Способ геоэлектроразведки Советский патент 1984 года по МПК G01V3/02 

Изобретение относится к геофизическим методам поисков и разведки рудных и газонефтяных месторождений.

Известен способ геоэлектрораз- ветки методом .вызванно й поляризации основанный на пропускании постоянного тока через систему заземлений и регистрации переходного процесса, который 1возникает после коммутации тока 1.

При работе с длинными питающими линиями в районах с проводящими разрезом ) резко понижается точность наблюдений, так как при включении или выключении тока в питающей линии в геологической среде возникают эффекты электродинамического характера - становления. В результате, регистрируется сумма, двух процессов: вызванной поляризации и становления поля. Для исключения влияния становления применяют ортогональные установки, но и они не позволяют полностью избавиться от электродинамического эффекта из-за горизонтальных неоднородностей. Вместе с тем, кривые становления поля содержат ценную информацию об изменении электрического сопротивления геологической срды по вертикали.- Для его изучения Применяют специальный метод становления, в одной из модификаций коIoporo используются длинные питающие линии. Регистрируемый процесс становления искажается, в свою очередь, вызванной поляризацией.

Наиболее близким к предлагаемому является способ геоэлектроразведки, основанный на возбуждении в горных породах нестационарного электромагнитного поля с помощью импульсов прямоугольной формы длительностью от 100 с до 2 мий, пропускаемых через питающие электроды, и измерении переходных характеристик в паузе между импульсами тока. Для раздельного определения вызванной поляризации и становления изучается переходная характеристика в моменты времени, равноотстоящие от переднего и заднего фронтов поляризующих импульсов 2.

Однако во 9ремя пропускания токового импульса поляризуется приэлектродная зона, из-за чего происходит уменьшение величины тока в цепи АН. Его изменение искажает переходную характеристику и не дает возможности раздельного определения с необходимой точностью вызванной поля- . ризации и становления. Для практической реализации этого способа не.обходима компенсирующая поляризацию приэлектродных зон стабилизация источника поляризующих импульсов по току, а это является достаточно Слоной проблемой при использовании мощных генераторов в связи с известной инерционностью стабилизаторов тока.

Цель изобретения - повышение

информативности.исследований путем учета взаимного влияния эффектов становления поля и вызванной поляризации.

Указанная цель достигается тем,

0 согласно способу геоэлектроразведки, основанному на возбуждейии в горных породах нестационарного, электромагнитного поля с помощью импульсов прямоугольной формы

5 длительностью от 100 с до 2 мин, пропускаемых через питающие электроды, и измерении переходных характеристик в паузах между импульса, ми тока, проводят дополнительную серию изменений с помощью импульсов,

|форму которых устанавливают путем наложения на первоначальные прямоугольные импульсы более коротких прямоугольных импульсов длительностью более

5ч

9МО I L Г Ч - 2

где L - полуразнос питающей линии;

f j - удельная электропроводность 0 среды;

с - скорость света в вакууме, и менее 1 с, совмещенных с первоначальными прямоугольными импульсами по их заднему фронту, и из сравне5 ния переходных характеристик измеренных сигналов производят разделение эффектов становления поля и вызванной поляризации.

Интенсивность вызванной поляризаQ ции зависит от длительности поляризующих импульсов. При коротких импульсах вызванная поляризация быстро -затухает f- а становление поля не зависит от продолжительности импульf. са, так как оно определяется-изменением магнитного потока в момент коммутации тока. .

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Через питающие электроды подают0 ся одиночные импульсы прямоугольной формы длительностью 2 мин, при которой вызванная поляризация достигает максимальной амплитуды. Напряжение переходного процесса являет5 ся алгебраической суМмой U(. (t) и Ugp(t) - напряжения становления и вызванной поляризации (

U,ep(t) U,(t) - U,(t)

(1)

Затем вновь пропускается одиночный импульс той же длительности, но на него накладывается короткий импульс так, чтобы задние фронты импульсов были совмещены. Длительность

короткого импульса подбирается так/ что вызванная поляризация в изуча емом интервале времени от него ми нимальна, но в то же время станов ление от его переднего фронта не накладывается на становление от заднего фронта. Для этого длитель ность короткого импульса должна быть больше чем 9 где постоянная времени L - полуразнос питающей линии; - удельная электропроводность среды; с - скорость света в вакууме равная З-Ю см/с. Удельное сопротивление осадочных пород (-) в платформенных об0ластях меняется обычно от 10 до 100 ОМ1-М. В этом случае постоянна .времени Cj колеблется для питающе установки с м от 0,031 до р,0031 с. Таким образом, в зависи мости от удельного сопротивления род в данном районе и размеров ус тановки выбирается расчетным путе длительность короткого импульса. Так, для АВ 2 км и j и Ю Ом-мсогласно формуле (2) длительность короткого импульса может быть равной 0,1 с. В этом случае при ампли туде короткого импульса равной амплитуде длинного (t)2UcT(t)-U6n(t)-nUen(t) п - коэффициент, характеризующий уменьшение величины вызванной поля ризации при зондировании коротким импульсом. Величина п определяется по мойограммам В.А.Комарова l ил эмпирически путем измерения переходного процесса с импульсами выбр ной длительности, но с малыми разносами питающих линий, на которых становление невелико по величине. Коэффициент п меняется в широких пределах, но при длительности короткого импульса порядка 0,1 с его величина составляет 0,1-0,15. При известном п из уравнений (1) и (3) нетрудно определить Ugf, (t) и UCT (t) . При этом совмещение короткого импульса с длинным импульсом по заднему фронту необходимо, так как в переднем фронте импульс не имеет прямоугольной формы вследствие поляризации приэлектродных зон питающих электродов. На фиг.1 и 2 показана форма поляризующих импульсов на питающих электродах. На фиг.26 приведен сигнал на приемных электродах при условном отсутствии эффекта поляризации; на фиг. 1в - форма переходной характеристики на приемных электродах при проявлении лишь эффекта вызванной поляризации; на фиг.1(ЯГ эта переходная характеристика отражает наложение одного эффекта на другой. Фиг.2 повторяет фиг.1 с той лишь разницей, что длинный импульс совмещен с коротким импульсом по заднему фронту.-. Для раздельного получения параметров становления поля и вызванной поляризации необходимо из переходной характеристики после заднего фронта, изображенной на фиг.2г, вычесть такую же характеристику из фиг.1г. Предлагаемый способ може быть реализован с помощью стандартной электроразведочной аппаратуры. Экономический эффект от использования предлагаемого способа обуславливается сокращением объема геофизических работ, так как параметры становления и вызванной поляризации получаются при одних и тех же наблюдениях, а не постановкой двух различных методов.

СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ, основанный на возбуждении в горных породах нестационарного электромагнитного поля с помощью импульсов прямоугольной формы длительностью от 100 с до 2 мин, пропускаемых через питающие электроды, и измерении переходных характеристик в паузах между импульсами тока, о т личающийся тем, что, с пд tUiirp(ci} S целью увеличения информативности исследования путем учета взаимного влияния эффектов становления поля и вызванной поляризации, проводят дополнительную серию измерений с помощью импульсов, форму которых устанавливают путем наложения на первоначальные прямоугольные импульсы более коротких прямоугольных импульсов длительностью более г - 9 S где L, - полуразнос питающей линии; у - удельная электропроводность среды; С - скорость света в вакууме, (/} и менее 1 с, совмещенных с первоначальными прямоугольными импульсами по их заднему фронту, и из сравнения переходных характеристик измеренных сигналов производят разделение эффектов становления поля и вызванной поляризации. -t.Cfff tOatffen) t (t) г (Put.t t,CfJt f,Cfff -/l/ofp/z)