Способ геоэлектроразведки

 

Изобретение относится к скважинной электроразведке с использованием нестационарных электромагнитных полей и может быть использовано при опоисковании межскважинного и подзабойного 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)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

54153 А2 (19) (11) (5D4G 01 V 3 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н А BTQPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1226385 (21) 3940917/24-25 (22) 26.07.85 (46) 23. 11. 87. Бюл. У 43 (71) Научно-производственное объединение Рудгеофизика (72) А.Д.Ефимов и А.Н.Шувал-Сергеев (53) 550. 837 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1226385, кл. G 01 V 3/08, 1984. (54) СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ (57) Изобретение относится к скважинной электроразведке с использованием нестационарных электромагнитных полей и может быть использовано при опоисковании межскважинного и подзабойного пространства с целью выявления проводящих объектов. Способ заключается в возбуждении в земле переменного электромагнитного поля путем пропускания тока поочередно через заземленную линию и незаэемленную 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 выполиять заземления в скважинах на предполагаемой глубине объектов не менее, чем в двух точках. После измерений производят алгебраическое суммирование сигналов Е электрического или магнитного поля и по экстремальным значениям суммы уточняют пространственное положение и ориентировку объектов. 1 ил., 2 табл.

1354153

Изобретение относится к скважинной электроразведке с использованием нестационарных электромагнитных полей, может быть использовано при опо5 исковании межскважинного и подзабойного пространства с целью выявления проводящих объектов и является усовершенствованием способа по основному авт. св. Р 1226385.

Цель изобретения — повышение информативности исследований за счет уточнения пространственного положения и ориентировки геологических объ- ектов. 15

Иа чертеже показана схема расположения заземлений по предлагаемому способу.

По меньшей мере в трех скважинах, устья которых не расположены на одной 20 прямой, заземляют отрезки кабеля так, чтобы концы 1 — 3 каждого иэ них были заземлены в рудных скважинах, вертикальные отрезки кабеля 4-6 и соответствующие заземления были общими для смежных отрезков кабеля, а наземные части отрезков кабеля 7 - 9, содержащие выключатели 10-12, были расположены по замкнутому контуру. В процессе реализации способа в каждой из З0 образовавшихся заземленных питакнцих

П-образных установок, размещенных по сторонам контура, поочередно с помощью выключателей 10-12 пропускают ток импульсной формы от генераторов 13 и в каждом случае производят измерения ЭДС неустановившегося электромагнитного поля в заданной точке пространства. При этом направление тока в контурах выбирают одинаковым 40 (например, по часовой стрелке), соответственно, сигнал U„ будет измерен при пропускании тока в контуре abed, Ug - в контуре feba, U в контуре

dcef.3àòåì с помощью переключателей 4б

10 - 12 включают: генератор 13, в незаземленный контур, вес образованный горизонтальными отрезками 7 — 9 кабеля,.пропускают ток того же направления (по часовой стрелке) и производят измерения ЭДС Ц неустановившегося электромагнитного поля в той же точке.

Полученные результаты измерений

ЭДС алгебраически суммируют. При этом 5б вклады, вносимые в результирующий сигнал эа счет полей токов, протекающих и 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:

Ь =Uno +Uoc +Ucd +Uccct, (1)

Пе =U< +Беб +UOc +Ups „ (2)

U> =Ц е +Uce +Uey +Цу; (3)

Ц =Це +Uec +Ups ° (4)

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

4 - й< "" -" " " . (5)

Результат соответствует вкладу в измеряемую ЭДС токов растекания, те- кущих между заземлениями 1-2, 2-3, 3-1, т.е. образующими погруженный замкнутый контур afd., который в первом приближении можно заменить фиктивным погруженным проводником с током. Дпя такого контура по сравнению

1 с одиночной П-образной установкой минимум в три раза возрастает возбуждающее поле на уровне заземлений и в подзабойном пространстве, уменьшается влияние поверхностных неоднородностей, 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 являющаяся: генераторной и проходящая через устья скважин с заземлениями (контур Ьес). Наиболее эффективно применение предложенной методики при поисках пластообразных хорошо проводящих объектов при последовательном использовании установок: сначала с измерением с помощью пет1354153 ли, затем для проведения детализационных работ с помощью индукционной рамки.

Последовательность операций пред5 лагаемой методики следующая:

1. На поверхности земли раскладывают измерительную петлю, не выходящую за пределы незаземленного контура

Ьес или объединенную с ним.

2. Погружают скважинные питающие заземления на некоторую глубину в скважины, а глубина погружения заземлений определяется ожидаемой ориентировкой проводящего объекта и делается такой, чтобы плоскость "Аиктивного контура" adf по воэможности, была параллельна ожидаемой плоскости проводящего пласта.

3. Проводят измерения величин Ug, 20

U2Ô Бз, U4 и т д °

4. Погружают (поднимают) скважинные питающие заземления так, чтобы плоскость "Аиктивного контура переместилась параллельно самой себе, 25 повторяют измерения по п. 3, затем опять перемещают заземления и т.д. в пределах опоисковываемого интервала.

5. Максимальный из серии получен- З0 ных отсчетов будет свидетельствовать о том, что искомый объект находится с наибольшей вероятностью в плоскости соответствующего данному отсчету фиктивного контура. 35

6. Уточняют пространственное положение проводящего объекта путем изменения ориентировки плоскости "фиктивного" контура (меняя глубину погружения заземлений) в районе глубин, на 40 которых получен максимальныи отсчет, увеличение измеряемого сигнала будет говорить о большей степени совпадения плоскости объекта и плоскости "фиктивного контура, уменьшение — наобо- 45 рот, а незначительное изменение сиг нала соответствует изометричной Аорме объекта.

7. Получив в процессе уточнения максимальный измеряемый сигнал, можно 50 утверждать, что искомый объект находится в плоскости Аиктивного" погруженного контура, или плоскость объекта (если объект пластообразный) параллельна плоскости "фиктивного" кон- 55 тура.

8. Контуры проводящего объекта в плане уточняются наземной съемкой с индукционной рамкой по профилям, разбитым 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 пологопадающие пластообраэные и линэообразные залежи. При углах падения о 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 превышали 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, питающие заземления размещались в трех вертикальных скважинах, расположенных на вершинах равностороннего треугольника со стороной 40 см, не пересекающих модель. Шаг перемещения электродов по скважинам 5 см. Угол падения плоскости "фиктивного" контуо ра первоначально составлял 20 . Наземный незаземленный контур размещался по линиям, соединяющим устья скважин. Измерения вертикальной компоненты неустановившегося поля проводились с помощью индукционной рамки, помещенной в центре наземного контура с аппаратурой 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 находит tt ся в плоскости соответствующего фиктив но го " контура . Для ус т очнения угла падения объекта изменялся угол наклона пло с кос ти "фиктивного " ко нтура с сохранением глубины его цент135415

Таблиц а 1

Глубина верх ней части "фиктивного" контура, см

25

10

15

Е,(,)/Х мкв

51

115

103

Таблица2

Глубина верх ней части

"фиктивного" контура, см

22, 5 .,25

12,5

27,5

17 5

101

119

128

55 ра, 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, максимальный отсчет Г28 мкВ/А . получен при уги 1! ле падения плоскости фиктивного контура 27

Результатом интерпретации является следующее заключение: центр проводящего объекта находится на глубине

22-30 см, угол падения 27, что прак- 1g

0I тически совпадает с истинными значениями (центр объекта на глубине

25 см, угол падения 30 ).

3- б

Формула изобретения

Способ геоэлектроразведки поавт. св. 9 1226385, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения информативности исследований . за счет уточнения пространственного положения и ориентировки геологических объектов, дополнительно производят заземление вершин многоугольного контура незаэемленной 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.

1354153

Составитель Е.Поляков

Редактор Е.Папп Техред И.Верес Корректор Г.Решетник

Заказ 6406 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4