Способ геоэлектрической разведки

2) Авторыизобретен и оляков, и В тик,Трудов адиофи орьковскии орд сследовательск(71) Заявител СОБ ГЕОЗЛЕКТРИЧЕСКОД РАЗВЕ Изобре трической и может б ности, в полиметал и льба" ние относится к геоэлеказведке переменным токомь использовано, в частдной геофизике при поискв, нефти и газа. Известен способ геоэлектрической разведки методом непрерывных частотных зондирований, основанный на том, что на поверхности Земли с помощью генератора переменного тока, подключенного к заземленному электрическому или незаземленному магнитному дипопю, возбуждают электромагнитное поле. Затем в каждой заданной точке исследуемогорегионарегистрируют горизонтальную составляющую электрического поля или вертикальную со ставляющую магнитного поля поочеред но на всех частотах рабочего диапазона. По полученным данным строят кривые частотного зондирования. Интерпретацию полученных данных .осуществляют путем подбора теоретичесо Красного Знамени научнческий институт к й кривой (палетки), наиболее близкой и экспериментальной 1,Недостатком этого способа является то, что пространственный спектрс гнала в исследуемых точках представляет собой сложную суперпозицию пространственных гармоник поля,отраженных от различных слоев земной коры. Следствием этого являются сложность обработки и недостаточная точность измерений. Другимнедостатком является низкая разрещающая способность по горизонтали,обусловленная тем, что для зондирования слоя, расположенного на глуюбине Ь, расстояние между приемникоми передатчиком должны быть порядка(5-8) и. Кроме того, для снятия кривых частотного зондирования на бощой площади требуется частая перезировка генераторной установки, чтоведет к увеличению сроков и стоимости полевых работ.3 98755Наиболее близким по совокупности сходных признаков к данному техническому решению является способ геоэлектрической разведки, основанный на том, цто измеряют в заданных точ- з ках исследуемого региона электрические и магнитные компоненты электромагнитного поля, обусловленного ионосферными токами. Затеи определяют поверхностные импедансы в заданных 10 точках, по которым судят о строении геоэлектрического разреза, т,е. распределении проводимости горизонтально-слоистого разреза земной коры и верхней мантии,1 21. 15Недостатком этого способа, как и других способов магнитотеллурицес-, кого зондирования является низкая дос товерность, так как измерения прово" дятся в узком диапазоне частот (пе риоды сигналов, создающих магнитотеллургическое поле, лежат в диапазоне от нескольких секунд до нескольких десятков секунд, что дает сведения лишь о строении самых глубоких слоев И земной коры. Геологическая интерпретация полученных данных носит качест венный характер и не позволяет с достатоцной достоверностью судить о строении всего геоэлектрического разре- ЗО за в целом. Низкая достоверность способа обусловлена также неопределенностью источника, создающего магнитотеллурицеское поле.Целью изобретения является повы- зэ шение достоверности способа.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу геоэлектрической разведки, основанному на том, что измеряют в заданных точках исследуемого региона, электрические и магнитные. компоненты электромагнитного поля, обусловленного ионосферными токами, и по поверхностному импедансу в этих точках судят о строении геоэлектри 4 цеского разреза, дополнительно воэ" действуют на нижнюю ионосферу мощным радиоизлучением, модулированным по амплитуде набором сигналов частот в диапазоне от долей Герц до несколь ких килоГерц, Формируют в нижней ионосфере возмущенную область, с. помощью которой преобразуют амплитудно-модулированное радиоизлучение в электромагнитный сигнал на частоте модуляции, и измеряет в заданных точ" ках исследуемоге региона электри" цескую и магнитную компонейты элек 2 4тромагнитного поля для всех значений набора частот модуляции.На чертеже представлен вариант блок-схемы устройства, реализующего способ.Устройство содержит канал 1 передачи и М каналов 2 приема (И число заданных точек исследуемого региона). Канал передачи включает в себя последовательно соединенные программатор 3, генератор 4 и передатчик 5 с антенной 6. Каналы приема расположены в заданных точках исследуемого региона. Каждый из них включает в себя датчики 7, 8 элек" трической и магнитной компонент поля, подключенные к соответствующим входам блока 9 обработки. На выходе блока 9 включен блок 1 О регистрации. Расстояние 5 между каналами 1 и 2 задается в виде Ь .5 с а, где расстояние а - коэффициент определяется мощностью передатчика 5, Ь- минимальное расстояние, на котором можно пренебречь прямыми наводками в приемной аппаратуре (Ьщ 5-10 км).В качестве генератора 4 могут быть использованы серийные генерато.-: ,ры, например, генераторы типа ГЗили Г 3-110. В качестве передатчика 5 могут быть использованы серийные передатчики мощностью 100 кВт и выше. Антенна 6 выполнена в виде синФазной горизонтальной решетки, подвешенной на высоте=М ( 3." длина рабочей волны передатчика 5). Датчик 7 выполнен в виде двух заземлен-ных электродов. Датчик 8 может быть выполнен в виде вертикальной рамки воздушного типа или в виде катушки с Ферритовым сердечником. Блок 9 может быть выполнен либо в аналоговом варианте, либо в цифровом. В качестве блока 10 регистрации могут быть применены приборы серийного типа, например, самописец типа Н(в случае аналогового исполнения блока 9) или перфоратор, а также цифровой магнитофон (в случае цифрового исполнения блока 9).Геоэлектрическую разведку с помощью разработанного способа осуществляют следующим образом.С помощью генератора 4 и передатчика 5 канала 1 формируют мощное радиоизлучение, модулированное по амплитуде сигналом цастотыЯфлежит в диапазоне от долей герц доС помощью данного способа можно также проводить электроразведку нак" лонных структур. При этом в каждой точке исследуемого региона необходимо расположить два приемных канала, причем электрические оси датчиков 7 и 8 в этих каналах должны быть взаимно перпендикулярны. При зондировании наклонных структур импеданс анизотропен,Таким образом, в данном способе геоэлектрической разведки реализо"- вано формирование зондирующего сигна ла в заданном местеионосферы, после которого в Земле представляет собой плоскую волну, распространяющуюся вер. тикально вниз, и осуществлено измере. ;ние амплитуды и фазы поверхностного .импеданса Земли в заданных точках ис.следуемого региона для заданного набора значений частоты зондирующего сигнала, Зтопозволяет судитьо стро" ейии всего геоэлектрического. разреза в целом и решить задачу о структуре подстилающего полупространства по измерениям поверхностного импеданса Земли, в результате чего обеспечивается положительнцй эффектповцшается достоверность способа геоэлектрической разведки. 5 987 нескольких килогерц). Воздействуют этим излучением на нижнюю ионосферу с помощью антенны 6. При таком воздействии за счет тепловой нелинейности ионосферы в ней формируется возмущенная область, характеризующаяся модулированным нагревом элек- . тронов. При этом осуществляется преобразование мощного радиоизлучения, модулированного по амплитуде сигна лом частотый , в излучение ионосфер" ных токов на частоте модуляции.й. Для частот модуляции, лежащих в диапазоне от долей Герц до нескольких килоГерц на Земле выполняются им" М педанснце .граничные условия, и на произвольном расстоянии от передатчика электромагнитное поле в Земле представляет собой плоскую волну, распространяющуюся вертикально вниз. 26Затеи осуществляют прием горизонтальных электрической и магнитной компонент поля на поверхности Земли в каждой заданной точке исследуемого региона с помощью датчиков 7 и 8 со ответствующего канала 2. С помощью блока 9 получают сигналы, пропорциональные амплитуде и фазе поверхностного импеданса Земли в каждой заданной точке исследуемого региона ЗВ - Ыйя / 11) з А 3 = н,(а;,хд) " ХЧ(Я;,Х,Ч ):," поверхностный импеданс землив точке; Х , У - координатыч ,1-ы точки из" мерения; ЬЯ 1 ХУ ),НЖХУ ) - горизонтальные электричес. кая и магнит 46 ная компоненты поля на поверхности Земли в ,) точке; 9; - частота моду"43 ляции (1 щ 1,2, ,е). С помощью блока 10 фиксируют сигналы, пропорциональные амплитуде и Фазе поверхностного иипеданса в каждоич Я заданной точке исследуемого региона для частоты модуляции Я;,:С помощью программатора 3 изменяют частоту генератора 4 по заданной программе, Для каждой частоты модуляции%повторяют весь цикл измерений. При этом в каждом канале 2 с помощью блока 10 фиксируют сигналь. 552 бпропорциональные амплитуде и фазе по верхностного импеданса Земли в каждой заданной точке исследуемого региона для всех частот Й ,. Данные полевых измерений сводятся в карты за" висииости амплитудц импеданса Е(Р;, Х, У) от координат Х, У для разлийных частотЯ:(Я-. используется как параметр). Изолинии этих карт соответствуют распределению геологических структур в исследуемом регионе. Чем ниже частотай ., тем более глубокие слои отражают карты.Достоинством способа является воэможность детального восстановления структуры исследуемого разреза за счет решения обратной задачи: каким должно быть строение разреза, чтобы обеспечить заданные значе" ния импеданса на поверхности Земли. Обратная задача решается для модели среды а виде а слоев, каждый из ко" торых имеет проводимость О и граничит с нижележащим полупространством на глубине Ь 1 1,2е). Решение обратной задачи дает сведения оО-, Ь 1 для а слоев (я определяет.ся мощностью ЭВИ).987552 Формула изобретения Дополнительным достоинством способа является то, что генераторная часть установки значительно удалена от района разведки. При этом для проведения геоэлектроразведки по способу могут быть использованы передающие средства связи. Кроме это" гомогут быть использованы специаль 1 ные йсследовательские стенды, соз-данные в ряде научных центров страны для изучения нелинейных процессов в ионосфере. Способ геоэлектрической разведки основанный на том, что измеряют в заданных точках исследуемого региона электрические и магнитные компоненты электромагнитного поля, обусловленного ионосферными токами, и по поверхностному импедансу судят о строении геоэлектрического разреза, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения достоверности способа, воздействуют на нижнюю ионосферу радиоизлучением, модулированным по амплитуде набором сигналов частот в диапазоне от долей Герц до нескольких килоГерц, формируют в нижней ионосфере возмущенную область, с помощью которой преобразуют амплитудно-модулированное радиоизлучение в О электромагнитный сйгнал на частотемодуляции,. и измеряют в заданных точках исследуемого региона электричес" кую и магнитную компоненты электромагнитного поля для всех значений нам бора частот модуляции Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 2 о 1. Иванов Л, П., Скугаревская С,Н. Методика частотных электромагнитных зондирований. "Наука", 1978, с.38-50 2. Авторское свидетельство СССР У 488176, кл. С 01 У 3/12., 1973 2 (прототип).ВНИИПИ Заказ 10298/34Тираж 708 Подписное Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная