Способ геоэлектроразведки Советский патент 1987 года по МПК G01V3/08 

Изобретение относится к скважин- ной электроразведке с использованием нестационарных электромагнитных полей, может быть использовано при опо- исковании межскважинного и цодзабой- ного пространства с целью выявления проводящих объектов и является усовершенствованием способа по основно- авт. св. N 1226385.

Цель изобретения - повьппение информативности исследований за счет уто 1нения пространственного положения и ориентировки геологических объектов.

На чертеже показана схема расположения заземлений по предлагаемому способу.

По меньшей мере в трех скважинах, устья которых не -расположены на одной прямой, заземляют отрезки кабеля так чтобы концы 1-3 каждого из них были заземлены в рудных скважинах, вертикальные отрезки кабеля 4-6 и соот- ветствукхцие заземления были общими для смежных отрезков кабеляs а наземные части отрезков кабеля 7-9, содержащие выключатели 10-12, были расположены по замкнутому контуру. В процессе реализации способа в каждой из образовавшихся заземленных питакщих П-образных установок, размещенных по сторонам контура, поочередно с помощью выключателей 10-12 пропускают ток импульсной формы от генерато- ров 13 и в каждом случае производят измерения ЭДС неустановившегося электромагнитного поля в заданной точке пространства. При этом направление тока в контурах выбирают одинаковым (например, по часовой стрелке), соответственно, сигнал и будет измерен при пропускании тока в контуре abed. Up - в контуре feba, U., в контуре dcef.Затем с помощью переключателей 10 - 12 включают, генератор 13, в незаземленный контур, вес образованный горизонтальными отрезками 7-9 ка- беля, пропускают ток того же направления (по часовой стрелке) и произ- водят измерения ЭДС Щ неустанонив- шегося электромагнитного поля в той же точке.

Полученные результаты измерений ЭДС алгебраически суммируют. При этом вклады, вносимые в результирующий сигнал за счет полей токов, протекающих в горизонтальных и вертикальных отрезках кабеля, взаимно уничтожаются, что хорошо видно, если измеренные ЭДС неустановившегося поля представить в виде суммы сигналов от каждого из отдельных отрезков кабеля и токов растекания:

Ui Ua6 +Ufrc +Ucd +Ucta; (1) Ua U +Ue6 +Uua +Vcii ; (2) из Ucic+Uce+Ue/ +Vfd , (3) U, Щ, +Uec .(4)

Суммируя выражения (1), (2), (3), (4) с учетом знака сигнала от каждог отрезка кабеля, получим

S I, и„ Uia +Ua/ +%rf . (5) Результат соответствует вкладу в измеряемую ЭДС токов растекания, текущих между заземлениями 1-2, 2-3, 3-1, т.е. образующими погруженньй замкнутый контур afd, который в первом приближении можно заменить фиктивным погруженным проводником с током. Для такого контура по сравнению с одиночной П-образной установкой минимум в три раза возрастает возбуждающее поле на уровне заземлений и в подзабойном пространстве, уменьшается влияние поверхностных неодно- родностей, увеличивается эффективность возбуждения пологозалегающих проводников, параллельных плоскости, содержащей точки заземления. Кроме того, меняя глубину точек заземления по скважинам как по всем одновременно, так и по каждой в отдельности, можно менять глубину и ориентировку соответствующего фиктивного проводника с током и тем самым производить наибоее эффективное возбуждение проводящих объектов, залегающих на разных глубинах и имеющих различную ориентировку в пространстве.

Методику полевых работ с использованием предлагаемого способа измерений рассмотрим на примере варианта скважина - поверхность, т.е. когда питающие электроды помещены в .скважины, что следует из сущности способа, а приемный датчик размещен на дневной поверхности. В качестве приемного датчика может выступать как индукционная рамка, так и петля, в том числе являнлцаяся генераторной и проходящая через устья скважин с заземлениями (контур bee). Наиболее эффективно применение предложенной методики при поисках, пластообразных хорошо проводящих объектов при последовательном использовании установок: сначала с измерением с помощью петли, затем для проведения детализаци- онных работ с помощью индукционной рамки.

Последовательность операций предлагаемой методики следующая:

1.На поверхности земли раскладывают измерительную петлю, не выходящую за пределы незаземленного контура bee или объединенную с ним.

2.Погружают скважинные питающие заземления на некоторую глубину в скважины, а глубина погружения заземлений определяется ожидаемой ориентировкой проводящего объекта и делает- ся такой, чтобы плоскость фиктивного контура adf по возможности, была параллельна ожидаемой плоскости проводящего пласта.

3.Проводят измерения величин U, Uj, Ua, Ufl и т.д.

4.Погружают (поднимают) скважинные питающие заземления так, чтобы плоскость фиктивного контура переместилась параллельно самой себе, повторяют измерения по п. 3, затем опять перемещают заземления и т.д.

в пределах опоисковываемого интервала.

5.Максимальный из серии получен- ных отсчетов будет свидетельствовать

о том, что искомый объект находится с наибольшей вероятностью в плоскости соответствующего данному отсчету фиктивного контура.

6.Уточняют пространственное положение проводящего объекта путем изменения ориентировки плоскости фиктивного контура (меняя глубину погружеЛокальная модель прямоугольного в плане пластообразного проводящего объекта, выполненная из дюраля, имела угол падения около 30°, верхнее ребро модели находилось на глубине 20 см. В качестве модели вмещающей среды использовались графитовые пластины, питающ1{е заземления размещались в трех вертикальных скважинах, расположенных на вершинах равностороннего треугольника ср стороной 40 см, не пересекающих модель. -Шаг перемещения электродов по скважинам 5 см. Угол падения плоскости фиктивного контура первоначально составлял 20. Наземный незаземленный контур размещался по линиям, соединяющим устья скважин. Измерения вертикальной компоненния заземлений) в районе глубин, на 40 которых получен максимальный отсчет, увеличение измеряемого сигнала будет говорить о большей степени совпадения плоскости объекта и плоскости фиктивного контура, уменьшение - наобо- 45 ™ неустановившегося поля проводились рот, а незначительное изменение сиг- с помощью индукционной рамки, поме- |Нала соответствует изометричной фор- Щенной в центре наземного контура с ме объекта.

7.Получив в процессе уточнения максимальный измеряемый сигнал, можно go утверждать, что искомый объект находится в плоскости фиктивного погруженного контура, или плоскость объекта (если объект пластообразный) параллельна плоскости фиктивного кон- 55 ся Б плоскости соответствующего фик- тура.тивного контура. Для усточнения уг8.Контуры проводящего объекта в ла падения объекта изменялся угол плане уточняются наземной съемкой с наклона плоскости фиктивного кон- индукционной рамкой по профилям, раз- тура с сохранением глубины его центаппаратурой МППУ-2. Результаты, полученные по предлагаемой методике (промежуточные отсчеты не приводятся) представлены в табл. 1.

Максимальный отчет на глубине 20 см верхней части фиктивного контура показывает, что объект находитбитым внутри исследуемого контура при том положении питающих заземлений в скважинах, при котором было достигнуто максимальное возбуждение проводящего объекта.

Эффективность предлагаемого способа зависит от угла падения искомого объекта. Наиболее благоприятны для обнаружения горизонтальные или поло- гопадающие пластообразные и линзообразные залежи. При углах падения более 60 обеспечить необходимую ориентировку фиктивного контура в большинстве случаев трудно и пространственное положение объекта с достаточной точностью установить не удается.

Для обеспечения необходимого диапазона изменения угла наклона фиктивного контура при определении пространственного положения тела необходимо, чтобы расстояние между скважинами с заземлениями, по возможности, не превьшдали их глубин.

Практическая реализация способа проводилась на модельной установке.

Локальная модель прямоугольного в плане пластообразного проводящего объекта, выполненная из дюраля, имела угол падения около 30°, верхнее ребро модели находилось на глубине 20 см. В качестве модели вмещающей среды использовались графитовые пластины, питающ1{е заземления размещались в трех вертикальных скважинах, расположенных на вершинах равностороннего треугольника ср стороной 40 см, не пересекающих модель. -Шаг перемещения электродов по скважинам 5 см. Угол падения плоскости фиктивного контура первоначально составлял 20. Наземный незаземленный контур размещался по линиям, соединяющим устья скважин. Измерения вертикальной компонен™ неустановившегося поля проводились с помощью индукционной рамки, поме- Щенной в центре наземного контура с

™ неустановившегося поля проводились с помощью индукционной рамки, поме- Щенной в центре наземного контура с

ся Б плоскости соответствующего фик- тивного контура. Для усточнения угаппаратурой МППУ-2. Результаты, полученные по предлагаемой методике (промежуточные отсчеты не приводятся), представлены в табл. 1.

Максимальный отчет на глубине 20 см верхней части фиктивного контура показывает, что объект находитpa, т.е. одновременно с поднятием верхней части фиктивного контура на столько же опускалась нижняя. Результаты, полученные при таком уточнении, приведены в табл. 2.

Таким образом, максймальньш отсчет Г28 мкВ/А получен при угле падения плоскости фиктивного

135

контура 27

о

Результатом интерпретации является следующее заключение: центр проводящего объе.кта находится на глубине 22-30 см, угол падения 27° , что прак-ff тически совпадает с истинными значениями (центр объекта на глубине 25 см, угол падения 30).

54153 Ф

fO

ff6ормула изобретения

Способ геоэлектроразведки по - авт. св. № 1226385, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности исследований . за счет уточнения пространственного положения и ориентировки геологических объектов, дополнительно производят заземление вершин многоугольного контура незаземленной петли на глубине исследуемого объекта одновременно во всех скважинах не менее чем в двух точках в каждой из скважин, и по экстремальным значениям алгебраической суммы измеренных сигналов электрического или магнитного поля судят о пространственном положении и ориентировке геологических объектов.

Т а б л и ц а 1

Табл ица2

10

тЧ

п

о

.

//

Изобретение относится к скважин- ной электроразведке с использованием нестационарных электромагнитных полей и может быть использовано при опоисковании межскважинного и подза- бойного пространства с целью выявления проводящих объектов. Способ заключается в возбуждении в земле переменного электромагнитного поля путем пропускания тока поочередно через заземленную линию и незаземленную петлю. Линия состоит из отрезков провода, составляющих стороны многоугольного контура и заземленных в его вершинах. Измерение электрического или магнитного поля производят последовательно при пропускании тока через каждую заземленную линию и незаземленную петлю. С целью повышения информативности исследований за счет уточнения пространственного положения и ориентировки геологических объектов предлагается вьшолмять заземления в скважинах на предполагаемой глубине объектов не менее чем в двух точках. После измерений производят алгебраическое суммирование сигналов электрического или магнитного поля и по экстремальным значениям суммы уточняют пространственное положение и ориентировку объектов. 1 ил., 2 табл. сл с со ел 4 N)