Способ геоэлектроразведки Советский патент 1986 года по МПК G01V3/06 

Изобретение относится к геофизиеской разведке, а более конкретно эле тропрофилированию методом со- фотивлений, и предназначается для овышения эффективности геофизичесих работ при поисках месторождений олезных ископаемых.

Цель изобретения - повышение про- зводительности труда и чувствитель- ости измерений.

На фиг.1 представлена пространственная схема размещения установки для реализации способа; на фиг.2 - схема распределения токовых, линий для незаземленной разомкнутой раз- нополярной петли; на фиг,3 - то же, для незаземленной разомкнутой одно- полярной петли; на фиг,4-6- - кривые тносительных удельных электрических сопротивлений р /р , полученные предла гаемым способом.

Установка для реализации способа . содержит питающую линию в виде прямоугольной петли, состоящей из двух П-образных изолированных.от земи отрезков проводов 1 и 2, Концы 3 и 4 отрезков проводов 1 и 2 также изолированы от земли, разнесены на расстояние 5 и образуют разрыв в пи тающей линии. Конец 6 отрезка провода 1 подключен к переключателю 8, конец 7 отрезка провода 2 подключен, минуя переключатель 8, к одной 1слем- ме генератора 9. Вторая клемма генератора подключена к переключателю 8 и может соединяться либо с концом 6 отрезка провода 2, либо с.гальваническим заземлением 10. Незаземленная приемная линия 11 с измерителем 12 расположена в центральной i части петли вдоль одного из профилей системы 13 профилей в пределах рабо-- чего планшета 14.. .

Принята система координат XYZ с. началом в середине основания незамкнутой петли, ось ОХ направлена параллельно основанию петли, ось ОТ- перпендикулярно основанию земли, ось 07 - вертикально вверх

Способ осуществляется следующим образом, . .

Расюггадывают питающую линию в виде незамкнутой незаземленной петли и выполняют соединения ее концов 7 и 6 с. генератором 9, переключателем 8 и удаленным гальваническим заземлением 10 согласно схеме, представленной на фиг,1. Переключатель 8 устанавли

0

5

вают в правое положение и тем аамым включают петлю в разнополярный режим, пр И котором П-образные отрезки проводов подключаются к разным клеммам генератора и электрическое поле поляризовано в горизонтальной плоскости и перпендикулярно ожидаемому простиранию геологического объекта. Приемную линию 11 ориентируют параллельно незамкнутой стороне петли вдоль одного из профилей 13, Производят измерение горизонтальной составляющей градиента электрического поля по направлению ((Е)по стрелоч5 ному прибору измерителя 12, перемещаясь по профилям 3. Переключатель 8 устанавливают в левое положение и тем самым включают петлю в одно- полярный режим, при котором оба П образных отрезка провода питающей линии подключаются к одной клемме генератора, а к второй клемме генератора подключается удаленное заземле- ние 10, электрическое поле в рабочей части-.: планшета 14 поляризуется в вертикальной плоскости. Приемную линию 11 ориентируют в вертикальной плоскости земной поверхности. Производят измерения вертикальной состав- гр адиента электрического поля по направлению .Е(Е) по стрелочному прибору измерителя 12, перемещаясь по профилям I3.

Вертикальные электрические разре5 зы показаны вдоль линии 15-15 (фиг.2 и 3), Точки 16 на всех трех фигурах соответствуют точкам пересечения линии 15-15 и П-образных отрезков проводов питающей линии.

При включении петли в разнополярный режим (фиг.2) мгновенные токи в незазе1мленных ветвях полупетли имеют разное направление (на фиг.2 и 3 направ.ление мгновенных токов в про водах П-образных отрезков питающей линии показано значками + и -), Вслёдствиее этого токовые линии 17 в земле и в центральной части рабочего планшета 14 (фиг.1) направлены горизонтально и электрическое поле в области 18 однородно. На фиг.З . показан вертикальный электрический разрез, соответствующий случаю включения незаземленной разомкнутой пет5 ли в однополйрный режим. В этом случае наблюдается противоположная картин.а: токи в незаземленных проводах П-образных отрезков питающей

0

0

5

0

линии имеют одинаковое направление, токовые линии в земле 19 направлены вертикально и электрическое поле в области 20 однородно. Таким обра- зон, при использовании в качестве источника поля разнополярной незаземленной незамкнутой петли суммарное нормальное электрическое поле в центральной части планшета сосредоточено у поверхности земли, однородно и поляризовано в горизонтальном направлении. При использо- вании в качестве источника поля однополярной незамкнутой петли, заземленной через генератор в уда- ленной точке, суммарное нормальное электрическое поле в центральной части петлн также однородно, но при этом сосредоточено на значительно большей глубине и поляризовано в вертикальном направлении. Вследстви использования однородных электрических полей, поляризованных в двух взаимно перпендикулярных направлениях и сосредоточенных на разных глубинах, и измерения перпендикулярных друг другу горизонтального и вертикального градиентов электрического поля обеспечивается возможность использовать при качественной и коли- чественной интерпретации результатов наблюдений хорошо разработанный математический аппарат и палетки для однородных потенциальных полей, поляризованных в различном направлении (например, полей магниторазведки). Тем самым достигается цель изобретения - повышается производительность труда и точность измерений, т.е. геологическая эффективность изучения геометрических параметров глубокозалегающих, протяженных на глубину рудных тел.

Интерпретация результатов наблюде- НИИ сводится к вычислению значений ка5кущегося удельного электрического сопротивления р по измерен11Ь м значениям Е и Е ,j с применением коэффициентов , учитывающих геометрию установки и влияния индукционной составляющей электрического поля, обусловленного магйитным полем низкочас- тотных токов, пpoтeкaюш x по проводам П-образных отрезков питаюещй линии. Затем строят план графиков p| по системе профилей 13 и производят количественное истолкование результа- .

тов наблюдений с помощью математического аппарата или палеток для однородных потенциальных полей.

На фиг.4 изображены вметающая среда 21 с удельным электрическим сопротивлением р, , пласт 22 повышенного сопротивления с удельным элект-- рическим сопротивлением р Pi полученный по результатам измерения Е. 23 и Е 24. Позициями 25 и 26 показаны аналогичные пласты, имеющие различную глубину залегания верхней KPOMKI-T и различные параметры по простиранию на глубину, и кривые p|./p,. Из фиг.4 видно, что.если рудное тело 22 повышенного сопротивления расположено в основном в области однородного поля Е, то аномальный эффект

по кривой Е , 23 значительно превышает аномальны эффект по Е, 24, если рудное тело расположено в зоне пересечения областей однородных полей по Ej( и по Е, (Фиг.5), то аномальные эффекты по обеим составляющим соизмериья между собой 23, 24; ёслн рудпое тело расположено в основном в области однородного поля по Е (фиг.6), то аномальный эффект по Е„ 24 значительно больше, чем аномальны эф фект по ЕХ 23, Количест- венН ле соотношения ам 1литуды анома- ЛИ1Т по Е и по Е„ , а также особеи- пости их и абсолютные значения интенсивности аномалий служат мерой при количественном определе1П1и гео- метрических пгфаметров искомых геологических объектов.

Ис тользова ие способа геоэлектроразведки обеспечивает по сравнению с известными способами возмолсность получения с помощью одной питающей линии электрических полей, поляризованных в горизонтальной и вертикальной плоскостях, т.е. повьш1ается производительность труда, повышение эффективности геофизических работ по. методу сопротивлений за счет повышения чувствительности к глубине залегания верхней кромки и размерам по простиранию исследуемого объекта, обеспечение ведения работ в районах, где невозможно осуществ.ление гальванических зазеътений, и повышение производительности труда за счет применения незаземленных питающих и прием5шх линий.

Формула изобретения

Способ геоэлектроразеедки методом сопротивлений, при котором с помощью питающей линии, подключенной к генератору, возбуждают электрическое поле, поляризованное в горизонтальной плоскости перпендикулярно к направлению простирания исследуемого объек та, ориентируют приемную линию парал лельно токовым линиям и измеряют горизонтальную составляющую градиента электрического поля, а затем .ориентируют электрическое поле вдоль простирания исследуемого объекта и измеряют составляющую градиента электрического поля параллельно токовым линиям и по сопоставлению данных двух измерений выделяют искомые геологические объекты, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности труда и

10

15

20

чувствительности измерений,.возбуждают горизонтально поляризованное электрическое поле с помощью разомкнутой незаземленной петли, состоящей из двух, симметричных П-образных частей, подключенных к разнополюс- ным клеммам генератора, и измеряют горизонтальную составляющую градиента электрического поля в центральной области петли, затем возбуждают вертикально поляризованное электрическое поле с помощью подключения обеих частей петли к одной из клемм генератора и второй клеммы генератора к удаленному заземлению, измеряют в центральной области петли вертикальную составляющую градиента электрического поля, которую сопоставляют с горизонтальной соста вляю- щей градиента электрического поля, и уточняют положение искомых геологических объектов.

Изобретение относится к геофизической разведке, в частности к электропрофилированию методом сопротивлений с заземленными и незаземлен- ными линиями. Целью изобретения является повьшение производительности труда и точности измерений. Для достижения поставленной цели в способе геоэлектроразведки методом сопро тив- лений с питанием током низкой частоты с возбуждением электрического поля, поляризованного в горизонтальной плоскости и измерением горизонтальных составляющих градиента электрического поля используют питающую линию в виде разомк1гутой незаземленной петли и после измерения горизонтальных составляющих градиента возбуждают вертикально поляризованное электрическое поле с помощью двух половин незаземлеиной петли, подключенных к одному полюсу генератора и гальванического заземления, подключенного к другому полюсу генератора, и измеряют вертикальную составляющую градиента электрического поля, 6 ил. (Q (Л ю со со о

15

J6

/7

Фиг. 2

Фиг.З

23

2

cpuz.ff

/V

/г /77

v

-- g -Sii.

ф.(5