СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ Советский патент 1972 года по МПК G01V3/02 

Изобретение относится к геоэлектроразведке переменными электромагнитными нолями, например измереиием фазовых сдвигов составляюгцих электромагнитных полей.

Известны снособы геоэлектроразведки на перемеииом токе, при которых намеряют фазовые углы между компонентами электромагнитного поля. Недостатком этих снособов является невозможность измерений на одной низкой частоте для выделения фазовых углов вызванной поляризации, поскольку ири двухчастотиых измерениях в некоторых районах страны создаются методические трудноетн изза нримеиення второй более высокой частоты.

Предлагаемый способ геоэлектроразведкн путем измерения фазовых углов вызванной поляризации в значительной мере свободен от указанных недостатков.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

Электромагнитное поле в земле создается Током определенной частоты с помощью заземленпого кабеля конечной длины или электрического диполя. Используя экваториальные установки, измеряют разность между фазовым углом электрической составляющей поля и умноженным в заданное число раз фазовым углом вертикальиой магнитной составляющей. (При использовании экваториальпой дипольной установки заданное число равно двум).

Поле горизонтального электрического диполя в области малого параметра электромагнитного поля описывается выражением

1/1

(1)

2 /

- .-3

т - момент диполя;

где 7 - проводимость однородного полупространства;

II - магнитная пронпцаемость; г - разнос между генераторным и приемпым диполями.

Выделив действительиую и .мнимую части выражения (I), получим для однородного неполяризующегося полупространства

„-.v . ii

(2)

5 и.п.д.п

Такил образом, при увелпчении частоты возбуждающего поля или разноса фазовые углы, обусловленные индуцированным полем, увеличиваются. Увеличение проводимости также приводят к увеличению фазовых углов

фп.п.д.

Вертикальное магнитное поле горизонтального электрического диполя Я на поверхности однородного проводящего полупространства записывается в виде Как и для поля Е-х, выделив действительную и мнимую составляющие, можно получить С.,У.;.Г2 И.П.Д. Сравнивая (4) и (2), видим, что величины фазовых углов, обусловленных электродинамическими процессами, для поля %- в два раза больше, чем для поля Н. Поэтому в отсутствие поляризуемости среды.д. -2fIL. 0; Y . - 11д. О- (5) Относительный фазовый угол Е и Н наличии поляризации среды ВП -Ри равен максимальному фазовому сдвигу, который может быть получен за счет поляризуемости среды, т. е. фазовому сдвигу ВП или его половине. В случае заземленного кабеля конечной длины соотнощение фазовых углов л- и Я несколько сложнее, чем при использовании экваториальной дипольной установки. При отсутствии ноляризации рГ--2уКГх .и.п.д. X -Н, - е I XI + X R R l - XI X Здесь (х, у) - координаты точки наблюдения, Ri YL RZ - расстояние от точки наблюдения до заземлеиий кабеля, / - половина длины кабеи.п.д. и и.п.д., ля ИЛИ p Дср , где к - геометриче/:;vский коэффициент. Величина этого коэффициента, подобно коэффициенту для вычисления pk для каждой точки наблюдения, заранее известна. Задавая величину для каждой точки, получим: и.п.д. . и.п.д. ,. Тя - «ff. 0; . и.п.д. 1 Я . - О(отметим, что для экваториальной дипольной установки const для любого разноса). Для поляризующейся среды получим: Г ти, - гвп я, ,- - Таким образом, разность между фазовым углом .хи умноженным в заданное число раз фазовым углом Н пропорцпональна поляризуемости среды и ие зависит от ее проводимости. Расчетами показано, что такие же, по еще более громоздкие зависимости получаются и для неоднородных сред, например, для проводящего поляризующегося шара, расположеппого в проводящем поляризующемся полупространстве. Однако и в этом случае предложенным способом достигается разделение фазовых углов ВП и индукционного поля. Аналогично можно производить измерения между фазовым углом Я и умноженным в заданное число фазовым углом ЕХТаким образом, основное преимущество данного способа перед двухчастотными состоит в том, что он позволяет при использовании одной рабочей частоты провести разделение фазовых углов ВП и индуцированного поля. Благодаря этому можно не менее чем в 2 раза увеличить разнос (не иарущая при этом условие работы в области малого параметра поля), а следовательно, и глубинность исследований. Предмет изобретен и я Сиособ геоэлектроразведки по методу вызванной поляризации на переменном токе путем измерений фазовых сдвигов составляющих электромагнитных полей, создаваемых заземленпыми источниками, обличающийся тем, что, с целью повышения точности и глубинности исследований, измеряют разность меледу фазовым углом горизонтальной составляющей электрического поля и умиоженным в заданное, определяемое геометрией установки, число раз фазовым углом вертикальной составляющей магнитного поля.