Способ электроразведки Советский патент 1986 года по МПК G01V3/06 

Изобретение относится к геофизике, конкретно к электроразведке, и может быть использовано при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых. .

Цель изобретения - повышение точности разведки за счет увеличения разрешающей способности.

На чертеже изображена схема реализации способа.в скважинной модификации.

На схеме показаны буровая вьшка 1, точки 2 наблюдения, ствол 3 скважины, забой 4 скважины, подошва 5 первого сверху пласта, подошва 6 второго пласта, ось прямой синфаз- ности волны 7, точка 8 на границе, ось 9 синфазности волны отраженной (в первом пласте), ось 10 синфаз- ности отраженной волны (во втором пласте), ось 11 синфазности отраженной волны (в первом пласте), трасса 12 записи электрических колебаний после формирования взаумнокорреля- ционной фракции, импульсы 13, соот- ветствукициеразличным сигналам посл формирования взаимно корреляционной функции, точка 14 на подошве 6 второго пласта, глубину которого полу- чают путем экстраполяции осей 7 и 10 синфазности до их пересечения.

Сущность способа состоит в том, что раздельная регистрация формы возбуждаемого цуга колебаний и суммарного поля, включающего в себя возбуждаемый цуг и колебания, несущие информацию о границах, представляющих разведочный интерес, позволяет путем формирования взаимно корреляционной функции с опорным сигналом, в качестве которого берут цуг возбуждаемых колебаний, выделить полезные сигналы, переведя их в импульсную форму, а затем определить времени прихода этих.сигнало и их амплитуды.

Возбуждение монохроматического цуга, модулированного по апериодическому закону, и регистрация этого цуга раздельно от суммарного волно- вогр поля исключают искажения формы сигнала, обусловленные дисперсией скоростей; в неискаженном интерференционными эффектами виде обеспечивается опорный сигнал, интенсивность и форму которого легко контролировать и, если требуется, корректировать на этапе обработки.

Формирование взаимно-корреляци- онной функции между возбуждаемым цугом и регистрируемыми колебаниями позволяет получить преимущество им- пульсных методов (за счет наличия в подвергнутом обработке сигнале . наибольшего по модулю экстремума) и методов с монохроматическим излучением (не имеет места дисперсия скоростей). При этом повьштается точность способа за счет достаточно высокой разрешенности, обеспечиваемой путем использования корреляционной обработки сигналов (времена и амплитуды сигналов выделяются более уверенно, чем при интерференционных методах выделения особенностей разреза).

В процессе формирования взаимно корреляционной функции суммарной записи, полученной в каждой точке приема, с опорным сигналом, на временах регистрации вступления каждого из сигналов будут наблюдаться экстремумы, обусловленные совпадением по времени опорного сигнала с данным конкретным сигналом, содержащимся в суммарном поле. При этом благодаря апериодическому закону модуляции, например квазислучайному закону-,

трасса 12 записи приобретае т импульсный вид с отдельными импульсами 13,, соответствующими выделяемым сигналам. А так как излучение монохрома- тическое, то появляется возможность проследить импульсы по их экстремальным точкам, т.е. осуществить их фазовое прослеживание, а не групповое (как в известных способах), о бус- ловленное размазыванием импульсов ввиду дисперсии скоростей на различных частотах. Это и обуславливает повьшение точности в отличие от из- вестных способов, в которых она ог- раничена ввиду невысокой разрешенное-. ти вследствие искажающего влияния дисперсии скоростей.

Пересечение контактов имеет место при наземной электроразведке вертикально-слоистых сред, а также при скважинной электроразведке. При пересечении в процессе разведки контакта пород, различающихся по электрическим свойствам, ось 7 синфазности ко- лебаний, соответствующих прямой волне, распространяющейся от источника к приемнику, в точке 8 претерпевает преломление - излом, причем место

излома соответствует положению контакта. Отражение волн от подошв 5 и 6, разделяющих породы с различными свойствами, приводит к тому, что при совместной регистрации прямой и отраженных волн положения контактов отмечаются точками 8 и 14 пересечения осей синфазности прямой и отраженной волн.

Оси синфазности отраженных волн на контактах различных пород терпят 1 излом, при этом наклон различных участков осей 10 и 11 соответствует различньм значениям скоростей распространения волн.. Определение положения контактов горных пород по точкам которых совпадают времена регистрации прямых и отражённьпс волн, позволяет наиболее точно локализировать местоположение границ между горными породами с различными электрическим свойствами.

Положительный эффект достигается за счет того, что формирование мо- нохроматического цуга, модулирован- ; ного по ап ериодическому закону, и i последующее формирование взаимно корреляционных функций с опорным раз дельно регистрируемым сигналом позволяет повысить разрешенность волн за счет корреляции одноименных фаз колебаний, соответствующих максималь иым по модулю экстремумам взаимно корреляционных функций. Тем самым появляется возможность в чистом виде регистрировать фазовую, а не групповую скорость распространения волн в горных породах. Кроме того, возрастает .надежность прослеживания положения границ раздела пород с различными электрическими свойс Гвами.

Способ осуществляют следующим образом.

j Внутрь среды излучают гальвани- ческим или индукционным способом монохроматический цуг колебаний. Интенсивность колебаний, продолжительность , а также частота колебаний определяются требуемой глубинностью, а также уровнем помех. При глубинах до 500 м достаточную интенсивность может обеспечить излучатель мощностью 3-5 кВт. Если дли- .тепьнОстъ цуга недостаточна ввиду аппаратурных ограничений, то применяют накапливание воздействий с оценкой отношения сигнал/шум (помеха .известными приемами.

249608 -

ЭлектроразведЪчная аппаратура должна, кроме известных стайдартных узлов, содержать модулятор и коррелятор, целесообразно снабдить ее

5 накопителем.

Наблюдения проводят.одновременно в разных точках наблюдения, хотя возможен и одноканальный вариант способа. Расстояние между точками

10 наблюдения целесообразно брать не превьшающим половины длины волны в среде с целью уверенного прослеживания волн. Формирование взаимно корреляционной функции проводят

15 непосредственно при получении записей в поле либо иа этапе обработки. Предварительная обработка на этапе полевых работ является более предпочтительней, так как она позволяет

20 своевременно оценить отношение сигнал/помеха и выбирать такие параметры сигнала, чтобы прослеживание волн было достаточно надежным.

5

0

5

0

Пример . Скважину 1 бурят на глубину 400 м, пересекая на гду- бине 200 м кровлю пласта, подошва 6 которого находится ниже забоя 4, Требуется определить глубину подошвы 6 второго -сверху пласте, Исследование проводят на частоте I кГц. Так как по априорным данным наименьшее ожидаемое значение скорости распространения волн в исследуемом разрезе составляет 60 км/с, то это сот ответствует в данном случае длине волны 60 м. Поэтому шаг наблюдений между соседними точками 2 приема принимают равным 20 м (меньше половины длины волны). В качестве опорного сигнала выбирают цуг длительностью 10.с с модуляцией по квазислучайному закону. После формирования взаимно корреляционных функций 13с опорным сигналом получают 20 трасс 12с ша5 гом 20 м, которые представляют в виде монтажа аналогично сейсмограмме, получаемой при вертикальном сейсмическом профилировании. При этом точки 8 и 14 пересечения осей 7 синфазности прямой волны и 9 и 10 отраженных волн соответствуют глубинам отражающих границ. Глубину искомой подошвы 6, расположенной ниже забоя 4, получают путем экстраполяции со5 от ветствующих осей 7 и 10 синфазности до точки 14 их пересечения. В дан- Ном примере рассмотрена предельно простая ситуация, когда ствол скважи0

нь вертикален, а удалением источника колебаний от устья скважины можно пренебречь (т.е. профиль является продольным), при этом ось синфаз- ности каждой волны состоит из прямолинейных участков. В самом общем случае (скважина искривлена, источник колебаний удален от устья) на этапе обработки оси синфазности аппроксимируют полиномами различного порядка.

Реализация способа даст возможность при решении задач, связанных с изучением строения покрьшающей толщи, заменить более дорогой ческий метод, а также более успешно комплексировать эти методы.

Формула

изобретени

1. Способ электроразведки, заклю- чающийся в том, что возбуждают электрические колебания и регистрируют времена прихода колебаний в точках, разноудаленных от точки возбуждения, определяют пространственное положение преломляющих и отражающих границ между пластами горных пород и ско

9608 6

рости распространения колебаний в породах по зависимости времен прихода колебаний от расстояния междУ источником и приемником, о т л и - 5 чающийся тем, что, с целью повышения точности разведки за счет увеличения разрещающей способности, электрические колебания возбуждают модулированным по апериодическому 10 закону цугом, дополнительно регистрируют возбуждаемый цуг, формирук)т взаимно корреляционную функцию между возбуждаемьм цугом и регистрируемыми колебаниями, а времена прихода коле- 15 баний определяют по времени регистрации экстремумов взаимно корреляционной функции.

2.

Способ по п. I ,

1 , отличающийся тем, что положение преломляющих и-отражающих границ, соответствующих контактам горных пород, определяют по точкам излома зависимости времен прихода колебаний от расстояния и/или по точкам, в которых совпадают времена регистрации прямых и отраженных волн.

Редактор В. Петраш

Составитель Л. Воскобойников

Техред Л.Сердюкова Корректор О. Луговая

Заказ 4334/54 Тираж 728Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР

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

Пр,о11зводст-венно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Лроектная, 4

Изобретение относится к геофизике, конкретно к электроразведке, и может быть использовано при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых. Целью изобретения является повышение точности разведки за счет увеличения разрешающей способности. Для этого электрические колеп:| ; г йС г. . I бания возбуждают модулированным по апериодическому закону монохромати ческим цугом. Производят раздельную регистрацию возбуждаемого цуга и суммарного волнового поля, включающего в себя возбуяздаемый цуг и колебания, несущие информацию о границах, представляющих разведочный интерес. Формируют взаимно корреляционную функцию между возбуждаемым цугом и регистрируемыми колебаниями. Времена прихода колебаний после корреляционной обработки с возбуждаемым цугом прослеживают по максимумам взаимно корреляционных функций. При пересечении контактов пород в процессе разведки местоположение контактов предлагается определять по точкам излома зависимости времен прихода колебаний от расстояния, а также по совпадению времени регистрации прямых и отраженных волн. 1 з.п. ф-лы, I ил. W ю 4 ;о о