении ее достоверности, воспроизводимости и точности. Кроме того, использование комплекта позволит создать на его основе унифицированные комплексы для изучения геологических объектов, находящихся на различных уровнях иерархии.

Указанный результат достигается тем, что в известном комплекте трехчленных устройств для электроразведки, каждое из которых содержит два возбуждающих и два измерительных электрода, расстояния между любой парой электродов трехчленных устройств являются членами ряда правил:
L_r = L_r-1 + L_r-2,
где r=3, 4 ..., L1=G, L2=2G,
G - основание ряда.

Кроме того, при выборе расстояний используют соседние члены ряда.

Целесообразно также разделять комплект на несколько наборов, имеющих основание, являющиеся членами ряда вида (1).

Таким образом, в каждом из устройств комплекта расстояние между измерительными электродами, расстояние между одним из возбуждающих и ближайшим к нему измерительным электродом и расстояние между возбуждающими электродами являются членами ряда (1).

На чертеже схематично изображено трехчленное 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=1 м, MN, AM и AB могут составить 1, 2 и 5 м, 3, 5 и 13 м, 5,8 и 34 м и т.п.

При использовании в комплекте нескольких наборов можно принять G1= 1 м, G2= 3 м, G3= 5 м.

Устройства, составляющие комплект, могут работать на переменном или постоянном токе, а электроды M, N могут быть вынесены за пределы отрезка AB.

Проводились сравнительные испытания комплектов известных и предлагаемых зондов для бокового каротажного зондирования. 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; 1,0/8,0/16,0 м, а в предлагаемых соответственно 0,28/0,42/4,76; 0,70/1,12/4,24; 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, унифицированным,
- коэффициенты зондов изменяются линейно и при одинаковых длинах зондов (равных AO, где О - 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,
- для достоверного выявления аномалии потребовалось использовать меньшее количество зондов.

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 каждом из устройств комплекта расстояние между измерительными электродами, расстояние между одним из возбуждающих и ближайшим к нему измерительным электродом и расстояние между возбуждающими электродами являются членами ряда: L_r=L_r-1+L_r-2, где r = 3, 4, ..., L₁= G, L₂=2G, G - основание ряда. Для выбора расстояний могут использоваться сходные члены ряда. Комплект может быть образован несколькими наборами. 2 з. п. ф-лы, 1 ил

1. Комплект трехчленных устройств для электроразведки, каждый из которых содержит два возбуждающих и два измерительных электрода, отличающийся тем, что расстояния между любой парой электродов трехчленных устройств являются членами ряда вида:
L_r L_r - 1 + L_r - 2 (I),
где r 3,4. L₁ G; L₂ 2G;
G основание ряда. 2. Комплект по п.1, отличающийся тем, что при выборе расстояний используют соседние члены ряда. 3. Комплект по п.1, отличающийся тем, что он образован несколькими наборами, имеющими основания, являющиеся членами ряда вида (I).