Понятие электроразведки. Причины многообразия методов эл.разведки

Понятие электроразведки. Причины многообразия методов эл.разведки

Электроразведка – это совокупность методов исследования земной коры, основанная на изучении естественных так и искусственных на Земле магнитных полей.

Причина многообразия методов электроразведки:

1)изучаются несколько полей (искуств. и естеств; постоянные и переменные; неустановившиеся и установившиеся)
2)могут изм. различные хар-ки поля (потенциал, напряженность, фаза, временные хар-ки неустанов. процессов, поляризуемость)

3)широкий диапазон используемых частот от 0 до МГц

4)Различные условия проведения: наземное, аэро, скважинные, шахтные методы и разведка на акваториях;

5)могут опр-ся различные эл.маг. свойства земли (сопротивление ρ [Ом*м] 1/ρ=σ [См/м], ε_а=ε_от*ε_о;

Ε_о=(10^-9/36*π) Ф/м; μ_а=μ_от*μ_о; μ=4*π*10^-7 Гн/м; η %; χ мВ

 

2.Принципы классиф. методов эл.разведки. Решаемые геолог. и инженерно-геолог. задачи. Электроразведка применяется при решении следующих задач 1)при поиске и разведке п/и как рудной так и не рудной; 2)региональные исследования территорий с целью тектонического районирования; 3) геологическое картирование; 4) гидрогеологическое исследование; 5)определение глубины залегания коренных пород; 6) определение состояния коренных пород; 7)выявление карста; 8)определения уровня подземных вод; 9)изучение оползней; 10) при мелиоризации (литологическая хар-ка исследования регионального водоупора, уровня грунтовых вод, их минерализация, опр-ие пористости, влажности, засоленности пород в зоне аэрации, опр-ие фильтрационных св-в)

3,Электрич модель ГП ГП сост из твер массы,поры и трещ которой м/б заполнены водой,нефтью,газом или друг. ГП

Кол-ное соотнош между ними зависит от t°,давления,услов.образ.

Модель ГП -двухфазная среда-проводник и электролит.Наблюд. различные носители зарядов.В тверд. фазе- ē, перенос вещества не наблюдается.В жидкой фазе-ионы (перетекание вещества)

Вследствие различных источников возникает диффузия и ЭДС

На границе фаз образуется двойной элект.слой. Диффузионный слой –несвязанная часть зарядов.Электропроводность зависит от частоты или скорости изменения первичного электрмагнит поля

сопротивление емкости ; сопротивление индуктивное w-частота l-индуктивность

При высоких частотах диффузия и поляризуемость практически не проявляется.Поэтому проводимость среды определяется её емкостными и индуктивными свойствами и удельным электрическим сопротивлением

Проводимость среды носит комплексный характер,что объясняет её инертностью процессов.

 

4,Электромагнитные свойства ГП, удельное сопротивление(ρ)(измеряется в Ом*метр.;электропроводность 1/Ом*мерт; сопротивление меньше у рудных металлов(Fe,Au,Pt) и очень высокая у слюд,кварца,Пш (назыв. изоляторы)); электрохимическая активность( α)(интенсивность естественных электрических полей.Делится на диффузионно-адсорбционную -возможность ГП создавать разность потенциалов из-за дифф. ионов,нах в подземн водах,и адсорбции некотр. из них на поверх. тверд. частиц. ; где да-диффуз-адсорб коэффициент; д- диффуз. Коэфф; фильтрационная- возмож ГП создав. естест разность потенциалов при фильтрац. подзем. вод через поры. где U- фильтрацион потенциал;P-давление при фильтрации; окислит-восстаовит.- характерист. электропров минер созд на контакте с ионнопроводящ средой разность потенциалов ;где ов-окислит-востан коэфф; да-диффуз-адсорбцион коэфф), п оляризуемость (η) (способность среды поляризоваться ), диэлектрическая (ε)( способность поляри в электрмагнит поле ) и магнитная (μ) () проницаемости.

Эти свойства определяются в образцах, в скважинах, в выработках,на обнажениях и при проведении электроразведочных работ.

Свойства нужно знать для интерпретации данных электроразведки,и для установления связи между ними и мин. составом,литологией,структ,текст, обводненость,коллекторские свойства.

 

Основные модели источников

Для гальванического возбуждения основной моделью является заземленная линия АВ, при рассмотрении которой можно выделить три частных случая (рис. 3.9): 1. при приближении к одному из питающих электродов полем второго электрода можно пренебречь, при этом для расчетов можно использовать модель точечного источника тока; 2. расстояние до обоих источников сопоставимы и существенно не превышают расстояние между питающими электродами. Поле такого источника следует рассматривать как суперпозицию полей двух источников разного знака, расположенных соответственно в точках А и В; 3. расстояния до обоих источников сопоставимы и существенно превышают расстояния между питающими электродами А и В. Такой источник называется горизонтальным электрическим диполем (ГЭД). Момент электрического диполя рассчитывается по формуле Рэ = I ⋅ AB, где I – ток в питающей линии, АВ – длина линии. В главе 2 приводятся выражения для потенциала и электрического поля, рассмотренных выше основных моделей гальванического возбуждения в случае однородного полупространства. Для емкостного возбуждения существует две модели источников – емкостного электрода и незаземленного провода, лежащего на земле. Поле емкостного электрода совпадает с полем точечного источника при гальваническом

возбуждении, если точка измерения находится на существенно большем расстоянии по сравнению с размерами емкостного электрода. Для незаземленного провода, лежащего на земле, при равномерном стекании тока на расстояниях, существенно меньших длины провода, можно использовать модель линейного электрода (рис.3.10), для которого потенциал и электрическое поле рассчитывается по формулам:

где JL - величина тока, стекающего с единицы длины провода, r – радиальное расстояние от оси провода до точки измерения. На расстояниях, больших длины линии L, линейный_ источник тока можно рассматривать как точечный. Датчики поля. датчикиэлектрического поля и датчики магнитного поля. Датчики электрического поля. Эл. поле регистрируется заземленным диполем или антенной.Заземленный диполь представляет собой пару металлических или специальныхнеполяризующихся электродов, обозначаемых M и N и находящихся на расстоянии MN друг от друга (рис.3.11). Разность потенциалов между точками из-мерения связана с напряженностью поля следующими соотношениямиф ΔU_MN = − ∫E ⋅dr. На двух электродах M и N, выполненных изодного металла, возникает разница потенциалов ΔUэл, связанная с разницей вусловиях заземления. У стальных электродов собственные потенциалы состав

ляют -500÷-700 мВ, а у латунных - -100÷-200 мВ. металлические электроды можно применять в двух случаях: 1. когда имеется высокий уровень полезного сигнала, 2. когда измерения проводятся на конкретной частоте свыше 3 Гц,

рис.3.11

8.Способы измерения разности потенциалов. Для измерения постоянной разности потенциалов и постоянного электрического тока используют четыре способа: 1) компенсацион­ный; 2) авто компенсационный; 3) осциллографический; 4) компа- рационный.

Компенсационный способ. Основан на сравнении измеряемой и известной разностей потенциалов. Принципиальная схема изме­рений изображена на рис. 35. В этой схеме гальванический эле­мент Е нагружен на делитель напряжения R. В общем случае между электродом М и точкой т делителя напряжения R сущест­вует некоторая разность потенциалов, фиксируемая гальваномет­ром Г. Однако, передвигая ползунок п делителя, можно добиться такого положения, при котором компенсирующая разность потен­циалов AU MN = IkRmn будет равна измеряемой разности по­тенциалов между электродами М и N: AUmn = AUMN (при под­ходящей полярности подключения измерительных электродов). В этом случае гальванометр Г отметит отсутствие тока и, следова­тельно, равенство потенциалов между точками М и т. Таким об­разом, фиксируя (по показанию гальванометра) то положение пол­зунка делителя Rm.u при котором измеряемая разность потенциа­лов оказывается равной известному падению напряжения на де­лителе, мы и определяем AUMN:

AUMN = AUmn = IKRmn. (13.1)

Зная электродвижущую силу элемента Е и все сопротивление делителя, по которому течет компенсационный ток, можно вычислить величину этого тока:

IK = EIR = const. (13.2)

Подставив выражение (13.2) в (13.1), окончательно найдем

A UMN = (E/R)R тп■ (13.3>

Таким образом, определение AUMN сводится к снятию отсчета, со шкалы делителя Rmn в момент компенсации. Компенсационный способ реализован в одном из первых электроразведочных прибо­ров — потенциометре ЭП-1.

Автокомпенсационный способ. Этот способ отличается от ком­пенсационного тем, что компенсирующую разность потенциалов, подбирают автоматически без участия оператора. Способ реализо­ван в серийно выпускаемых автокомпенсаторах типа ЭСК (электро­разведочный стрелочный компенсатор).

Автокомпенсационная схема содержит усилитель по­стоянного тока У с глубокой отрицательной обратной связью. Hai вход усилителя подается разность между измеряемым напряже­нием AUMN и компенсирующим напряжением AUmn, падающим' на сопротивлении Rmn, которое включено и в первичную, и вто­ричную цепи этого усилителя:

AU1==AUMN-AUmn. Если коэффициент усиления усилителя обозначить через Ку, на; выходе получаем напряжение

AU^KyAUl = Ky(AUMN-AUmn).

Осциллографический способ. Характеризуется тем, что в ка­честве измерительного прибора используют гальванометр, подклю­чаемый к электродам М и N. Принцип действия зеркального гальванометра основан на свойстве проводника (рамки) с током поворачиваться в поле постоянного магнита. При этом угол пово­рота пропорционален току, протекающему в рамке, т. е. приклады­ваемой к рамке измеряемой разности потенциалов AUMN. Этот угол поворота измеряют с помощью зеркальца, помещенного на нити подвеса рамки. Луч света, направленный от осветителя на зеркальце, отражается на движущуюся фотобумагу. При этом откло­нение блика луча на фотобумаге от нулевой линии записи (когда ток в рамке отсутствует) пропорционально углу поворота зеркальца и, следовательно, величине AUMN.

Осциллографический способ регистрации применяется в элек­троразведочных станциях.

Компарационный способ. Этот способ измерения разности по­тенциалов заключается в сравнении ее с известным напряжением, вырабатываемым источником градуировочного напряжения. Ком­парационный способ применяется, в частности, при осциллографи- ческой регистрации сигналов. Принцип измерения сводится к сле­дующему. Подключив к схеме разность потенциалов AUMN, опре­деляют величину отклонения рабочего импульса на осциллограмме

в миллиметрах (lMN). Далее, к этой же схеме подается сигнал Л£/гр известной величины (градуировочный), отклоняющий блик гальва­нометра на /гр миллиметров. Величина AUMN находится из про­порции

Более сложные компарационные схемы применяются в приборах, работающих на переменном токе. В этом случае градуировочное напряжение вырабатывается специальным опорным генератором..

 

10)Способы измерения разности потенциала. Термин "Установка" в методе сопротивлений используется для обозначения взаимного расположения питающих (АВ) и приемных (MN) электродов. Выбор установки является важнейшим элементом методики электроразведки методом сопротивлений и зависит от геологических задач, технологических условий, используемой аппаратуры, глубинности исследований, уровня помех.

По числу движущихся или "рабочих" электродов различают установки двухэлектродные (AM), трехэлектродные (AMN, MAN), четырехэлектродные (AMNB, ABMN и др.) и многоэлектродные

1) симметричная четырехэлектродная градиентная установка Шлюмберже (MN<<AB), 2) установка Веннера (MN-AB/3), 3) дипольная осевая (r=ОО',AB,MN < r), 4) комбинированная (AMN+MNB), т.е. объединяющая две трехэлектродных, 5) двухэлектродная потенциал-установка AM, 6) установка MAN (MA=AN). 7) установка В.Х.Фролова 8) установка "метода двух составляющих" (МДС) А.Н.Боголюбова, 9) дипольная экваториальная установка, 10) установка "триполь", 11) двухкомпонентная (X.Y) установка. При ЭП по разному ведут себя дипольная осевая и симметричная градиентная установка Шлюмбер­же (рис. 1.3.3). Токовые линии в установке СЭП в пространстве под MN идут горизонтально, а в установке ДОП почти вертикально. Поэтому вертикальный пласт высокого сопротивления сильнее проявится в установке СЭП, а проводящий пласт - в ДОП (за счет концентрации токовых линий). Тонкий горизонтально лежащий проводящий пласт сильнее отразится в установке СЭП, а плохопороводящий - в ДОП.

Установка ДОП нашла широкое применение для ЭП, а ДЭП - для зондирования и круговых исследований анизотропных сред. Дипольные установки используются при глубинных электрических зондированиях, т.к. требуют меньшей длины проводов, меньше подвержены индукционным влияниям, но нуждаются в мощных источниках тока.

Установка срединного градиента обеспечивает максимальную производительность, возможность работы с несколькими измерителями одновременно, но требует более мощных источников тока.

Выбор установок определяется характером решаемых задач, а более узко - моделью среды. Бесчисленное разнообразие моделей способствует появлению новых установок. Заранее точная модель среды обычно не известна, поэтому выбор установки должен опираться на обобщенную (базовую) модель среды и соображения технологического характера.

 

11.Поле точечного источника в однородней среде. Сопротивление заземления электрода

Точечный источник в однородной среде

Пусть в однородной среде расположен точечный источник поля (рис 9, а). Магнитное поле, создаваемое током, стекающим в окру­жающую среде (отвлекаясь от поля, создаваемого током в подводя­щем проводе), определяется известным интегральным соотно­шением (теорема Остроградского)

|(HdS)=о

Здесь интеграл берется по замкнутой поверхности, ограничивающей область V. Если в качестве такой области выбрать сферу, центр которой совпадает с точечным электродом, то в силу централь­ной симметрии вектор H во всех точках выбранной поверхности должен быть одинаковым. Отсюда

НS = 0, т. е. Н = 0.

Таким образом, источником магнитного поля может служить только ток в подводящем проводе.

Профилирование установкой с фиксированными питающими электродами (СГ).

Применяют для уменьшения влияния неоднородностей поверхностей части разреза на результаты профилирования. Электроды А и В оставляют непод­вижными, а приемные электроды перемещают вдоль профилей, параллельных линии АВ. Совокупность этих профилей образует «планшет». В однородной среде напряженность поля двух точечных источников сравнительно мало изменяется в пределах средней трети расстояния АВ. В связи с этим длина профиля при съемке срединных градиентов не должна превышать одной трети расстояния между питающими заземлениями. Расстояние между крайними профилями планшета также не следует брать больше АВ/3. Величину кажущегося сопротивления при профилировании с неподвижными установками относят к центру приемной ли­нии. Иногда кажущееся сопротивление не вычисляют и при об­работке результатов наблюдений ограничиваются приведением измеренной разности потенциалов к единичному току в питаю­щей линии. Полевые работы выполняют с комплектом аппаратуры АНЧ-3 или ИКС.

МЕТОД ВЫЗВАННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ

(ВП)— метод электроразведки, основанный на изучении вторичных электрических полей в Земле, происхождение которых связано с электрохим. и электрокинетическими процессами, протекающими под действием вводимого электрического тока на границе твердой и жидкой фаз в г. п. и рудах. Большая роль в разработке и внедрении метода принадлежит советским ученым. Наблюдаются 2 механизма возникновения ВП: 1) вследствие электрохим. процессов, возникающих в г. п. при наличии зерен электронопроводящих м-лов; 2) в результате электрокинетических процессов, происходящих на границе породообразующих м-лов и водных растворов, насыщающих среду. Для возбуждения ВП в г. п. посылаются импульсы постоянного тока, а в промежутках между импульсами измеряется величина ВП. Возможно также использование переменного тока. Электрический ток вводится в землю с помощью двух питающих электродов, расположенных друг от Друга на некотором расстоянии. Для измерения величины ВП между питающими электродами устанавливается пара измерительных неполяризующихся электродов, подсоединенных к регистрирующему прибору и передвигаемых по профилю. Продолжительность импульсов может быть разл., но обычно не превышает нескольких минут; сила питающего тока также разл. и может достигать 15 — 20 А и более. В процессе работ измеряется сила тока в питающей цепи (I) и разность потенциалов между измерительными электродами во время прохождения тока через землю (Δ и) и после его выключения (Δ и _вп). Вычисляются кажущиеся поляризуемость и сопротивление ρ_к г. п. Измерения делают по прямолинейным маршрутам, задаваемым вкрест простирания ожидаемых рудных тел. По полученным данным строят графики изменения η_к и ρ_к вдоль маршрутов. Интерпретация материалов сводится к выделению аномально высоких значений η_к и установлению их геол. природы. Метод эффективен при поисках сульфидных, магнетитовых и др. руд, содер. электронопроводящие м-лы, особенно вкрапленные, способные вызвать наиболее интенсивные аномалии. Хорошие результаты с применением метода ВП были получены при поисках медноколчеданных м-иий на Урале, полиметаллов в Казахстане, медных м-ний на Кавказе и

Ср. Азии и в др. регионах. Глубинность метода составляет десятки, реже 100 м и более. Значительные помехи создаются блуждающими токами, возбуждаемыми промышленными электрическими установками, расположенными вблизи участка работ, и естественными нестационарными электрическими токами. Для производства работ методом ВП используются электроразведочные станции ВПС-63, ВПП-67 и др., которые размещаются на автомашине. Станция состоит из генератора постоянного тока и измерительной лаборатории. Запись измеряемой величины ВП осуществляется на фотобумаге с помощью осциллографа или визуально. В комплект станции входит ряд вспомогательных приборов и устройств для связи между генераторной гр. и измерительной лабораторией, включения тока и т. п. Создана и успешно внедряется аппаратура и методика работ для скважинного варианта ВП, который предназначен для поисков глубоко залегающих рудных тел. М. Г. Илаев

измерение ВП

 

Частотное зондирование(ЧЗ)

Метод частотного электромагнитного зондирования (ЧЗ) основан на изучении электрической или магнитной составляющих электромагнитного поля, созданного в Земле электрическим диполем АВ или петлей, питаемыми переменным током с постепенно меняющейся частотой. В качестве искусственного источника поля служит заземленный кабель или не заземленная петля отнесенная от источника на расстояние R,через которые пропускается переменный ток.
AB-q, Q-MN, Q-q
Глубина проникновения электромагнитного поля в землю определяется его частотой и растет с уменьшением частоты.В следствии этого поле диполя,момент которого меняется с большой частотой,зависит от строения тольо верхней части геоэлектрического разреза.
по результатам измерений рассчитывают кажущееся сопротивление и фаза:

Здесь К-коэф.установки;∆U-э.д.с. в датчиках электрического или магнитного поля,мкВ;I-ток в питающем диполе; -фазы сигнала в датчике поля и опорного сигнала
А так же строиться график зависимости

 

По результатам интерпретации фазовой кривой опред-ся параметр геометрич профиля

Фазовая кривая:

 

 

 

 

28)Зондирование становления поля.
Основан метод на изучении неустановившегося поля переходных процессов при ступенчатом изменении тока в питающей установке. Источником поля могут служить электрический или магнитные диполи, незаземленная петля или длинный заземленный кабель. АВ-q,AB-MN, Q-q, Q-MN(соосная установка- петля в петле)При включении импульса тока в питающую линию или петлю электромагнитное поле рассматривается сначала в приповерхностных частях разреза, а в дальнейшем проникает все глубже и глубже. При этом в среде происходят сложные переходные процессы. В результате форма регулируемого импульса будет отличаться от формы импульса, поданную в питающую установку. Максимальная глубина ЗС около 5км.ЗС поля выпл. с помощью обычных электроразведочных станций при неизменном расстоянии м/у питающим и измерительными диполями.

Схема установки “петля в петле”:

центр установки - точка записи

генератор

 

 

 

Измеритель

 

 

генераторная петля (Q)

Основной способ интерпретации значений –способ подбора рассчитывающий теоретический сигнал и сравнивают с наблюдением.

Метод используется при поиске нефти и газа,а также при изучении осадочного чехла.
Теоретические основы метода зондирования становлением

Поля.

Решение задачи о становлении поля в однородном горизон-

тально слоистом разрезе было получено на основе квазистацио-

нарной модели распространения электромагнитного поля (т.е. без

учета токов смещения в системе уравнений Максвелла). Получен-

ные аналитические выражения для напряженности магнитного и

электрического поля переходных процессов зависят от:

- расстояния от приемника до источника (r);

- времени становления (t);

- электрических свойств разреза (сопротивление).

 

У

Т

 

 

при t → 0 и r →∞, для дальней зоны

при t →∞ и r → 0, для ближней зоны.

Обработка данных ЗСБ заключается в пересчете получен-

ных на различных временах задержки значений приведенной ЭДС

в значения кажущегося сопротивления. Кажущееся сопротивление

в методе ЗСБ обозначается ρτ. Пересчет производится по формуле:

,

где Q и q – эффективные площади генераторной и приемной пе-

тель (т.е. с учетом количества витков) – м2, t – время становления –

с, E(t) – приведенная ЭДС – В/А, μ0=4*π*10-7 Гн/м – магнитная

проницаемость вакуума.

Напомним, что графики кажущегося сопротивления строят-

ся в билогарифмическом масштабе. По оси абсцисс в методе ЗСБ

принято откладывать параметр 2⋅π ⋅ t.

 

29. Метод переходных процессов(МПП) основан на изучении неустановившегося эл.м. поля(переходного процесса), возникающего в горных породах в момент выключения эл. тока в питающей цепи. Метод МПП наиболее эффективен при поисках крупных залежей колчеданных, полиметаллических и других сульфидных руд, обладающих достаточно высокой электропроводностью.МППО - одно­петлевая модификация (измеряется интегральное значение потока нестационар­ного магнитного поля через контур петли (подходит для опоискования больших площадей). В про­стых геоэлектрических условиях МППО обладает повышенной глубинностью при поисках локальных рудных залежей. Существенныйнедостаток МППО — низкая детальностьиссле­дований, ограничивающая разрешающую возможность методов переходных процессов в отношении локализации источников вто­ричного поля.

Методика и техника работ.

В качестве источника первичного поля используется прямоугольная незаземленная петля. Выбор ее размеров определяется протяженностью рудных тел и стремлением уменьшить мешающее влияние покровных отложений; на практике обычно используется петля с длиной сторон 300 и 1500 м. Для локальных тел, оптимальный размер стороны петли 2l равен необходимой глу­бине исследования (h≈ 2l).В комплект аппаратуры для регистрации переходных процессов входят генераторная установка и регистрирующее устройство, состоящие из ряда узлов и приборов, размещенных на двух автомашинах. Измерение переходных процессов производится в центральной части петли по заранее разбитой прямоугольной сети 50x20 или 100x50 м. (при масштабах съемок 1: 5000 и 1:10 000 соответственно). Петли раскладывают с перекрытием, а их размер уменьшают в не­сколько раз по сравнению с поисковой установкой МППО. На каждой точке съемоч­ного планшета с помощью автономной рамки на одном-двух опти­мальных временах измеряют вертикальную (ξ_z/1) и горизонталь­ную (ξ_х/1) составляющие неустановившегося сигнала. В эпицентрах аномалий на всех временах снимают полные переходные характеристики ξ(t)/I которые необходимы для интерпретации. Допустимая средняя арифметиче­ская погрешность измерений ξ/I составляет 20 %.

Результаты площадных съемок первоначально могут представляться в виде графиков, карт графиков и карт изолиний измеренного неустановившегося сигнала для раз­личных времен t. Для простых геоэлектрических разрезов по этим материалам по амплитудному признаку ξ/I (обычно при t > 5 мс) удается выделить «аномальные петли», заслуживаю­щие дальнейших детальных исследований. В сложных геоэлектрических условиях при наличии мощных покровных и хорошо проводящих рудовмещающих пород затяну­тые во времени переходные процессы могут наблюдаться и на без- рудных площадях. Т. о., полезный сигнал от рудной за­лежи приходится выделять на фоне сигнала-помехи от нерудных образований. В этом случае в качестве информационного параметра рекомендуется использовать кажущуюся проводимость ρ _к и ее за­висимость от времени регистрации.

Параметр ρ_К при наблюдениях с совмещенными квадратными петлями находят из асимптотического соотношения между неустановившимся сигналом ξ в петле со стороной 21 для момента t и проводимостью однородного полупространства:

, здесь т_к — кажущееся обобщенное время:

В этих выражениях —ξ - в мкВ; I - в A; t - в мс; l - в м.

Признаком наличия рудного тела под прово­дящими наносами является нарушение монотонности спада ρ_к с ростом t.

30. Метод незаземленной петли (НП). Источником поля слу­жит прямоуг. петля из провода Пт (рис. 118, а) со сторонами от нескольких сотен метров до 1—2 км, питаемая переменным то­ком от генератора Г. Поле этой петли исследуют с помощью изме­рительного устройства И вдоль профилей Пр, расположенных внутри петли (реже вне ее). Иногда для увеличения глубинности исследования выполняют интегральные измерения поля с помощью второй приемной петли (параллельной Пт), подключенной к И" (двухпетлевой индукционный метод — ДИМ). В скважинном ва­рианте метода НП поле, принимаемое скважинным снарядом (СС), регистрируется на поверхности прибором И'.

Петля как источник первичного поля выгодна прежде всего потому, что ее поле сравнительно однородно, особенно в централь­ной части. Это облегчает выделение аномалий, связанных с особен­ностями строения геоэлектрического разреза. За счет однородности первичного магнитного поля существенно упрощается характер аномалий, что позволяет использовать некоторые приемы для оп­ределения их геологической природы.

Существенный недостаток НП — ее громозд­кость, обусловливающая нежелательные (особенно при поисковых работах) затраты труда и времени на перемещение питающей уста­новки в процессе полевых работ.

Рис 118. Основные модификации индуктивных методов.

а — метод незаземленной петли (НП)- И — с абсолютными точечными измерениями по наземным профилям, И' — то же, вдоль оси скважин, И" — с интегральными измере­ниями; 6 — метод длинного кабеля (ДК): И — с абсолютными измерениями, И' — с от­носительными измерениями; в — метод дипольного индуктивного профилирования (ДИП) с установкой типа Z-Z

 

31.Дипольное индуктивное профилирование. Типы установок ДИП. ДИП – КПП.

ДИП выполняется с установкой постоянных размеров. В аэроварианте используются 1-3 частоты. Установка: генераторная рамка (ГР), приёмная рамка (ПР). От величины разноса (r) и частоты зависит глубинность исследования. В зависимости от ориентации рамок: Х-х, Z-z, Y-y. (Х – генераторная рамка, х – приемная)

Установка со скрещенными рамками: Х-z, X-y, Z-x и т.д. В наземных измерениях Х-х, Z-z. Т.к. на результаты измерений в меньшей степени сказывается изменение геометрии установки. Скрещивание используется в инженерной геофизике. В результате измеряется суммарное поле, вернее его Е(вектоное). Величина аномалий незначительная, до единыцы %. Следовательно, разработан ДИП-КПП (компенсирование первичного поля).

Компенсируется первичное поле в районе ПР (нормальное поле). В ДИП-КПП используют Х-х. Их цепи ГР часть тока ответвляется и направляется в компенсирующую рамку (КР), которая распространяется около ПР. От КР можно сигнал уровнять по м=амплитуде. В результате в ПР получим 0 и потом на профиле измеряется аномальный сигнал.

Метод длинного кабеля

При работе по этому методу, называемому иногда также методом бесконечно длинного кабеля (БДК), первичное поле создается кабелем, расположенным на земле, оба конца которого заземлены и который питается от генератора токами низкой частоты — в диапазоне от 5 до 4000 гц. В аппаратуре БДК питание кабеля осуществляется от лампового генератора с выходной мощностью 2 кет. Генератор работает на высокой частоте, стабилизированной кварцем; рабочие частоты (81, 244, 488, 876Г 1953 гц) получаются путем деления частоты задающего генератора. Питание — наземной аппаратуры осуществляется от передвижной станции трехфазного тока, работающей от бензинового двигателя. В окружающем кабель пространстве возбуждается квазистационарное электромагнитное поле. Отношение горизонтальной и вертикальной компонент магнитного вектора поля на расстоянии х от кабеля и на высоте z над земной поверхностью по В. И. Дмитриеву

Приемным устройством для измерения переменного магнитного поля служит рамка с ферритовым сердечником, настроенная на рабочую частоту. Рамка вынесена в гондолу, буксируемую вертолетом на трос-кабеле длиной 15—20 м на высоте 40—60 м над поверхностью земли. Высота полета вертолета контролируется при помощи радиоальтиметра. При движении вертолета вдоль профиля наблюдений гондола удерживается потоком воздуха в положении, при котором ось приемной рамки горизонтальна. Принятый сигнал усиливается и сравнивается с опорным сигналом, который передается ультракоротковолновым передатчиком, имеющимся в комплекте генераторного, устройства. Это дает возможность определить фазовый сдвиг компоненты Н,с, измеряемой приемной рамкой относительно фазы тока в кабеле. Изменения фазового угла и модуля Нх непрерывно регистрируются автомати­ческим устройством

 

33. Метод радиокип - метод электроразведки, основанный на изучении магнитного поля радиовещательных станций. Применяется при поисках хорошо или плохо проводящих рудных тел и геологического картирования крутопадающих структур, залегающих на глубине не более 20 м. Метод радиокип часто называютрадиоволновым профилированием. При площадной съемке измеряют вертикальную составляющую магнитного поля (Н_z), на выявленных аномальных участках дополнительно - горизонтальную составляющую (Н_р) и угол наклона магнитного вектора к горизонту (). Электромагнитное поле измеряют по прямоугольной сети, густота которой зависит от детальности исследований. В качестве измерительной аппаратуры используется портативный измеритель напряженности поля (ПИНП1). Результаты измерений изображают в виде графиков H_z и Н_р, по которым изучают геологическое строение участка и проводят поиски месторождений полезных ископаемых. Существенная помеха для применения метода радиокип: неровности рельефа дневной поверхности и неоднородность поверхностных образований.

 

34. Метод радиоволнового просвечивания. Для изучения целиков пород между выработками и скважинами и выявления рудных залежей используется также метод радиоволнового просвечивания (РВП). В этом методе в одной выработке или скважине устанавливается радиопередатчик, излучающий электромагнитные волны частотой 0,1 - 10 мГц, а в других соседних выработках или скважинах с помощью радиоприемника измеряется напряженность поля (см. 8.1.1). Меняя местоположения генератора и приемника, можно "просветить" породы между горными выработками и скважинами. В результате можно определить так называемый коэффициент поглощения пород вдоль лучей передатчик-приемник, который связан с электромагнитными свойствами среды ().

Наличие хорошо проводящих рудных тел приведет к увеличению затухания энергии и появлению радиотеней, по которым можно оконтурить рудные тела и правильно направить дальнейшие разведочные работы. Дальность просвечиваний не превышает нескольких сотен метров.

35. Метод радиоволнового зондирования Метод радиоволнового зондирования (РВЗ) основан на явлении интерференции (сложения) радиоволн. Передатчик и приемник располагают на некотором расстоянии один от другого. Если под поверхностью земли имеется поверхность, отражающая электромагнитные волны, то к приемнику подходят и интерферируют прямые радиоволны, распространяющиеся непосредственно от передатчика к приемнику вдоль дневной поверхности, а также волны, отраженные от поверхности на глубине. Интенсивность суммарной волны, регистрируемой приемником, зависит от расстояния меи{ду передатчиком и приемником, глубины залегания отражающей поверхности, электрических свойств пород и частоты генерируемых колебаний. Изменяя либо частоту передатчика, либо расстояние между ним и приемником, получают кривую изменения интенсивности приема, на которой чередуются минимумы и максимумы. Истолкование этой кривой в принципе дает возможность определить глубину залегания отражающей поверхности и оценить электрические свойства пород, по которым распространялись радиоволны. Однако при сложном строении разреза расшифровка наблюдений с наличием нескольких низкоомных пластов становится затруднительной.