КОМПЛЕКТ ЗОНДОВ 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, инертно-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 частот используются трехточечный или двухплечий зонд, устройство, установка, характеризующиеся расположением на одной прямой токового электрода (источника поля) и двух измерительных(приемных). При этом второй токовый электрод находится на значительном удалении и его влиянием (потенциалом) можно пренебречь (см. Ю. В. Якубовский и Л.Л.Ляхов. Электроразведка. М.: Недра, 1974).

В частности, Шлюмбергером был преложен зонд, содержащий два токовых и два потенциальных электрода, расположенных на одной прямой (см. патент США N 1719786, кл. G 01 V 3/02, 1929). Потенциальные электроды M и N находятся вблизи токового электрода A, а второй токовый электрод B удален от двухчленной системы электродов A, M, N.

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

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

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

Наиболее близким к предлагаемому является комплект двухчленных зондов для электроразведки, каждый из которых содержит четыре электрода, два возбуждающих (токовых) и два измерительных (потенциальных), размещенных на одной прямой, причем второй токовый электрод вынесен на бесконечность, а один или оба токовых электрода выполнены вертикально протяженными, например, в виде бурильной трубы (см. патент США N 4321540, кл. G 01 V 3/02, 1982).

В этом комплекте повышение разрешающей способности также достигается за счет усложнения как применяемой аппаратуры, 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 сопоставимость 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 фундаментальных 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 аппаратуры 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 комплекте двухчленных зондов для электроразвертки, каждый из которых содержит по меньшей мере один возбуждающий и два измерительных электрода, расстояния между измерительными электродами и возбуждающим к ближайшим к нему измерительным электродом в каждом зонде являются членами ряда вида
Lr = Lr-1 + Lr-2, (1)
где r=3,4..., L1=G, L2=2G, G - основание ряда.

Кроме того, при выборе расстояний используют соседние члены ряда. При этом комплект может быть образован наборами с основаниями, являющимися членами ряда вида (1). При этом последний ряд может иметь то же основание G.

На чертеже схематично изображено двухчленное 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. Электроды могут быть установлены в корпусе.

Отношение расстояний MN/AM равно отношению Lm/Ln, m<n. Например, при G=1 м MN и AM могут составлять 1 и 2 м, 3 и 5 м, 5 и 13 м и т.д.

Проводились сравнительные испытания известного и предлагаемого комплектов зондов для бокового каротажного зондирования. В известных зондах величины MN и AM составляли 0,1/0,4; 0,1/1,0; 0,5/2,0; 0,5/4,0; 1,0/8,0, а в предлагаемых - соответственно 0,14/0,28; 0,28/0,42; 0,42/0,70 ... 4,76/7,70.

В результате работы с зондами и проведенных сравнительных испытаний были выявлены следующие преимущества предлагаемого комплекта:
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,
достоверное выявление геологической аномалии было получено при значительно меньшем числе замеров и в результате простейшего процесса обработки и интерпретации результатов съемки.

Использование: в электроразведке при поиске резервуаров, заполненных углеводородами, при поиске других полезных ископаемых, в геологическом картировании и других геологических исследованиях. Сущность изобретения: в комплекте зондов для электроразведки, каждый из которых содержит по меньшей мере один возбуждающий и два измерительных электрода, расстояния между измерительными электродами и возбуждающим и ближайшим к нему измерительным электродом в каждом зонде являются членами вида
L_r = L_r - 1 + L_r - 2 (1)
где r = 3, 4..., L₁ =G, L₂ = 2G
G - основание ряда.

При выборе расстояния используются соседние члены ряда. Комплект может быть образован несколькими наборами с основаниями, являющимися членами ряда вида (1). 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Комплект зондов для электроразведки, каждый из которых содержит по меньшей мере один возбуждающий и два измерительных электрода, отличающийся тем, что расстояние между измерительными электродами и возбуждающим и ближайшим к нему измерительным электродом в каждом зонде являются членами ряда вида
L_r = L_r - 1 + L_r - 2,
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 с основаниями, являющимися членами ряда вида (1). 4. Комплект по п.3, отличающийся тем, что основание ряда оснований равно G.