Способ моделирования геоэлектрической среды

СО 1 ОЭ СОЕЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН С 01 ч ИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТ оот1 ил. ОСУДАРСТВЕННИЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(71) Казахский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института разведочной геофизики Научно-производственного объединения "Рудгеофиэика(56) Поляков А.С, Руководство по методу заряда. М.: Недра, 1969, с. 131.Авторское свидетельство СССР В 120878, кл. С 01 Ч 3(00, 1958.Олофинская В.Н. Моделирование сред конечных сопротивлений. - Геология и разведка. Иэв-я ВУЗов, 1968, к 4, с, 108-113.(54) СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СРЕДЫ(57) Изобретение относится к модели-рованию геоэлектрических неоднородностей и может быть использовано припостроении моделей локальных включений для имитации неоднородностей геоэлектрической среды. Целью изобретения является повышение производительности и точности моделирования. Дляэтого из объема модели неоднородности во вмещающую среду или наоборотпропускают постоянный ток. Измеряютудельное сопротивление модели неоднородности после выключения постоянного.тока. Определяют соотношение удельных сопротивлений модели и среды,сравнивают его с заданным. При ихотличии повторно пропускают постоянный ток до получения заданного сношения удельных сопротивлений.5 10 1512Изобретение относится к моделированию геоэлектрических неоднородностей и может быть использовано припостроении моделей локальных включений для имитации неоднородностей геоэлектрической среды,Целью изобретения является повышение производительности и точностимоделировачия.Способ осуществляют в следующейпоследовательности.Часть объема электролита вмещающей среды ограничивают не искажающейэлектрическое поле ионитовой перегородкой так, чтобы Форма и расположение в среде ограниченного объемасоответствовали моделируемому геоэлектрическому объекту. Заполняютобъемы вмещающей среды и модели неоднородности электролитами,Пропускают постоянный ток такойвеличины и в течение такого времени,которые необходимы для получения заданного удельного сопротивления модели. Величину тока н время его пропускания можно, например, определить пограФику зависимости удельного сопро-,.тивления от их произведения для данного электролита и.объема модели.Измеряют полученные удельные сопротивления вмещающей среды и модели,определяют их соотношение и при отличии его от заданного повторно пропускают постоянный ток, Эти операцииповторяют до тех пор, пока не будетполучено заданное Соотношение. Далеепроводят необходимые исследования,причем периодически измеряют удельныесопротивления вмещающей среды и модели, определяют их соотношение и приего изменении более допустимого дополнительно пропускают постоянныйток до приведения соотношения удельных сопротивлений к заданной величине.Для получения нового соотношенияудельных сопротивлений все операцииповторяют. После пропускания постоянного тока величины зарядов образовавшихся ионов в объемах вмещающей среды и модели неоднородности практически равны. Но так как объем модели значительно меньше объема вмещающей среды (в 100- 1000 раз), что и существует в реальных условиях, концентрация образовавшихся ионов в ней значительно больше, чем во вмещающей среде. В результате удельное сопротивление модели изме 57591 1 няется, а удельное сопротивление вмещающей среды остается исходным.Концентрация ионов увеличивается пропорционально произведению силы тока на время его пропускания. Это позволяет получать различные удельные сопротивления модели неоднородности, не заменяя ее электролита.На практике трудно сразу получить заданную величину соотношения удельных сопротивлений вмещающей среды и модели неоднородности, поэтому их величины необходимо периодически контролировать измерениями и корректировать, т.е., дополнительно пропус" кать постоянный ток, если их соотношение отличается от заданного эначения.Измерения удельных сопротивлений 20 модели неоднородности и вмещающейсреды также необходимо периодическипроводить и в процессе всего временимоделирования и при их изменении до- .полнительно пропускать постоянный ток.Это позволяет сохранять заданныесоотношения удельных сопротивлениймодели и вмещающей среды с высокойточностью, определяемой средствамиизмерения удельного сопротивленияэлектролита.Таким образом, пропуская постоянный ток из объема модели неоднородности во вмещающую среду или наоборот, можно с высокой точностью получать различные соотношения удельныхсопротивлений модели неоднородностии вмещающей среды и,сохранять ихв процессе моделирования, а такжеувеличить производительность моделирования за счет использования одного электролита для вмещающей средыи изменения удельного сопротивленияэлектролита модели неоднородностибез замены его в объеме модели.На чертеже приведена блок-схемаустановки, с помощью которой можетбыть реализован предложенный способ.Установка содержит электролитическую ванну, в которую помещена вмещающая среда 1, источник 2 постоянноготока, .регулируемый стабилизатор 3 тока, электроды 4 и 5, объем модели 6неоднородности, ограниченный ионитовой перегородкой 7, резистивиметр 8и датчики 9 и 10 удельного сопротив ления.Электрод 5, датчик 9 удельногосопротивления помещены в объем моделинеоднородности, а датчик 10 удельногосопротивления и электрод 4 - во вме/щающую среду 1.В качестве вмещающей среды 1 используют водопроводную воду, залитуюв электролитическую ванну, например,с габаритами Зх 2 х 1 м. В качестве источника 2 постоянного тока применяютвыпрямитель переменного тока в постоянный со сглаживающим фильтром на выходе. Регулируемый стабилизатор 3 0тока может быть изготоволен по типовой схеме. Электроды 4 и 5 изготовлены из графитового стержня. Объем модели 6 заполнен водой,Не искажающая электрическое полеионитовая перегородка 7 изготовленав виде пленки из ионообменной смолытипа МА, Для прочности она армирована сеткой из тонкой капроновойнити. 20В качестве датчиков 9 и 1 О резистивиметра 8 применяют четырехэлектродные зонды, аналогичные зондам,применяемым в электрическом каротажебуровых скважин для определения удель 25ного сопротивления. раствора, заполняющего скважину.Источник 2 постоянного тока подключают к электроду 4 и через регулируемый стабилизатор 3 - к электро 30 ду 5, Стабилизированный ток 20 мА пропускают 3 мин из объема модели 6 во вмещающую среду 1. При этом в области положительного электрода 5 в объеме модели б возникает избыток З 5 положительных ионов, а в области отрицательного электрода 4, расположенного в среде 1, - избыток отрицательных ионов. Постоянный ток выключают и затем измеряют удельное сопротивление среды и модели резистивиметром 8 с помощью датчиков 9 и 10.После пропускания постоянного тока сопротивление модели изменялось, а сопротивление среды оставалось 45 прежним, Определяют соотношение удельных сопротивлений модели и среды, сравнивают его с заданным, При сравнении определяют необходимое время пропускания тока для получения заданного соотношения удельных сопротивлений. Повторно включают источник 2 постоянного тока и пропускают ток в течение такого времени, которое необходимо для получения заданного со отношения удельных сопротивлений. Выключают постоянный ток, измеряют полученные удельные сопротивления вмещаюшей среды и модели неоднородности,определяют их соотношение и,при отличии от заданного повторно пропускаютпостоянный ток, Эти операции повторяют до тех пор, пока не получат заданное соотношение удельных сопротивлений модели неоднородности и вмещающей среды.Далее проводят необходимые исследования при полученном соотношенииудельных сопротивлений,В процессе исследований периодически через 30 мин измеряют удельноесопротивление модели и в случае изменения его величины, выходящего за пределы допустимого, включают источник 2постоянного тока и дополнительно пропускают постоянный ток до получениянеобходимого удельного сопротивлениямодели.Для получения нового соотношения удельных сопротивлений все операции повторяются.Результаты измерений удельного сопротивления электролита в объеме модели неоднородности приведены в таблице.Удельное сопротивление вмещающей среды не изменялось и было равно 24,0 Ом-м.1Из таблицы видно, что при изменении величины заряда (А ч), прошедшего через объемы вмещающей среды и модели неоднородности, от О до 0,01 Ач, удельное сопротивление модели изменяется от 24,0 до 5,26 Омоем, что свидетельствует о возможности изменения удельного сопротивления модели в достаточно широких пределах.Предложенный способ моделирования геоэлектрической неоднородности во вмещающей среде о сравнению с прототипом позволяет увеличить производительность моделирования за счет исключения многократных операций: приготовления электролитов различных концентраций для заполнения объемов модели неоднородности и вмещающей среды, переливания (замены) электролитов в объемах модели и вмещающейсреды, а также промывки емкостей дляэлектролитов вмещающей среды имодели.Затраты времени на перечисленныеоперации составляют не менее 20 мин,Если в процессе моделирования необходимо получить пять величин соотношений удельных сопротивлений вмещающей12575 Удельное сопротивление модели неоднородности в зависимости от произведения силы постоянного тока и времени его пропускания,0,0025 0,005 0,0075 0,01 Электрический заряд, А ч Удельное сопротивление, Ом и 17,6 12,91 8,97 5,2 Ь 240 Формула изобретения Составитель Л.ВоскобойниковТехред А.Кравчук Корректор М.Демчик Редактор М.Келемеш Заказ 491545 Тираж 728 Подписное ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграФическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,среды и модели неоднородности, то на их образование нужно 120 мик. При работе предложенным способом затраты времени на образование тех же соотношений составляют ке бопее 35 мин,5 т.е. производительность моделирования геоэлектрической неоднородности увеличивается в 2-4 раза. Кроме того, способ позволяет полу О цать модели геоэлектрической неоднородности во вмещающей среде с заданными соотношениями их удельных сопротивлений с повьвекной точностью и сохранять зти соотношения в процессе моделирования за счет устранения изменения удельного сопротивления модели во времени из-эа диффузии ионов через нокитовую перегородку.Длительность процесса исследова О ния .модели при заданном соотношении удельных сопротивлений равна нескольСпособ моделирования геозлектрической среды, включающий образование модели неоднородности ограничением части объема внутри вмещающей среды ионитовой перегородкой и получение4 О задаикого соотношения удельных электрических сопротивлений модели неоднородности и вмещающей среды путем заполнения их электролитами с заданными параметрами, о т л и ч а ю -щ.и й с я тем, что, с целью повыше 91ким часам, За такое время относительное изменение удельного сопротивления модели может достигать 157, есликонцентрацию ионов в объеме моделике восстанавливать,При работе по.способу-прототипудопускают отклонение от заданногосоотношения до +3-5. Предложенныйспособ позволяет поддерживать заданное соотношение без механических операций с моделью неоднородности, в любое время обеспечивая устранениеотклонения от заданного соотношенияс точностью + 12 и лучше, что повышает точность моделирования в 3 раза,Это обеспечивается измерениями удельного сопротивлении электролитов модели и вмещающей среды в процессемоделирования и коррекцией его величины дополнительным пропусканием постоянного тока в любой момент времени исследований,ния прочэводктельности труда и точности изготовления модели, пропускают постоянный ток нз объема моделинеоднородности во вмещающую средуили наоборот, измеряют удельное сопротивление модели неоднородностипосле. выключения постоянного токаопределяют соотношение удельных сопротивлений модели и среды, сравнивают его с заданным и при их отличииповторно пропускают постоянный токдо получения заданного соотношенияудельных сопротивлений.