Способ геоэлектроразведки Советский патент 1979 года по МПК G01V3/02 

(54) СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

Изобретение относится к области технической физики и может быть применено при геоэлектроразведке месторождений полезных ископаемых нестационарных электромагнитных полей.

Известен способ геоэлектроразведки по методу вызванной поляризации (ВП), в котором в землю посылают постоянный электрический ток и после его выключения нэ: блюдают разность потенциалов, убывающую с течением времени .

Указанный способ имеет невьгсокую разрешающую способность к обнаружению поляризующихся объектов.

Известен также способ геоэлектроразведки по методу ВП, в котором возбуждают электромагнитное поле в Земле одиночными импульсами или разнополярными импульсами, и измеряют вторичное электромагнитное поле в паузе между ними, по которому судят о поляризуемости среды 2.

Измерения по этому способу содержат сведения о поляризационных и индукционных эффектах, причем последние являются помехой. Поэтому при поисках месторождений полезных ископаемых в сложных геоэлектрических условиях, когда искомые поляризующиеся объекты залегают достаточно глубоко под чехлом низкоомных осадочных пород и применяются установки больших размеров, процессы становления поля (индукционные эффекты) имеют большую длительность, проявляются одновременно с процессами вызванной поляризации (поляризационными эффектами) и не могут быть разделены, что приводит к потере значительной части информации об изучаемом геоэлектрическом разрезе.

Целью изобретения является -повышение точности измерений путем разделения поляризационных и индукционных эффектов при геоэлектроразведке нестационарными полями и тем самым повыщение информативности геоэлектроразведочных исследований.

Поставленная цель достигается тем, что определяют разность абсолютных значений сигналов вторичного электромагнитного поЛя, измеряемых через один и тот же про0межуток времени после выключения импульсов тока разной длительности, по которым судят о величине поляризационных эффектов. Сущность способа заключается в следующем. .. Нестационарное электромагнитное поле в Земле возбуждается с помощью импульсов тока, пропускаемых через заземленную линию. Сначала, например, пропускается короткий импульс (или несколько таких импульсов), и в точках измерений измеряется разность потенциалов (или напряженностей) вторичного электромагнитного поля через заданный промежуток времени после выключения импульса тока (например, через несколько единиц-десятков миллисекунд). Затем электромагнитное поле возбуждается более длинным импульсом (или несколькими такими импульсами) тока и в тех же точках измерений измеряется сигнал вторичного поля через тот же промежуток времени, что и в предыдущем случае. Так как для фиксированных условий возбуждения и измерения процесс становления электромагнитного поля в проводящей среде (индукционные эффекты) не зависит от длительности импульсов возбуждающего электромагнитного поля, то в неполяризующейся среде разность абсолютных значений полученных сигналов вторичного поля, измеренных через один и тот же промежуток времени после включения двух импульсов тока разной длительности, равна нулю. В поляризирующихся средах величина вторичного поля ВП существенно зависит от длительности импульсов возбуждающего поля: при увеличении длительности импульсов тока до единиц и десятков секунд величина напряженности вторичного поля ВП увеличивается линейно, а затем этот рост постепенно уменьщается. Математический аппарат позволяет провести значения напряженности поля ВП при различных длительностях пропускания тока к одной определенной длительности. Если длительность импульсов измеряется единицами - первыми десятками секунд, то можно считать, что при увеличении импульсов. тока происходит также увеличение напряженности вторичного поля ВП. Поэтому если измерить разность потенциалов (напряженностей) вторичного электромагнитного поля через один и тот же промежуток времени после выключения двух (или нескольких) импульсов тока различной длительности, то эта разность будет отлична от нуля и тем больще, чем сильнее поляризуются изучаемые породы. Таким образом Е + ЕГ(1) Е ЕГ - ЕГ,(2) где Е., и Ег - напряжённость вторичного поля через один и тот же промежуток времени to после выключения тока соответственно импульсами длительностью ti и ta; EI и Ei -напряженность вторичного поля, обусловленная процес .сами становления поля (индукционными эффектами) при те) же условиях; Е, и EZ. - напряженность поля ВП при тех же условиях. Но, как указывалось выше, Е., ЕЛ.; EJ. Е| К, где К- коэффициент пропорциональности, . Тогда EZ-E; (К-1)ЕГ, т. е. измеряемая разность потенциалов (или напряженностей) вторичного поля не зависит от характеристик процессов становления поля, обусловленных проводимостью среды, и всецело определяется поляризуемостью В конкретных условиях выполнения измерений коэффициент К может быть определен, в общем же случае величина его зависит от скорости спада поля ВП и необходимо использовать известное аналитическое выражение для расчета этого коэффициента. Коэффициент К можно не определять, а измеренный в соответствии с выра жением (3) параметр рассматривать так же, как и обычно измеряемый параметр кажущейся поляризуемости не как абсолютный, а как относительный параметр, характеризующий поляризуемость горных пород, измеренный при определенном режиме возбуждения поля. Если коэффициент К определен, можно раздельно определить также величину индукционного эффекта и поляризационного эффекта, что подтверждается анализом выражений (1) - (3). При использовании способа исключаются не только индукционные эффекты, но естественное поле и собственная поляризация приемных эле ктродов, а также погрешности, вызываемые ограниченной полосой пропускания приемного датчика поля и измерительного канала. Формула изобретения Способ геоэлектроразведки, в котором возбуждают электромагнитное поле импульсами тока и измеряют в промежутках между импульсами тока сигналы вторичного электромагнитного поля, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений путем разделения поляризационных и индукционнь1х эффектов, определяют разность абсолютных значений сигналов вторичного электромагнитного поля, измеряемых через один и тот же промежуток времени после включения импульсов тока разной длительности, по которой судят о величине поляризационных эффектов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Комаров В, А. и др. Вызванная поляризация горных пород и руд и использование ее в электроразведке. Труды ВИТР Новое в методике и технике геологоразведочных работ. Сб. I, Л., Гостоптехиздат 1958 2. Комаров В. А. Скважинная электоо разведка методом вызванной поляризации «Недра, 1964, с. 85-87 (прототип)