Способ измерения вызванной поляризации при геоэлектроразведке

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СфеетскнкСоцналнстнческнкРеспублик и 972446(61) Дополнительное к авт. свид-ву 9 834646 (22) Заявлено 190581 (21) 32 88600/18-25 с присоединением заявки йо -(23) Приоритет -Опубликовано 0711,82. Бюллетень Мо 41 Дата опубликования описания 07. 11. 82 1 ИМ,Кп,з 6 01 Ч 3/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения вников на Трудового Красного Знамениный институт им. Серго Орджоники(71) Заявител Иосковский о геологоразве 54) СПОСОБ ИЗИЕРЕНИЯ ВЫЗВАННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИ ПРИ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКЕ ковно ой 25 способаизации,Изобретение относится к техничесй физике и может быть использовано геоэлектрораэведке методом вызванй поляризации ( ВП/.По основному авт. св. Р 834646 известен способ измерения вызванной поляризации при геоэлектроразведке, заключающийся в том, что возбуждают в земле электромагнитное поле импульсами тока, одновременно принимают сигналы иэ земли в точках исследований аномальнык зон изучаете участков и за их пределами, в котором изменяют во времени величину возбуждающего тока, комплекснруя изменениями тока сигналы вторичного поля в нормальном поле, и измеряют результирующий сигнал вторичного и ля в точках исследований аномально зоны, по которому судят о поляриэующихся объектах. Способ позволяет исключить фоновую поляриэуемость, а в точках исследований аномальных зон регистрировать непосредственно сигналы, обусловленные изучаемыми аномальным объектом, что значительно повынает разрешающую способностьметода ВП 11.Недостатком иэвестногоизмерений вызванной поляр является то, что на результаты измерений сильное влияние оказывают различные электрические помехи ( промышленные помехи, сигналы магнитотеллургического поля земли), т.е, низкая помехозащищенность в тех случаях, когда сигналы-помехи становятся соизмеримыми и превькаают измеряемые полезные сигналы.Цель изобретения - повышение помехоэащищенности измерений вызванной поляризации.Цель достигается тем, что согласно способу измерения вызванной поляризации при геозлектроразведке, заключающемуся в том, что возбуждают в земле электромагнитное поле импульсами тока, одновременно принимают сигналы из земли в точках исследований аномальных зон изучаемых участков и за их пределами, изменяют во времени величину возбуждающего тока, компенсируя изменения ми тока сигналы вторичного поля в нормальном поле и измеряют результирующий сигнал вторичного поля в точках исследований аномальной эоны, по которому судят о поляриэующнхся объектах, выбирают соотношение длин приемных линий, с помощью которыхД 7;.где АИ ;Ай;ВМ принимают сигналы в точках нормального тока и аномальных зон, равнымотношению коэффициентов установокдля каждых из этих линий,Сущность способа заключается вследующем.На изучаемом участке, перспективном на наличие месторождений техили иных металлов, подземных водили других объектов, располагаютзаземленную питающую линию, длинукоторой (обычно несколько километров) выбирают в соответствии с существующими инструкциями и методическим указаниями. Через питающуюлинию пропускают импульсы тока заданной длительности или частоты ис помощью любой серийной аппаратуры (например, станции СВП, ВП-Фи др.) проводят площадную съемку сцелью выявления аномальных зон,перспективных на наличие тех илииных полезных ископаемых. Указанныезоны выделяют по увеличенным значениям измеренных параметров вызванной поляризации. Как показываетопыт проведения таких работ в различных районах СССР, выделенные аномальные зоны чаще всего имеют большую протяженность слабо дифференцированы и для обнаружения в пределахэтих зон месторождений требуетсявыполнить большой объект буровых работ. После выполнения рассмотренных операций располагают одну (или несколько) приемную линию в точках исследований аномальных зон изучаемых участков, а вторую линию - за пределами аномальной эоны, вновь возбуждают в земле электромагнитное поле импульсами тока и одновременно принимают сигналы из земли обеими приемными линиями. Вторая линия, как правило, располагается вблизи питающих заземлений, поэтому сигнал, принимаемый этой линией, можно представить в виде совокупности трех частей: первой, не изменяющейся во времени и обусловленной проводимостью среды (первичное поле ), второй, изменяющийся во времени и обусловленной поляризуемостью вмещающей среды (вторичное поле 1 и третьей обусловленной сигналами-помехами. Индукционными эффектами со времен регистрации, начиная с нескольких десятков миллисекунд, можно пренебречь.Для простоты рассмотрим случай одродного полупространства с удельным сопротивлением у и поляризуемостью(), где- текущее время, а поле помехи представим в виде электрического поля, обусловленногс прохождением тока помехи с плотностью 1(.) через однородное полупространство (плотность тока помехи можетнепрерывно изменяться во времени)После выключения токав питающей линии АВ напряжение на приемныхэлектродах И й второй приемной линии равноЬГ, = КР 3(С) + р Ий (1)где К- коэфФициент установки дляприемной линии М й, равный: О="расстояние между 5 соответствующими заземлениями .измерительной установки.Сигнал, принимаемый первой приемной линией, в данном случае можнопредставить в таком же видеО,.= К У(С) + Р 3(С)Мйз,(3)1 где К - коэффициент установки дляприемной линии Ий, величина которого определяется выражением (2), вкотором индекс 1 заменен на индекс 2,т,е, расстояния АМ; Ай ВМ ; Вйк. икоторые входят в это выражение , рав-ны расстояниям между соответст вую- ЗО шими заземлениями второй измерительной установки .Выберем соотношение длин приемныхлиний й й и И й , равным отношениюкоэффициентов установок для каждойи з этих линий МЬ К(4)Тогда сигнал, принимаемый первойприемной линией, равендЧ = КХДИ (е) + .З (г). Мй(5)После выключения основного им -пульса тока через питающую линию пропускают ток обратной полярности,величина которого не превышает 3-5от аплитуды основных импульсов тоУка, При этом вспомогательный токтак изменяют во времени, чтобы ском пенсировать полностью сигнал, принимаемый второй приемной линией= -- (с),(6)К 55 Критерием полной компенсации является равенство нулю сигнала на выходеприемной линии М, ЙДополнительный токсоздаеткомпенсирующий сигнал и в точках,где расположена первая приемная линия И йдь, = к. р, (7)Под.действием тока ,в приемныхлиниях появляются также сигналы, 65. обусловленные вызванной поляризацией972446 Формула изобретения 45 соотношение длин приемных линий,с помощью которых принимают сигналыв точках нормального поля и аномальных зон, равным отношению коэффициентов установок для каждой нзэтих линий.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 834646, кл. С 01 Н 3/02, 1978 (прототип). 50 55 60 Тираж 717 Подписное ВНИИПИ Заказ 8510/38 Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная,4 Однако, так как сила токасостав-ляет единицы процентов от силы тока 1, амплитуда сигналов ВП, обусловленная действием тока , не превышает сотых долей процента, и ихвеличиной можно пренебречь.Суммарный сигнал в приемной линии М, М равеньн, = ьн,+ ьн, (8)Подставйв в (8) выражение (5),(6)и (7), получаемьН = О,Таким образом, если выбрать соотношение длин приемных линий, равным отношению коэффициентов .Установок для каждой из этих линий, тоодновременно с компенсацией нормального (фонового) поля ВП осуществляется и компенсация сигналов-помех визмерительной линии. При наличиилокальных поляризующихся объектовв зоне, где расположена первая приемная линия, суммарный сигнал навыходе этой линии определяется только избыточной поляризуемостью этого объекта по сравнению с поляризуемостью однородной среды, а сигналпомехи практически полностью отсутствует.П р и м е р. Измерения проводились с питающей линией АВ = 1000 м.Основная приемная линия симметричнорасполагалась в центре питающей линии и имела размер И 2 М = 50 м. Установка располагалась в нормальномполе, т.е. отсутствовали различного рода локальные объекты. Сигнал ВПна выходе первой приемной линии равен 3 мВ, а сигнал помехи достигал5-7 мв и более. Затем в точке О, отстоящей от электрода А на 250 м,располагалась вспомогательная приемная линия, длина которой И М =-33;6 мбыла выбрана из условия, чтобы отношение длин этих. линий было равноотношению коэффициентов установокдля каждой из линий (точка 0 - центрвспомогательной приемной линии).В данном случае К 1,05 104 м;К = 1,565 104 м. В паузах междуимпульсами основного тока вспомогательным током осуществлялась компенсация вторичного поля и помехи вовспомотальной приемной линии. Приэтом на выходе основной приемной ли.нии суммарный сигнал не превышал0,1 мВ, т.е. сигнал фоновой поляризуемости и помехи был практическиполностью скомпесирован,Затем та же установка перемещалась так, что основная приемная линия располагалась в точках аномаль 5 1 О 15 20 25 30 35 40 ной зоны, а вспомогательная приемная линия - за пределами аномальной зоны. Сигнал ВП на выходе основной приемной линии составлял примерно 5 мВ, а сигнал помехи по-прежнему достигал 5-7 мВ и более, что не позволяло получить необходимую точность измерений сигнала ВП.После осуществления компенсации сигнала во вспомогательной приемной линии измерен сигнал ВП в основной линии, равный 2 мВ, а сигнал помехи не превышал 0,1-0,2 мВ, что позволило с высокой точностью измерить сигнал ВП, а также всю переходную характеристику ВП ат локального объекта.По мере перемещения основной приемной линии вдоль профиля наблюдений регулярно изменялась длина вспомогательной приемной лини такимобразом, чтобы соотношение длйн этих линий оставалось равным отношению коэффициентов установок для каждой из этих линий. Только в этом случае достигалось существенное подавление помех и тем самым повыаалась помехозащищенность измерений.Технико-экономическая эффективность применения предлагаемого способа заключается в увеличении помехозащищенности измерений, что позволяет с более высокой точностью измерять меньшие по амплитуде сигналы ВП. Благодаря этому при тех же расходуемых мощностях оказалось возможным увеличить размеры измерительной установки более, чем в 3 раза и производить съемку гораздо больших площадей без перемещения питающих линий, что позволило повысить производительность труда.,Способ измерения вызванной поляризации при геоэлектроразведке, по авт. св., р 834646 о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности, выбирают