Способ геоэлектроразведки

 

Использование: в геоэлектроразведке для решения задач рудной и нефтяной геофизики. Сущность изобретения: среду возбуждают серией импульсов меняющейся полярности и амплитуды. Последние формируют по экспоненциально затухающему гармоническому закону. В опорном пункте фиксируют времена экстремумов возбуждающего поля. Измерение в полевых пунктах осуществляют на этих фиксированных временах. 1 ил.

Изобретение относится к геофизике, в частности к способам проведения электроразведочных работ по методу электромагнитных зондирований для решения задач рудной и нефтяной геофизики.

Известен способ геоэлектрической разведки рудных месторождений [1] при котором среду возбуждают разнополярными импульсами первичного магнитного поля и измеряют в паузе между импульсами переходный процесс, при этом длительность отрицательного импульса ограничивают моментом компенсации суммарных магнитных потоков от вмещающего объекта.

Однако этот способ не может обеспечить необходимую для изучения геологического разреза решающую способность по выделению в исследуемой среде искомых объектов небольших размеров или объектов, удельное сопротивление которых незначительно отличается от удельного сопротивления пород среды, вмещающих эти объекты. Обусловлено это тем, что на практике форма импульса получается не прямоугольной. Это затрудняет интерпретацию измеренных данных особенно в ранней стадии становления, где надо достаточно хорошо знать форму возбуждающего импульса.

Наиболее близким к изобретению является способ геоэлектроразведки [2] при котором при возбуждении электромагнитного поля и синхронной регистрации его в полевых и опорном пунктах предварительно возбуждают электромагнитное поле серией прямоугольных импульсов и регистрируют его только на опорном пункте, получают высокоточный накопленный сигнал. Затем возбуждают электромагнитное поле единичным импульсом и проводят синхронные измерения в опорном пункте и полевых пунктах. Далее осуществляют фильтрацию предварительно полученного на опорном пункте сигнала, сравнивают полученный сигнал с результатами измерения на опорном пункте, выделяют помеху на опорном пункте, величину которой учитывают при обработке синхронных измерений в полевых пунктах.

Однако этот способ предполагает синхронную регистрацию электромагнитного поля в базисном пункте при каждом зондировании в полевом пункте, что ведет к удорожанию исследований. Кроме того, процесс фильтрации помехи в полевом пункте наблюдения носит вычислительный характер и при высоком уровне помех информация о полезном сигнале может быть существенно искажена, либо потеряна ввиду ограниченной точности измерения суммарного сигнала. Кроме того, этот способ не ориентирован на аппаратное исключение влияния вмещающей среды, сигнал от которой может быть значительным. Указанные недостатки способа не позволяют обеспечить необходимую разрешающую способность и помехозащищенность при исследованиях слабоконтрастных по удельному сопротивлению искомых объектов и пород среды, вмещающих эти объекты.

Задачей изобретения является разработка способа геоэлектроразведки становлением поля, позволяющего повысить разрешающую способность при исследованиях среды и имеющего высокую помехозащищенность в условиях большого уровня электромагнитных помех, в частности промышленных.

Для этого в способе геоэлектроразведки, включающем предварительное возбуждение электромагнитного поля в опорном пункте, а затем в полевых пунктах включением, выключением и подачей серии импульсов, измерения сигнала Е, интерпретацию результатов измерений, согласно изобретению возбуждение электромагнитного поля проводят серией импульсов с изменяющейся полярностью и амплитудой, убывающей по экспоненциально затухающему гармоническому закону с постоянным коэффициентом затухания, измерение сигнала Е проводят в процессе выключения возбуждающего тока, при этом в опорном пункте фиксируют времена экстремумов возбуждающего поля, а измерения на полевых пунктах осуществляют на этих фиксированных временах, по измеренным значениям сигнала Е выделяют аномальные зоны по повышенным или пониженным значениям сигналов относительно значений, полученных в опорном пункте.

На чертеже представлены импульсы тока (а), используемые для возбуждения электромагнитного поля и сигналы переходного процесса (б), устанавливающегося электромагнитного поля.

Способ осуществляется следующим образом.

В пределах исследуемой площади выбирают опорный пункт и осуществляют предварительное зондирование с заданными параметрами возбуждающего импульса (а) I I_oe sint+cost где I_o начальный ток; коэффициент затухания; частота колебательного процесса.

Величину начального тока I_o выбирают в зависимости от решаемой задачи. Коэффициент затухания и частоту колебательного процесса выбирают из соображения заданной глубины исследования.

При зондировании на опорном пункте возбуждают электромагнитное поле изменяющимся во времени током I, фиксируют времена экстремумов токовой функции t₁, t₂, t₃. t_n и составляют шкалу времен измерения. На этих временах в измерительной рамке системы сигнал, представленный на чертеже (б), равен производной от возбуждающего тока. Это означает, что сумма воздействий первичного источника и реакции среды в этих временных точках t₁, t₂,t_n равны нулю, т. е. если в качестве исследуемой среды выбрано нормальное поле, то в серии точек, привязанных к экстремумам токовой функции, это нормальное поле будет скомпенсировано.

Таким образом на опорном пункте формируется шкала времен, которая для выбранной токовой функции исключает сигналы, обусловленные действием источника и переходного процесса от вмещающей среды.

Затем возбуждают электромагнитное поле на остальных точках исследуемой площади тем же токовым импульсом I и измеряют на временах, соответствующих сформированной при предварительном возбуждении шкале времен, значения вторичного поля.

По измеренным значениям выявляют аномальные зоны с повышенным либо пониженным значением сигнала Е₁, Е₂, Е₃, Е_n, по которым судят о строении исследуемой среды.

Предлагаемый способ геоэлектроразведки позволяет повысить эффективность электроразведочных работ вблизи действующих горнодобывающих предприятий, в пределах горных отводов, характеризующихся высоким уровнем электромагнитных помех, а также при проведении нефтепоисковых работ вблизи промышленных нефтегазодобывающих установок.

Способ геоэлектроразведки может быть использован в геологии для поиска полезных ископаемых (рудных тел, нефти, газа) при измерениях, проводимых на земле, в воздухе, на море, а также при скважинных исследованиях.

Формула изобретения

СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ, включающий предварительное возбуждение электромагнитного поля в опорном пункте, а затем в полевых пунктах включением, выключением и подачей серии импульсов, измерение вторичного сигнала Е, интерпретацию результатов измерений, отличающийся тем, что возбуждение электромагнитного поля проводят серией импульсов с изменяющейся полярностью и амплитудой, убывающей по экспоненциально затухающему гармоническому закону с постоянным коэффициентом затухания, измерение вторичного сигнала Е проводят во время выключения возбуждающего тока, при этом в опорном пункте фиксируют времена экстремумов возбуждающего поля, а измерение на полевых пунктах осуществляют на этих фиксированных временах, по измеренным значениям вторичного сигнала Е выделяют аномальные зоны по повышенным или пониженным значениям сигналов относительно значений, полученных в опорном пункте.

РИСУНКИ

Рисунок 1