Способ вертикальных электрических зондирований при геоэлектроразведке Советский патент 1986 года по МПК G01V3/08 

Изобретение относится к технической физике и может быть применено в геоэлектроразведке при выполнении нер икальных электрических эондиро- BaiiHft (ВЭЗ) методами сопротивлений 5 и вызванной поляризации (ВП),

Цель изобретения - повьшение точности измерений.

На чертеже изображена схема измерительной установки, используемой 10 при осуществлении способа,

Установка содержит два основных питающих электрода А и В, также дополнительный питающий электрод А, к которым подключают питающую линию, 15 а также первую группу приемных электродов и вторую группу 10-19 приемных электродов, расположенных вдоль профиля наблюдений.

Сущность предлагаемого изобрете- 20 ния заключается в следующем.

На объекте исследований в заданных точках5 где требуется определить глубинное строение участка., располагают заземленную питающую линиЮэ рас- 25 стояние АВ между заземлениями которой превышает трехкратную максимгшь- ную заданную глубину исследований. ЕслИэ например5 необходимо изучить строение геологического разреза на 30 глубину до 150 м, расстояние АВ выбирают не менее 500 м. Вблизи одного из зазем-пений А или В располагают ге- нераторно-измерительный блок, нагфимер стандартную генгруппу ЭРГГ-б, и 35 многоканальн по приемную элёктроразве- дочную станцию. Вертикальное электрическое зондирование выполняют в два циюта, В первом цикле измерений при измерениях .ВП питающий электрод А, 40 1зблизи которого расположен генератор- но-измерительный блок, заглубляют в исследуемый объект на глубину не более О 55-0,6 м, например на глубину м, и располагают вблизи этого 45 1итающего электрода первую группу триемнь х электродов l-g, пpeи fi щecт венно неполяризующихся. В качестве 1итагощего электрода целесообразно использовать металлический, лучше мед- 50 1ШЙ5 штырь радиусом 1-2 см. Расстояние от питающего электрода А до ближайшего к неъгу приемного электрода 1 должно быть не менее 0,2-0,3 м, например равное 0,5 м. Следующие прием- 55 сые электроды 2-9 располагают на расстоянии Oj8, Ij2, lj8J 2s7s, i,0, 6,,3j 10 и 15м (при м и использовяmm во с ьмик анальной измерительной станции МСВП-8). Измерения наиболее целесообразно выполнять по схеме градиента потенциала, т,е. измерять разность потенциалов каждой пары прием- ных электродов -2j 2-3, 3-4, 4-5, 5-6, 6-7, 7-8, 8-9,

Через питающую линию пропускают иготульс тока, величина которого не должна превышать 2-ЗА. Во время про пзгскания тока измеряют силу тока, шэопускаемого через питающую линию, и сигналы на выходах всех приемных линий. По этим данным определяется в(гличина кажущегося удельного сопротивления для калэдого из разносов, т.е. для каждой пары приемных электродов путем деления измеренной вели разности потенциалов каждой пары приемных электродов на силу тока и умножения полученного результата на коэффициент установки, определяющийся по стандартным формулам по известным расстояниям от приеьшых до питающих электродов А и В. После выключения тока измеряют сигналы вызванной поляризации на выходах всех приемных линий и по отношению этих сигналов к сигналам на выходах тех же приемных линий во время пропускания тока ощэеделяют коэффициент ка- ж;;щейея поляризуемости для каждого из разносов На этом один из циклов измерений заканчивается.

Во время выполнения первого цикла измерений на расстоянии не менее 5 м от прие -шого электрода 1 первой группы на профиле наблюдений устанавливают дополнительный питающий электрод А,з состояпщй либо из одной металлической щпильки, забитой в почву на глубину 1-1,2 м, либо нескольких (2-3) шпилек, установленных на расстоянии 0,5- м одна от другой. Для выполнения второго цикла измерений на наблюдений устанавливают вторую группу приемных электродов 10-19, которые дпя рассмотренного примера располагают на расстояниях 15. 23, 53, 78, 170, 250 и 375 м от электрода А, В этом цикле можно использовать два уже установленных На профиле приемных электрода первой группы 6 и 9 вместо электродов Пи 12 второй группы. Для этого щшемньтй электрод 10 устанавливают на расстоянии 4 м от электрода А симметрично электроду 6,

а электрод А устанавливают на расстоянии 15 м от приемного электрода 10 на профиле наблюдений (чертеж). Затем через электроды А.( и В питающей линии пропускают второй импульс тока, величина которого может дости- .гать 20-30 А. Во время пропускания тока измеряют силу тока и сигналы на выходах всех приемных линий 10-11 11-12, 12-13, 13-14, 14-15, 15-16, 16-17, 17-18, 18-19. По этим данным определяется величина кажущегося удельного сопротивления для каждого из разносов путем деления величины разности потенциалов каждой пары приемных электродов на силу тока и умножения на коэффициент установки, определяющийся по стандартным формулам по известным расстояниям от приемного до питакядего электродов А и В.

После выключения ток.а измеряют сигналы вызванной поляризации на выходах всех приемных линий 10-11, 11- 12,...,18-19 и по отношению этих сиг налов к сигналам на выходах тех же приемных линий во время пропускания тока определяют коэффициент кажущейся поляризуемости для каждого из разносов.

Если, как и в известном способе, предусматривается измерять сигналы ВП, то во втором цикле измерений ближайший к питающему электроду А приемный электрод 10 должен располагаться на расстоянии не менее 0,005- 0,01 АВ и ,не более 0,1-0,2 АВ. Минимальное расстояние в 0,005-0,01 АВ выбирается также исходя из возможности получения допустимой погрешности измерений, обусловленной нелинейной поляризацией в приэлектродных зонах.

Максимальное расстояние в 0,1- 0,2 АВ выбирается исходя из условия того, что приемные электроды в сред- ней части АВ на расстояниях более 0,4 АВ от питакщих электродов (за исключением одного, общего электрода, относительно которого проводятся измерения потенциала остальных электро дов) устанавливать не следует, ибо при дальнейшем увеличении этого расстояния глубинность исследований не может быть увеличена и никакой новой информации из результатов этих изме- рений извлечь не удается.

Предлагаемый способ может использоваться и только для измерения кажущегося удельного сопротивления (без измерения ВП). В этом случае указанное минимальное расстояние от питающих электродов к приемным (как в первом, так и во втором циклах) может быть уменьшено в 2-3 раза без потери точности измерений.

При выполнении режимных наблюдений после окончания второго цикла измерений все электроды - и питающие А, А, В и приемные 1-19 - остаются на профиле измерений. Далее через заданный промежуток времени (например, через 1 ч), оба цикла измерений повторяются в описанном порядке и так в течение нескольких недель или месяцев.

Эксперименты показывают, что очен важно устанавливать питающий электрод А на расстоянии не менее 5 м от ближайшего к нему приемного электрода из первой группы (электрода 1 на чертеже), Минимальное расстояние 5 м можно выбрать в том случае, если изучаемый геоэлектрический разрез вы сокоомный (удельное сопротивление свыше 200 Ом м), а сила возбуждакяце- го тока не превьгаает 5-7А при глубине погружения питакяцего электрода А в землю около 1 м. При этом ощибка измерений может достигать 5%. Если сила тока увеличивается в 2 раза, то для получения той же погрешности минимальное расстояние должно превышать 10 м. Максимальное расстояние между электродами А и 1 для достижения поставленной цели не играет никакой роли и поэтому в формуле изобретения не оговаривается. При практическом осуществлении способа следует иметь в виду, что питакяций электрод А не следует удалять от электрода 1 на расстояние более 0,25-0,3 АВ, так как при этом уменьшается амплитуда полезных сигналов на выходах наиболее удаленных приемных линий (, 18-19).

Технико-экономическая эффективность применения предлагаемого способа заключается в значительном повышении точности при выполнении режимных наблюдений за счет того, что исключается влияние необратимых изменений в горных породах, где расположена первая группа приемных электродов, во время пропускания тока при выполнении второго цикла измерений. Кроме того, устраняется необходимость

извлекать питающие электроды из земли перед каждым повторением первого цикла измерений и затем вновь забивать их перед каждым повторением второго цикла, что увеличивает производительность работ, а также ведет к повышению точности и воспроизводимости измерений, которые значительно снижаются ввиду невозможности точно™ го повторения расположения питающих электродов при многократных извлечениях их из земли.

Формула изобретения

Способ вертикальных электрических зондирований при геозлектроразведке, заключакяцийся в том, что на объекте исследований Размещают питающую линию, соединенную с основными питаюРедактор Е.Папп Заказ 2128/45

Составитель И.Абрамова Техред И.Попович

Корректор М

Тираж 728Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

щими электродами, расстояние между которы ми превышает трехкратную максимальную заданную глубину исследоваНИИ, пропускают через питакяцую линию ток и измеряют сигналы в два цикла на выходах приемных линий, которые подключают соответственно к двум группам приемных электродов, расположенных на объекте исследований вдоль :гтрофиля наблидений, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерений, усГа- навливают на профиле наблюдений дополнит(гльный питакяций электрод на расстоянии не менее 5 м от ближайшего к нему приемного электрода первой группы,, а ток во втором цикле измерений пропускают через дополнительный

1гттакяц1-гй электрод и удаг енный основной ЭЛ6 КТрОД,

Корректор М.Демчик

Изобретение может быть применено в геоэлектроразведке при выполнении вертикальных электрических зондирований способами сопротивлений и вызванной поляризации. С целью повышения точности измерений на объекте исследований размещают питающую линию, соединённую с питающими электродами А и В, расстояние между которыми превышает трехкратную максимальную заданную глубину исследований, пропускают через питающую линию ток и измеряют в два цикла сигналы на выходах приемных линий, которые подключают соответственно к двум группам приемных электродов, расположенных на объекте исследований вдоль профиля наблюдений.В последнем устанавливают на профиле наблюдений дополнительный питающий электрод А На расстоянии не менее 5-10 мот ближайшего к нему приемного электрода первой группы, а ток во втором цикле измерений пропускают через дополнительный питающий электрод А и удаленный электрод В. 1 ил. СЛ