Способ геоэлектроразведки

СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ, заключающийся в том, что выполняют профилирование с фиксированным расстоянием между точками возбуждения и приема сигналов, возбуждают электромагнитное поле в земле путем пропускания периодических знакопеременных импульсов тока с паузами через горизонтальный электрический диполь и измеряют на оси диполя отношение второй разности электрического потенциала к первой, отличающийся тем, что, с целью повышения точности выделения поляризующихся объектов в исследуемом геоэлектрическом разрезе, измерения в каждой точке проводят при изменении времени регистрации становления отношения второй разности электрического потенциала к первой до получения нисходящей ветви, минимума и восходящей ветви зависимости этого отношения от времени, определяют величину становления отношения второй разности электрического потенциала к первой, соответствующую минимуму полученной зависимости, и по аномальным ее значениям по профилям исследований выделяют поляризующиеся объекты.

Изобретение относится к геоэлектроразведке с использованием искусственного возбуждения электромагнитного поля и регистрацией становления отношения второй разности электрического потенциала к первой при исследовании горизонтально неоднородных разрезов с целью поиска зон аномальных значений вызванной поляризации.
Известен способ геоэлектроразведки, в котором предусматривается измерение первой и второй разностей потенциала электрическго поля в паузах между импульсами возбуждения при двух заданных периодах возбуждения. Однако предусмотренная способом регистрация лишь на двух временах становления электрического поля не позволяет построить график отношения второй разности потенциала к первой, необходимый для расшифровки поляризационного и индукционного действия разреза.
Наиболее близким к изобретению является способ геоэлектроразведки, заключающийся в том, что выполняют электропрофилирование с фиксированным расстоянием между точками возбуждения и приема сигналов, возбуждаемых путем пропускания периодических знакопеременных импульсов тока с паузами через горизонтальный электрический диполь, и измеряют на оси диполя отношение второй разности электрического потенциала к первой в двух неперекрывающихся интервалах времени в паузе между импульсами тока.
Недостатком этого способа является низкая точность выделения поляризующихся объектов при поисках и разведке в условиях наличия высокопроводящих толщ, когда электродинамические эффекты преобладают под связанными с зонами промышленных скоплений углеводородов эффектами вызванной поляризации (ВП).
Целью изобретения является повышение точности выделения поляризующихся объектов в исследуемом геоэлектрическом разрезе.
Исследуемый геоэлектрический разрез возбуждается горизонтальным электрическим диполем, генерирующим периодические знакопеременные прямоугольные импульсы тока с одинаковыми паузами между каждым из импульсов. На оси диполя квадрупольной установки в каждой точке изучаемой площади измеряются становление во времени t отношения второй разности электрического потенциала ²U к первой U. Разнос между возбуждающей и измерительной установками выбирают таким, чтобы получить уверенный сигнал от комплекса пород, включающих интересующие исследователя геологические объекты. Временной интервал становления выбирают таким, чтобы измеренный процесс становления содержал нисходящую ветвь, минимум и восходящую ветвь. По изменениям характерных параметров этого графика: ординаты минимума, градиентов нисходящей и восходящей ветвей, а также по интерпретационным трансформациям измеряемого параметра судят о наличии аномальных зон поляризационного действия разреза.
В основе способа лежит различие временных характеристик индукционного и поляризационного процессов становления электрического поля. Индукционный процесс начинается в момент выключения возбуждающего постоянного тока и затухает в течение единиц первых десятков секунд. На малых временах в волновой стадии процесса измеряемая разность потенциалов зависит от разноса возбуждающей и измерительной установок. В этом случае вторая разность потенциалов, получаемая как разность первых разностей потенциалов на двух плечах измерительного квадруполя, характеризует индукционное действие разреза. На больших временах в поздней стадии процесса измеряемая разность потенциалов не зависит от разноса. В этом случае вторая разность потенциалов, а следовательно, и измеряемый параметр становится равным нулю и не характеризует индукционное действие разреза.
Процесс вызванной поляризации обладает максимальной ЭДС при включенном возбуждающем постоянном токе и медленно в течение нескольких минут затухает после выключения тока. Интенсивность поляризационного процесса в отличие от индукционного всегда зависит от разноса. Поэтому измеряемая на квадруполе вторая разность потенциалов и отношение второй разности к первой характеризуют поляризационное действие разреза. При практических исследованиях измеряется суммарное индукционное и поляризационное действие. В волновой стадии становления измеряемый параметр отношение второй разности потенциалов к первой представлен нисходящей ветвью и несет информацию об индукционном действии разреза. В поздней стадии становления измеряемый параметр представлен восходящей ветвью и содержит информацию о поляризационном действии разреза. Таким образом, предложенный способ совмещает в себе возможность излучения индукционных и поляризационных свойств разреза. При этом поляризационное действие выделяется и тогда, когда оно совмещено во времени с индукционным и по своей интенсивности меньше индукционного. Преимущество способа достигается путем измерения дифференциально-нормированного параметра. Отношение второй разности потенциалов к первой в сравнении с первой разностью потенциалов обладает следующими преимуществами. На этапе измерения параметра распознаются интервалы времени преимущественного действия индукционных и поляризационных свойств разреза, параметр в значительной мере свободен от действия локальных приповерхностных геоэлектрических неоднородностей, параметр обладает повышенной локальностью при выделении протяженных глубинных неоднородностей разреза, информация о поляризационном действии разреза проявляется на временах меньших, чем в известном способе.
На чертеже показаны теоретические графики зависимости параметра ²U/ U от времени t для полупространства с различными величинами удельной электропроводности поляризуемости и постоянной времени график "а" для =0,1 Сим, 5% 0,5с; график "б" для =0,2 Сим, =5% 0,5с; график "в" для =0,2 Сим, 10% 0,5с.
Способ осуществляется следующим образом.
Разрез возбуждается используемыми в электроразведке источниками периодических импульсов тока силой в несколько десятков ампер, например, серийной аппаратурой ЭРС-72. Токовые импульсы подаются в заземленную двухполюсную линию размером 1-2 км. Измерения выполняются на оси диполя квадрупольной приемной установки, плечи которой равны 0,25-0,5 км. Регистрирующая аппаратура: макет станции МИЭП, или специально приспособленная станция ЦЭС. Расстояние между возбуждающей и приемной установками (разнос) выбирается равным 1,5-2 глубины до предполагаемой глубины залегания объекта исследования. Временной интервал регистрации выбирается таким, чтобы график становления параметра ²U/ U(t) имел уверенные нисходящую и восходящую ветви, разделенные минимумом. Начальное (минимальное) время измерения выбирается таким, на котором в данных геоэлектрических условиях параметр сформирован действием электропроводности, а не поляризации. Для платформенных осадочных пород это время составит единицы миллисекунд.
Последующее время выбирается вдвое больше, чем предыдущее. И так до получения графика, состоящего из нисходящей, восходящей ветвей и минимума. В интервале времени минимума дополнительно (для детализации) выполняются 2-3 измерения в промежутках между уже выполненными. Измерения выполняются по профилям с шагом, равным величине плеча измерительного квадруполя. Расстояние между профилями равно размеру квадруполя. На участках аномальных измерений параметра шаг измерений и расстояние между профилями сгущается. Интерпретационным параметром является регистрируемый параметр ²U/ U(t). Аномальное (на 10% и более) изменение от пункта к пункту ординаты минимума графика свидетельствует о наличии аномальной зоны поляризации. Поляризационные свойства наиболее четко проявляются в интервале времени восходящей ветви графика. Поэтому значение параметра, полученное на фиксированном времени, принадлежащем интервалу восходящей ветви, используются для выделения аномалий поляризационных свойств вдоль профиля. Изменение электропроводности разреза контролируется по абсциссе минимума и инверсии значений параметра в интервалах времени нисходящей и восходящей ветвей графика ²U/ U(t).
При изменении электропроводности в два раза (от графика "а" к графику "б") графики смещаются в основном по оси абсцисс: время минимума увеличивается в 2 раза, а ордината минимума уменьшается на 0,8% Отмечается также инверсия значений параметра в интервалах нисходящей и восходящей ветвей. При изменении поляризуемости в 2 раза (от графика "б" к графику "в") минимум и восходящая ветвь смещаются вверх. Инверсии значений параметра не наблюдается. Столь характерное поведение графиков позволяет при практических исследованиях оценить, чем вызвано изменение графика: резкими изменениями электропроводности или поляризацией.
При интерпретации также необходимо строить временные разрезы параметра. На разрезах в интервале нисходящей ветви отражены изменения электропроводности, а в интервале восходящей ветви изменения поляризуемости разреза. Кроме того, при полевых исследованиях наряду с регистрацией параметра на самых ранних временах становления целесообразно дополнительно регистрировать сигналы в режиме измерения прямого поля (режим дипольного электрического зондирования). Сопоставляя результаты измерения, отражающие индукционное действие разреза, с результатами, отражающими поляризационное действие, удается учесть изменение электропроводности и тем самым уверенно выделить поляризующиеся объекты.
Изобретение относится к геоэлектроразведке с использованием искусственного возбуждения электромагнитного поля и регистрацией процесса становления отношения второй разности электрического потенциала к первой при исследовании горизонтально неоднородных разрезов с целью поиска зон аномальных значений вызванной поляризации. Цель изобретния - повышение точности выделения поляризующихся объектов в исследуемом геоэлектрическом разрезе. Это достигается тем, что используются измерения, опирающиеся на регистрацию отношения второй разности потенциалов к первой. Новым в способе является измерение становления отношения второй разности потенциала к первой в интервале времени, обеспечивающем получение нисходящей ветви измеряемого параметра. Этот параметр обладает повышенной чувствительностью к изменению поляризационных свойств разреза и помехозащищен от действия локальных приповерхностных геоэлектрических неоднородностей. Применение изобретения позволяет более эффективно производить поиск и разведку зон аномально измененных поляризационных свойств разреза, приуроченных к залежам полезных ископаемых (углеводороды, руды и др.). 1 ил.