Способ геоэлектроразведки Советский патент 1981 года по МПК G01V3/08 

(54) СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

1

Изобретение относится к разведочной геофизике и может быт-ь использовано в геоэлектроразведке по методу естественного электрического поля (ЕП) .

Известен способ измерения ЕП (способ градиента потенциала),включающий съемку потенциала ЕП путем измерения разностей потенциалов, снимаемых с выходов датчиков потенциала, последовательно заземляемых в соседних точках измерения, например с перестановкой датчиков через точку измерения в пределах.замкнутого полигона и воз вращением их на исходные точки измерения, и определение потенциала ЕП по данным этих измерений путем вычисления Г .

Однако при детальном исследовании (детализации) указаннь1м способом происходит накопление ошибок- в определении потенциала ЕП, обусловленных систематической погрешностью и многократностью измерений разности потенциалов.

Указанные недостатки отсутствуют при исследовании способом потенциала, в котором один из датчиков заземляют в неподвижные точки, а второй датчик последовательно заземляют

в каждой точке измерения на профиле в пределах локальной аномалии, и измеряют потенциалы ЕП 12.

Однако в условиях интенсивных электрических полей данный способ дает значительные погрешности исследования ЕП.

Известен также способ геоэлектроразведки, в котором влияние элект10рических и геологических помех исключают путем применения дополнительной приемной линии,.располагаемой в нормальном поле, и вычитания из измеренного сигнала основной измерительной линии сигнала, измеренного дополни15тельной приемной линией Гз.

Благодаря компенсационному принципу действия и высокому входному

20 сопротивлению измерительного прибора, применяемого в устройстве для реализации способа, обеспечивается ненарушаемость измеряемого поля и независимость результата измерения

25 от сопротивления приемных линий и заземления электродов и, вследствие этого, высокая точность измерения электрического поля земли.

Цель и-зобретения - повышение точ30 ности измерения локальных аномалий ЕП В условиях интенсивных электрических помех. Указанная цель достигается тем, что в способе геоэлектроразведки, основанном на одновременном измерении параметров электрическогополя основной и вспомогательной измерител ными линиями, расположенными.на заданной баэе, последующим линейном преобразовании сигнала от вспомогательной измерительной линии и алгебраическом сложении этого сигнала с сигналом от основной измерительной линии, регистрации измеренной алгебраической суммы сигналов, по которо судят о параметрах геоэлектрического разреза, вспомогательную измерительную линию располагают на концах базы измерений и изменяют коэффициент линейного преобразования сигнала от вспомогательной измерительной линии пропорционально отношению длин основ ной и вспомогательнрй приемных линий ДЛЯ реализации способа используют устройство , включающее датчики элект рического потенциала, выполненные в виде двух неполяризую1дихся электродов, приемные линии измерительный прибор, автокомпенсатор с сопротивлением обратной связи, выполненный в виде делителя напряжения,.причем средний вывод делителя напряжения подключен ко входу измерительного прибора, а дополнительный электрод и один из электродов связаны со входом автокомпенсатора. ,На фиг. 1 представлена блок-схема устройства-, на фиг. 2 - принципиальная схема устройства; на фиг. 3 кривые электрического потенциала в пределах базы исследования. Устройство содержит неполяризую(циеся, электроды 1 т 3, вспомогательную линию измерительную с проводами 4 и 5, основну ю измерительную линию . 6, автокомпенсатор 7 и измерительный прибор 8. Измерительные линии (фиг. 2) снаб жены штепсельными соединителями 9. Часть провода этих линий может быть размещена на переносных катушках 10 и 11. Электронный автокомпенсатор 7 пр ставляет собой усилитель 12 постоянного тока с большим коэффициентом усиления, охваченный глубокой отриц тельной, обратной связью. Сопротивле ние обратной связи автокомпенсатора выполненр в виде делителя 13 напряжения . В качестве измерительного прибор в устройстве применяется обычный мил ливольтметр по :тоянного напряжения, например электроразведочный электро ный автокомпенсатор типа АЭ-72. Дел тель 13 напряжения включает один из сменных блоков 14, переключатель 15 и контактный разъем 16. Каждый из сменных блоков содержит m 2 - п од наковых последовательно соединенных сопротивлений R г(1 i . т), подключенных ксоответствующим (i - I) -- му и i-му контактам разъема 16. Переключатель включает контактную орожку 17, контакты 18 и ползунок 19, имеющий nfl положение (О - п), соответствующие порядковому номеру, контакта,-к которому он подключен. Средний вывод 20 делителя напряжения при помощи.соединительного привода 21 подключен ко входной клемме 22 измерительного прибора, к другой входной клемме 23 которого через приемную линию подключен подвижный электрод. Конечный вывод 24 делителя, представлякяций собой одну из входных клемм автокомпенсатора, при помощи приемной линии подключен к дополнительному неподвижному электроду. Ко второй входной клемме 25 автокомпенсатора при помощи приемной линии подключен другой неподвижный электрод. Способ осуществляют следующим образом. Выбирают расположение начальной О и конечной К точек и длину базы LOK так, чтобы база LOI захватывал а всю зону 1д локальной аномалии на отдельном профиле (выделенную по результатам поисковой съемкиЕП известными способами (или наиболее выраженную ее часть (экстремум), над аномалиеобразукадим подземным объектом 26 (фиг. 1 и 3).После того так, расположение базы Ljj на профиле выбрано, определяют количество k интервалов равных , L- на ней, исходя из необходимой плотности точек измерения в аномальной зоне, и подключают к делителю 13 напряжения соответствующий сменный блок 14. Для заземления электродов на земной поверхности 27 в пределах базы LOK череа равные интервалы k uL оборудуют ряд (k+1) измерительных лунок. Устройство в собранном виде располагают вблизи лунок. Заземляют базовые электроды 1и 3, образуквдие вспомогательную измерительную линию, в соответствующих лунках, а подвижный электрод 2 - в начальной 0-ой лунке. Устанавливают ползунок 19 переключа-: теля 15 в начальное 0-ое положение и при помощи измерительного прибора 8 измеряют разность потенциалов й начальной поляризации электродов 2 и. 1. Разматывая провод 5 с катушки 10, переносят подвижный электрод-2 и за-, земляют его в конечной k-ой лунке, и установив ползунок 19 в соответствующие k-eei положение, при помощи измерительного прибора 8 измеряют разность потенциалов л начальной поляризации электродов 2 и 3. Подматывая провод 5 на катушку 10, последовательно переносят подвижный электрод 2 на один интервал -к--) к. I Ljj.iin-,..., заземляя его каждой из лунок 28 от (k-l)-ft до 0 устанавливая при этом ползунок 19 соответственно в положения (k-1) при помощи измерительнрго прибора измеряют соответствующие разности генциалов. Принимают проводниками приемных ний 4 и 6 потенциалы )° и U с ходов электрода 1 и дополнительного электрода 3, заземленных в начальн 0-ой и конечной k-ой точках базы соответственно. Линейно интерполируют значения этих потенциалов U° в пределах базы loK.t т.е. осуществляют преобра зованиа п (им - Um)LaJ при О « i k«L путем передачи потенциалов U,,; и U на вход авт.окомпенсатора 7 и получе ния разности потенциалов и . Благодаря большому коэффициенту усил ния усилителя 12 на сопротивлении jjft Обратной связи автокомпенсатора 7 пад ние напряжения AUj U,- - U , где и„д и и о,- - соответственно потенциа лы конечного п и начального 0-го контактов 18 переключателя 15 делит ля 13 равно по величине и противопо ложного по знаку разности потенциалов (и - ), в результате чего потенциал г-го из контактов 18 пере ключателя 15 11 , ( Rj 1 „ II fc RJ-. 0 (US ,-) Rj поскольку a потенциал и„ конечного n контакта I. , потенциалу на выходе элект ро;ра 3, коэффициент делителя 13 d п Rj/§2R,j соответствует относите ной KOOpj HaTe точки i (О i k ° Т LO . На среднем .выводе 20 делителя 13 соответствукиций точке .измерения потенциал линейной интерполяции .1 ..о (ug,- - ugjLoi Потенциал i-ro из контактов 18 переключателя 15 .А п. ( - Uo )ir . , . Uui - гт- - и,,. 1 х: ползунка 19 передают потенциал ь через контактную дорожку- 17 на средний вывод 20 делитедя 13. После этого регистрируют при помощи измерительного прибора 8 разность потенциалов ди, U,- - Uj , где - потенцисш принятый с выхода электрода 2, заземленного в i-ой точке измерения,-и переданный на входную клемму 2 3 измерительного прибора 8 проводником приемной лини 5, и Uj. - полученный соответствующий -ой точке измерения потенциал линейной интерполяции, принятый со среднего вывода 20 делителя 13 и переданный на -другую клемму 22 измерительного прибора 8 проводником соединительного привода 21. После измерения разности потенциалов Ди о sae конечной поляризации электродов 2 и 1, разматывая провод 5 с катушки 10, переносят подвижный электрод 2 и заземпяигг в конечной k-ой лунке и, установив ползунок 19 в k-oe положение, при помощи измерительного прибора 8 измеряют разность потенциалов ле конечной поля ризации электродов 2 и 3. При последнем переносе электрода 2 можно проводить повторные измерения разностей потенциалов при заземлении электрода 2 в некоторых лунках базы Lg для контроля за изменениями собственной поляризации электродов 1-3. Для измеренного в-каждой 1-ой точке измерения базы 1 значения разности потенциалов ди вычисляют поправку на поляризацию электродов обычным образом. Потенциал и локальной аномалии ЕП определяют по формуле U поисковых работах (особенно, при исследованиях в скважинах или в акватории) измерения разностей потенциалов ьи° производят после очередного перемещения всех трех электродов 1 - 3 на один интервал L. по профилю так, чтобы расстояние между электродами 1-3 оставалось неизменным. Интерполированием в пределах базы измерения L автоматически исключаются потенциалы электрических помех и . Рассмотрим кривые потенциаша (фиг. 3). При измерении в i-ой точке базы LOIJ на вход измерительного приCfopa а поступает разность потенциалов , близкая по величине значению потенциала U,- локальной аномалии и ЕП в i-ой точке базы Lg , т.е. превьЕиению уровня и° потенциала ЕП , относительно уровня U линейного фона 0 локальной аномалии и ЕП : ли,- и - Uj u4 . На входе измерительного прибора происходит вычитание потенциала И i-ой точки базы Lg (равного, в силу суперпозиции полей электрического потенциала, сумме потенциала линейногр (регионального) .ЕП, потенциала локального (аномального) ЕП U , вызванного наличием вблизи i-ой точки, измерения аномалиеобразующего подземного объекта 26, и потенциала электрических помех и соответствующего i-ой точке измерения потенциала и, полученного путем линейной интерполяции в пределах базы Lp- потенциалов и , начальной О и конечной К точек этой базы L,, (равной сумме слагае ах потенциалов линейной интерполяции: потенциала U/ линейн ого лона и локальной аномалии U и потенциала и, развиваемого источником помех на среднем выводе 2.0 де лителя 13, т.е. и -t иП) |S - и - (Соткуда после тождественных преобразований получаем ut . . f - I i rti, пд поскольку разность значений U, - Для качественного сравнения предл гаемого способа с известным, на фиг. показана также разность потенциалов ли-, измененная по известному способу потенциала в i-ой точке относи тельно условно-нулевого потенциала 0-ой измеряемая известным способом величина потенциала может отличатьс от значения потенциала ЕП в данной |-ой точке даже по знаку, тогда как при измерении в этих условиях предлагаемым способом получается значейие М). разности потенциалов, весь ма близкое действительному значению М« ,.«- -1«.iv.-е. и Jb потенциала локальной аномалии формула изобретения способ геоэлектроразведки, основанный на одновременном измерении

Сриг. 1 араметров электрического поля основой и вспомогательной измерительными иниями, расположенными на данной азе,последующем линейном преобразоании сигнала от вспомогательной изерительной линии и алгебраическим сложением этого сигнала с сигналом от основной измерительной линии,регистрации алгебраической суммы сигналов, по которой судят о параметрах геоэлектрического разреза, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, вспомогательную измерительную линию располагают на концах базы измерений и изменяют коэффициент линейного преобразования сигнала от вспомогательной измерительной линии пропорционально отношению длин основной и вспомогательной приемных линий. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 Семенов А.С. Электроразведка методом естественного электрического поля. Л., Недра, 1974, с. 178. 2. Там же, с. 179. -3. Сушкевич В.В. Изучение нелинеи ной вызванной поляризации электронепроводящих руд при совместном использовании переменного и 1остоянного электромагнитного поля. Автореф. на соиск. учен.степени канд. техн.наук. М., 1978, с. 8-9, 12, 16 (прототип).