Вертикальные электрические зондирования

Анализ нормальных полей точечных источников показывает, что в нормальном поле таких источников относительная плотность тока на некоторой фиксированной глубине возрастает с увеличением расстояния между источником и точкой наблюдения. Соответственно должно увеличиваться влияние на характер поля тех геологических объектов, которые находятся на данной глубине. Иными словами, глубинность исследований должна возрастать с увеличением расстояния между источником поля и точкой наблюдения. Очевидно, что по мере удаления от питающих заземлений относительная роль зарядов, индуцированных за счет неоднородности среды и соответственно глубинность исследования должны возрастать.

Эта зависимость глубинности исследований от расстояния между источником поля и точкой его измерения используется в группе модификаций метода сопротивлений, объединяемых под общим названием вертикальные электрические зондирования (ВЭЗ).

Сущность электрических зондирований заключается в исследовании зависимости между кажущимся сопротивлением и расстоянием от точки наблюдения поля до источника. Для выполнения электрических зондирований можно применять любую из установок, описанных выше, однако технически наиболее просто выполнять зондирование симметричной установкой AMNB и различными модификациями дипольных установок (см. рис. 4.8).

Если расстояние rmn между измерительными заземлениями настолько мало, что отношение U/rMN практически равно напряженности поля Е между измерительными заземлениями, установку для измерения ρ_к называют предельной.

Четырехточечная установка AMNB в самом общем виде была рассмотрена выше. Обычно в этих установках измерительные заземления размещают в пределах средней трети отрезка АВ. В этой области нормальное поле близко к однородному, т.е. отношение U/rMN практически совпадает с напряженностью поля и установка оказывается предельной.

Частным случаем прямолинейной четырехточечной установки является симметричная четырехточечная установка, или установка Шлюмберже. В этой установке приемные заземления размещают симметрично центру отрезка АВ, причем MN ≤ AB/3, при этом коэффициент установки определяется по простой формуле:

MN

где АМ, AN и MN - расстояния между соответствующими электродами.

Частной разновидностью установки Шлюмберже является установка Веннера, в которой AM = MN = NB = а. Для этой установки K = 2πa.

При зондировании симметричной установкой AMNB изучают зависимость кажущегося сопротивления от расстояния между питающими заземлениями, а при зондировании дипольными установками - зависимость кажущегося сопротивления от расстояния между центрами питающего и измерительного диполей. Методика полевых работ и применяемая аппаратура при зондировании любой установкой существенно зависят от требуемой глубины исследования и, следовательно, от максимального расстояния между питающими и приемными заземлениями.

 

 

Pi_____ Р2

'9 Рк

Р2_____ Pi

'9 Рк

Р1

Р2

Ig АВ/2

б

Ig АВ/2

В

Рис. 4.15. Методика работ при вертикальных электрических зондированиях (а) и вид кривых зондирования для двухслойного разреза при высокоомной (ρ2 >ρ1) подстилающей толще (б) и низкоомной (ρ2 <рь в). Обозначения: К—катушки с проводом, ГНЧ— генератор

низкой частоты, И— измерительный прибор.

На рис. 4.15, а пояснена методика измерений при выполнении ВЭЗ. При одном центре установки выполняется серия измерений тока в питающей цепи J и разности потенциалов ΔU в приемной линии для последовательно увеличивающихся разносов АВ и вычисляется

значение ρ_к для каждого разноса. В процессе измерений на билогарифмическом бланке (с модулем 6,25 см) строится график зависимости кажущегося удельного электрического сопротивления от полуразноса питающих электродов АВ/2. Общий вид графиков для двухслойного разреза показан на рис 4.15 б, в.

При увеличении разносов АВ (и постоянной длине линии MN) сигнал ΔU в приемной цепи уменьшается и при большом АВ по сравнению с MN становится слишком слабым.

Поэтому после измерения на нескольких разносах АВ увеличивают и MN, повторяя измерения с одинаковым разносом АВ и двумя разными разносами MN. На реальных графиках получаются перекрытия линий графиков, сделанных для разных размеров линий MN (рис. 4.16).

w 5

/fc, G м- м

 

						/				220
									-JjLJ