Способ геоэлектроразведки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК Збв С 01 Ч 3/08 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Разиньковтвенный научститут редр, Геофизиния мерзлых конференция лады и сооб, с.135 збуждающего поля, по крпогенном состоя нелинеиностикоторой судятнии пород. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Акимов А.Т, и дческие методы исСледоватолщ. 11 Международнаяпо мерзлотоведению. Докщения, вып. 8, Якутск,151,2, Снегирев А.М, и др. Применениеметода вызванной поляризации для изучения дисперсных мерзлых горных пород11 Международная конференция померзлотоведению, вып. 4, Якутск,1973, с. 219-223.3. Авторское свидетельство СССРР 301661, кл, С 01 Ч 3/02, 1970(54)(57) СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗБЕДКИоснованный на возбуждении в землеразнополярного электромагнитного, ЯО 1116407 поля и измерении напряженностей возбуждающего поля, поля вызванной поляризации и нелинейной вызваннойполяризации при прямом и обратномнаправлениях питающего тока, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения производительности трудаи информативности измерений, разностипотенциалов возбужденного поля и полявызванной поляризации измеряют пос -ледовательио при возбуждении электромагнитного поля серией импульсовзаданной длительности первоначальноодной полярности до достижения насыщения поля, затем через интервал времени, равный суммарному времениследования токовЬ.х импульсов, - серией той же заданной длительностиимпульсов другой полярности, по о ношению потенциалов нелинейноговозбуждения поля с учетом знака кпотенциалам возбуждающего поля положительной полярности определяют меру111 с) Г 1 а С с с 0га С С 0с/ с О -сбс ГЕ Н К Изобретение относится к геэфизическим исследоваям, а более конкретно к электроразведочцому способу изучения мерзлых поро; методом неЛИНЕЙНЫХ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКтРИ ЕСКОГО поля, и может нанти примецение прпРаЗЛИЧЦЫХ с ОКРИОЛОЧЧЕСКИХ ИЫСКН -виях электрометрическими методами в условиях крио:итозоцы,Известен способ геоэлектроразведки мерзлых пород 1 а постояцнсм и пеРЕМЕННСМ ТОКЕ, ОСЦОНЯЦНЬй На 1 ЗУЧЕЕИИ КажущсЗГОСЯ ЭГрКТрИЧЕ СКОГО Сопротинления -ород 1,":,Известен также метод вьзванной15Поля 1 ЭИЗацяИ (ВП), ОсноансЫй сачении поляризуемос ти мерзлых про;7.МЕтоэИЗУЕНИЯ СОПРОТИ.:рсИЯ аходят наибосее широкое распрострацецие благодаря своей мобильности и20простоте, однако их нформатпостснвиду цизкой разрешакщей сго.обцссти кажущегося электрического сопротинпения недостаточна.Большой 1 ОрматиПэст ю и разрешающей способностью облаает метссд вызванной поляризации (ВП) Однако разделение мерзлых пород по лпологическому составу та;.Жр ч 1 пает существснные трудности 1;1 иболе е крупцьм цр Ост терм ИЗ;СЕС "ЦЬХ МЕТСЭДОГ Я 1 ЛЯС:ТСЯ ас;5 ЦгсЭОРМатВЦОСТЬ и ЦЕЛО С=с ЯТОЧЦРЯдостоверность, особсцно г;ри гучевии еРзлссх 0 эОД. Кэоме того, обо -Об 1 ЕННОСТЬ Ер.сЛсХ По,эод с:К 1 С гсссло Гических образований, спец;ц цЧс:с; ст ьС Т 1 Э 0 Е Н И Я и 3 Е 1 а Ч Н Т С Л Ь с 1,: Я И 3 л Ес 11 Ч 1 В Гс С т ,1 ХФ 1 ЗЧЕССХ СВОЙСТВ ТЭЕ,сУ 0 Т особо 0подхода. Таые и мерзлыс Осаочырпороды облада 0 Т ионной проводн 40 МОСТ 0, КОГДа ОСНСЭНЕМН НОСсТРЛ Мстока являются оцы ВнутрНоровой1 лаГЙ, Стыи лед Об:1 а;арт пэотоц -НО 1 РОВС ДИМОСТсОЛС. С ПЭИМСС.ЯМИ45 сс 1 ЭОВОдИМОСТЬО ИОНОВ ПЭИМЕ СРЙ, 1 ХРгся - шнх н решетку :ьда, т,е, обладает попупровссдниковой проводимостью, зависящей от цаправлеция э.срктрического тока. Таким образом, пронодимост и поляризуемссть осадочных пород при переходе их от талого состояния к мерзлым при определенных условиях под влиянием изменения направления электрическоГо тока могут менятьсяВ практике поисков рудных месторождений полезных ископаемых методом БП замечено, что процессы ВП в заВСИМОГтц ОТ ЦЯПРанЕЦ 5 1 ОУж,сЯЮ"щсго тока целцнейны, Памо вобуж;акПС Е Р 1 СС,1 Е : З а Ц С . М 0 С Т Н ; т Ц а П Р с В.". С.ОК Вкже ц, 1;сссс Йссс .Эсс ф не;ность о" б к,",;юг,с.;, нрэвс сс; поля гРэявэ 5 ется01 В 1:РЙ с " Ген-:, ЧР 1 1 Тс 1 ИНОГО Но:5;Н; 1 .:,Г Н:ения э 1 ОЙ не;11 нрйности Я 15.;н 1 н: НОО КРНОГЕНО-О СОСТОЯ; Н цео,цнозцачрн,Иаибо:1 ее бээким пс сссс".с Р, н сс Е Ц Н 1,Х П Р и 1 Ц а К сЭ В,. Р гч;1 Р М 0 с С СС Е Т С. 51 С 11 0 С 01 Р 0 Э С К 1 гс " С",сс С сспВц 1 щс сс, сО" Э Ра эцсЭПО 1 ЯРЦОГсЭ Э 1 РКРОКас 1 с 1 с(Я И 1 Я МЕ Э Сс с1 1 а П Э 5 ж.; с с с0 Рса 01 С С Ток 0 11 11,; Н ". сс сс сРН;ПИс Ц НРсЕсЦССС П- Л ЦП 1 Э а Л С 1, 1 51 Х Н с; с,НЗЦС 1 с 5 СРНс С Э С К- Ссоа 1 сссрМНЕ ВОбужСНСЭ;ЛТ Э: с,ц: смц 1: : -ЦЭ 01 ЯЭЦ,;Есц НМП,с с-,С сс с 00 г,сс с;г; сТСЭК 11 И 11:С,"Е 501 Эассг - ,С т с ЭЭП Э:15 . Ес: И)10Н 011 1 О;сс Пс 11 сцЭН",1 Эя и Обр;сНрс сс;НП,с сс с 5СГ 0 гс СЭ К1 ;ЭКНП.101 сЦ, 51:15 ЮТ. .1 сс 11 0 з б У ЖД е ц1 Я:э; с Р с т,э э м,; ; :сИ ЦЭМ; РЕИЯ НРНЦЕНсэс 5 Г 1,щсе прн.сс", с с по.сб 1 с с с,С Ссс. с Я РН с; г; Х 5; СС 1 р 1 срсно"с "рц К с Нг ссссс 1 Я Я 1 Э 1 Э 101 .1 С 11 с 1 фрсс с .1;с.о СраНссцсс р Г",1;сМ.: сб , . 1,с "с 1. М : 0 Р. 110 1 с вс, РМОС Г 0 Н;1:У- .",.1 С 31 О 0 С.:1;4 р В Ср Га В ЗЬСсжсс 11 0 Э с 1 р 0 3 а 1Ес 1 ц. 0 р М а Ц И 1 3 а С Ч - ".целиненостсн возбуждающего поля епс болес сужает Возможности способа П 1) изУчении месэзлых ЛОРОД ДПЯ решения задач определения их криоге ного состояния и литологии. Крайне низка и производительность способа, так как значительну 0 часть времени занимает поиск эквипотенциальной линии ВП, Приемные электроды до3 111 пранедеция основных замеров нелинейных ВП необходимо несколько раз переставить на местности ца предполагаемой эквипотецциальцой линии до получения минимальных зцачеций5 разности потенциалов.Цель И.обретения - повышение производительности труда и информативности измерений,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу геоэлектроразведки, основанному на возбуждении в земле разнаполярного электро 10 тервал между сериями импульсов равный суммарному времени следования 45токовых импульсов, выбран с учетомособенностей возникновения и спада ВПв ионопроводящих средах, К моментуследования последующей серии импульсов потенциалы ВП предыдущей серииуспевают спадать, что позволяет выделять эФФект нелинейности возбуждающего поля без искажающего влияния поля ВП между сериями. Кроме того,сам принцип возбуждения электромагнитного поля автоматически предполагает сокращение времени на циклизмерений потенциалов первичного и магнитного поля и измерении напряженностей возбуждающего поля, поля ВП и нелицейцой вызванной поляризации (НВП) при прямом и обратном направлениях питающего тока, разности потенциалов возбуждающего поля и поля ВП измеряют последовательно при возбуждении электромагнитного поля серией импульсов здддттттай длительности первоцачально одной гтолярцости до достижения цасыщеция поля, затем через интервал времени, равный суммарцому времени следования токовых импульсов, - серией тай же заДанной длите:тьцости импульсов другой полярности, Па отношению потенциалов целицейцога воз бутттдаюше го поля с учетом знака к потеццидлдм30 возбуждающего поля галажительцай полярности определятот меру нелинейности возбуждающего поля, па которой судят о криогецном состоянии пород.Возбуждение электромагнитного поля серией коротких импульсов позволяет легко контролировать процесс насыщения ВП, исключая перенасыщение, и избавляться от необратимых Физцкохими теских процессов в породе, что 40 увеличивает точность измерения абсолютных значений потенциалов ВП и потенциалов ее нелинейности. Ицб-т 07 4 вторичного палей на каждой точке, чтов конечном счете ведет к значительному увеличецттю производительноститруда. Для возбуждения электромагнитногополя применяют ттрямоуготтьттьте импульсы длительностью 27 мс, исходя из особенностей изучаемого объекта (талые - мерзлые грунты), Нд талыхпородах, где время переходных процессов менее 10 мс, длительность импульсов можно было бы уменьшить до 10 мс, но при их промерзании время переходных процессов значительно увеличивается и соответственно увеличивается погрешность измерении, Таким образам, чтобы расширить область применения предлагаемого способа, делать импульсы тока короче 20 мс нецелесообразно. Нельзя делать длителы ость импульса и кратной 50 Гц, так кдк возрастают промьпнлеццые помехи, При унели:тени т длительности имттульсотт более 27 мс ттеоттрдттддттттовозрастают эцергоздтрдты П р и м е р 1. Пусть исследования способом геоэлектрордзведки проведены устаттовкой вертцкальнага электрического зоцдировдттия (ВЭЗ) при разносах птттающих эттектрадов АВ до 50 м ца разрезе с ттзттестттой геокриолагической обстановкой, Разносы,I начиная с 1 м, мецялттсь через 0,5 м, Глубина оттаивания состаттляла около 0,3 м, мощность мерзлоты около 2,3 м. Измеряли разности потенциалов возбуждающего поля при пропускации серии импульсов первоначально положительцой полярности (Я + ) а зал В тем - при пропускации серии импульсов отрицательной полярттости ( йО - б+ ) с последутсщим расчетом р + ия В р,т-в . Меру полупроводникового эФФекта (ду ) определяли па отношению разности потенциалов нелинейности поля ( Д Об- - д О ) к разности потенциалов поля положительной полярности ( й О д+- ). Зона отрицательных значений д"т до 202 на полуразносах 1,5-2,5 м хорошо увязывается с зоной мерзлоты, так как на полуразносах более 2,5 м значения ор принимают положительные значения (талые породы). Из экспериментальных данных известно, что параметр д"р при переходе парад от талых к мерзлым изменя. ется от положительных значений к отрицательным (до -507).Заказ 6925/37 Тираж 710ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 П р и и е р 2. Измерения проведены в соответствии с примером 1, цо здесь разности потенциалов возбуждавшего поля измеряли при пропускании серии импульсов первоначальцс отрицательной полярности , ЛО, -), а затем - при пропускании серии импульсов положительной полярности 1, ДО а- ) с последующим расчетом тех же параметров и н той же последовательности, что и в примере 1, Получеццые результаты сравнили с результатами, полученными н первом случае, Зона отрицательных значений Гу на полуразносах 1,5-2,5 м также хорошо увязывается с зоной мерзлоты, Причем абсолютные значения параметра сРр отличалцсь незначительно н прегелах ошибки.от полученных н примере 1, Ни зцаь, ци абсолютные значения парамьтра с,. от значения знака полярцосьц первоначальной серии импульсон тока ц: з,. висят, а определяются только гаокрц генноЙ характеристикой разреза,Использование предагаемого снос: ба геоэлектроразведки мерз.-ых ь;прод обеспечивает по сравнению ." инне ми увеличение производительно. тц работ, а также увеличен е ицФорматцвности и разретпаюцей способности мео дон сопротивления и ВГ за сч; т расширения числа илучаемьх паэаметпо: