СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ Советский патент 1994 года по МПК G01V3/10 

Изобретение относится к электромагнитным методам геофизических исследований земной коры и может быть использовано при глубинных зондированиях, при поисках и разведке месторождений нефти и газа.

Известен способ геоэлектроразведки, в котором возбуждают импульсное электромагнитное поле в горных породах и измеряют неустановившееся поле на исследуемом участке и в нормальном поле, а о строении исследуемого участка судят по разности зависимостей сигналов становления поля, полученных на исследуемом участке и в нормальном поле.

Недостатком этого способа является невозможность расчленения всего разреза на отдельные слои при зондировании мощных геологических толщ, вследствие того что в промежуточной зоне сигнал становления формируется полем, обусловленным лишь той частью разреза, которая имеет глубину, соизмеримую с разносом. Участки геоэлектрического разреза, расположенные выше или ниже уровня, близкого по значению величине разноса, отображаются на кривых зондирования теми же частями, которые соответствуют дальней или ближней зоне источника.

Известен также способ геоэлектроразведки, в котором возбуждают электромагнитное поле на исследуемом участке, измеряют сигналы неустановившегося поля в точках наблюдения, расположенных на нескольких разносах от источника возбуждающего поля, а также сигналы магнитотеллурического поля, которые используют для коррекции результатов измерения становления поля, получают зависимость сигналов становления поля от времени регистрации, по которой судят о строении изучаемого участка разреза.

Недостатком этого способа является слабая помехоустойчивость и, как следствие, невысокая точность определения параметров отдельных частей разреза, а также невысокая разрешающая способность по глубине. В этом способе сигнал, измеренный в отдельной точке наблюдения, расположенной на конечном удалении от источника, содержит три составляющие, соответствующие ранней, промежуточной и поздней стадиям становления. Для выполнения зондирования верхних частей разреза и наиболее глубокозалегающих слоев требуется использовать соответственно ранние и поздние стадии, соответствующие дальней и ближней зонам источника, измерение сигналов в которых, как показано выше, имеет принципиальные трудности, связанные слабой их помехоустойчивостью. Кроме того, разрешающая способность измерений в дальней, промежуточной и ближней зонах различаются. Это приводит к тому, что в случае изменения глубин залегания горизонтов или их проводимостей в районе исследований указанные горизонты могут оказаться на разных участках профиля в разных условиях (отображаться на кривой зондирования участками, соответствующими дальней, промежуточной или ближней зонам источника). Это приводит к снижению надежности выделения таких слоев разреза, что обусловливает уменьшение разрешающей способности зондирования.

Целью изобретения является повышение точности способа.

Способ основан на следующих выявленных закономерностях неустановившегося электромагнитного поля в земле.

Рассмотрим выражение для сигнала ε (t) становления поля горизонтального электрического диполя длиной L, расположенного над однородным полупространством с электропроводностью σ , в одной из точек наблюдения с разносом r. где
ε(t) = · f() , (1) где f() = φ() - exp- 1+ ;
φ() = exp- dx, где I - ток в диполе;
θ - азимут точки наблюдения;
τ = и контролирует глубину проникновения электромагнитного поля;
q - площадь приемной рамки, расположенной в точке наблюдения;
μ_a - абсолютное значение магнитной проницаемости среды;
t - текущее время.

Интегрируя выражение (1) по разносу r от нуля до некоторого r_макснаходят интегральный сигнал ε_Σ (t)
где C - интеграл в уравнении (2).

Максимальное значение интеграла С имеет при r_макс-> ∞ , т.е. при U = __→ ∞ , и составляет величину, равную С = 0,0885 с точностью до четвертого знака. Подынтегральная функция F(U) имеет максимальное значение при ≈ 1,33 . Рассматривают связь параметра становления поля τ с глубиной проникновения поля в однородное полупространство. Для гармонического электромагнитного поля глубина проникновения h определяется величиной
h = ,
(3) где ω - круговая частота.

Известно, что существует частотно-временное соответствие
ωt = , (4) характеризующее связь гармонических и неустановившихся полей. Тогда, подставляя уравнение (4) в уравнение (3), находят глубину проникновения неустановившегося поля в однородное полупространство
h = = 1,13 . (5) Следовательно, при разносе r, равном глубине проникновения поля h, функция F(U) достигает максимума. Интегрируя указанную функцию, характеризующую геоэлектрический разрез, в пределах от нуля до разноса, равного глубине проникновения электромагнитного поля, возможно получить информацию о параметрах части разреза, равной глубине проникновения. Интегрирование от нуля до величины разноса, превышающего глубину проникновения, приведет лишь к некоторому увеличению интегрального сигнала и не добавит принципиально новой информации до указанной глубины.

На ранних временах неустановившегося процесса, когда глубина проникновения поля существенно меньше глубины исследования, интегрирование до величины разноса, равного глубине исследования, позволяет получать максимально возможный интегральный сигнал. На поздних временах интегральный сигнал будет несколько меньше сигнала, получаемого при интегрировании в бесконечных пределах. Однако на этих временах наступает асимптотическая стадия становления поля, обладающая пониженной разрешенностью по отношению к разрезу по сравнению с доасимптотической стадией.

Способ осуществляют следующим образом. На подлежащем исследованию участке располагают питающую линию, используемую как источник неустановившегося поля. Через питающую линию пропускают импульсы тока и в паузах между импульсами тока измеряют сигналы неустановившегося поля в нескольких точках наблюдения, расположенных на разных расстояниях (разносах) от источника поля. По полученным результатам измерений строят для каждого фиксированного времени регистрации зависимости амплитуды измеренных сигналов от разноса и затем получают интегральные значения сигнала путем интегрирования полученных зависимостей по разносу. Далее увеличивают диапазон разносов, повторно выполняют измерение и получают новое значение проинтегрированных сигналов. Такие измерения с увеличением диапазона разносов повторяются до тех пор, пока не будут получены асимптотические значения проинтегрированных сигналов. По полученным асимптотическим значениям строят зависимость величины проинтегрированных сигналов становления поля от времени регистрации, которую используют для получения параметров исследуемого разреза. Для этого полученные зависимости можно пересчитать в стандартные зависимости, для которых хорошо развит аппарат геолого-геофизических интерпретаций. Количественную интерпретацию можно осуществить также методом решения прямой задачи для конкретно заданных геоэлектрических разрезов и подбора этих разрезов до получения совпадения наблюденных и расчетных зависимостей проинтегрированного сигнала от времени регистрации.

Благодаря интегрированию сигналов по разносу существенно улучшается соотношение сигнал/помеха и повышается точность способа.

Изобретение относится к электромагнитным методам геофизических исследований земной коры и может быть использовано при глубинных зондированиях, при поисках и разведке месторождений нефти и газа. Цель изобретения - повышение точности способа. Эта цель достигается тем, что возбуждают электромагнитное поле в земле с помощью питающей линии и измеряют неустановившееся поле несколькими приемными рамками, расположенными на разных расстояниях от питающей линии (на разных разносах). Полученные результаты интегрируют по разносу для каждого фиксированного времени регистрации. Затем увеличивают диапазон разносов и снова находят интегральное значение поля для каждого из диапазонов, а геоэлектрические параметры определяют в таком диапазоне разносов, при котором величина интегрального поля выходит на асимитотическое значение.

СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ, в котором возбуждают электромагнитное поле на исследуемом участке, измеряют сигналы неустановившегося поля в точках наблюдения, расположенных на нескольких разносах от источника возбуждающего поля, и получают зависимость сигналов становления поля от времени регистрации, по которой судят о строении излучаемого участка разреза, отличающийся тем, что, с целью повышения точности способа, повторно измеряют сигналы неустановившегося поля в увеличенном диапазоне разносов, получают сигналы становления поля в каждом из этих диапазонов путем интегрирования по разносу сигналов неустановившегося поля на каждом фиксированном времени регистрации, при этом увеличение разносов производят до получения асимптотических значений проинтегрированных сигналов.