Способ электромагнитных зондирований

М 5 В С 01 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИ МИТЕТ ССЙ ИОТН ЕН САНИЕ ИЗ ницатвытвю К АВТОРСН 0 МУ орское научнообъединение инжеСоюзморинагеоло(57) СПОСОБ ЭЛЕКТРОИАГНИТНЬИ ДИРОВАНИЙ, при котором воэбуадаэлектромагнитное поле, с помощью ю УР(71) Всесоюзное мпроизводственноенерной геологии "гияс(5 б) 1. Электроразведка. Спвочник геофизика, М., фНедрс. 202-208.2. Авторское свидетельстпо заявке в 3246882/18-25,тип). измерительных электроров, размещенных на профиле, измеряют электрическую нли магнитную составляющие электромагнитного поля на заданной после.довательности разносов в заданныемоменты времени, начиная с моментавключения тока в питающей цепи, илис заданной дискретной последовательностью длин волн и по результаа- ,там измерений судят о строении геок, 1980, электрического разреза, о т л ич а ю щ ий с я тем, что, с целью о СССР .поВьааениЯ Детальности РасчленениЯ прото-разреза, измерения проводят в моменты времени, соответствующие постоянному для всех разносов отношениюпараметра становления или длины волны к величине разноса, на которомпроизводится измерение.35 40 50 60 Изобретение может применяться для изучения геологического строения осадочного чехла при наличии в нем непроводящих экранов, для выяв"ления неоднородностей в геоэлектрическом разрезе, связанных с залеа 5 ми нефти и газа, а также для изучения верхней части разреза и детального расчленения горизонтально- слоистых сред при решении инженерно-геологических задач.Сущность частотных зондирований и зондирований по методу становления поля как модификаций электромагнитных зондирований соответственно при гармонически меняющемся н 15 неустановившемся электромагнитном поле, заключается в измерении кажущегося удельного сопротивления в зависимости от длины волны или параметра становления. Распространение 20 гармонических колебаний электромагнитного поля сопровождается изменением их амплитуд и появлением фазовых сдвигов по отношению к фа- зе тока питания. Неустановившееся 25 и гармоническое электромагнитные поля содержат одну и ту же информа- . цию о геоэлектрическом разрезе, характеризуя разрез по глубине. Йаиболее полные сведения о продольном и поперечном удельных сопротивлениях могут быть получены при комплексировании зондирования частотного или становлением поля с изменением разносов.Задачей морской электроразведки является определение электрических характеристик и мощностей геоэлектрических горизонтов с достаточной разрешающей способностью для точного расчленения разреза по глубине.Известен способ электромагнитных зондирований, характеризующийся высокой разрешающей способностью (метод переходных процес сов МПП), в котором. возбуждают электромагнитное поле с помощью незаземленной петли в виде прямо" угольных импульсов тока и в паузах между этими импульсами в за.данные моменты времени после выключения тока измеряют параметры нестационарного электромагнитного поля, по которым судят о строении геоэлектрического разреза 11 .Однако МПП предназначен для обнаружения локальных хорошо проводящих тел при индуктивном возбуждении поля и не обеспечивает исследования горизонтально-слоистых структур с удельным электро- сопротивлением более высоким,чем сопротивление перекрывающей водной толщи. При этом аномальный эффект в способе МПП уменьшается при увеличении удельного электро сопротивления исследуемого объекта.Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ электромагнитных зондирований, характеризующийся высокой разрешающей способностью, пригодной для детального изучения структур, согласно которому возбуждают электромагнитное поле с помощью измерительных электродов, размещенных на профиле, измеряют электрическую нли магнитную составляющие электромагнитного поля на заданной последовательности разносов в заданные моменты времени 1;, начиная с момента включения тока в питающей цепи,. или с заданной дискретной последовательностью длин волн 3;, а по результатам измерений судят о строении геоэлектрического разреза.Электроды размещены на профиле с заданной последовательностью разносов г 1, г г,.го(где 3. = 1, 2, , и - число разносов; 1 = 1,2. ; в - количество длин волн), при этом измеряют на каждой последовательной паре разносов. разность Фаз сигналов для каждой из заданных длин волн. Набор длин волн устанавливают для каждой пары разносов таким образом, чтобыг;выполнялось условиег; я;) для набора длин волн (ю 1 з 3),причем набор возбуждаемых длин волн изменяют до получения максимальной разности фаз для каждой пары разносов, По измеренным разностям фаз судят о строении геологического разреза 123,Недостатком способа является неоднозначность измерения регистрируемых параметров из-за слишком высокой чувствительности к вертикальным не-. однородностям разреза, а также к изменениям частоты зондирования 63 и разноса г в том случае, если измерения осуществляются с погруженной установкой, используемой в морской электроразведке.Целью изобретения является повышение детальности расчленения.Поставленная цель достигается согласно способу электромагнитных зондирований, при котором возбуждают электромагнитное поле, с помощью измерительных электродов, размещенных на профиле, измеряют электрическую или магнитную соСтавляющие электромагнитного поля на заданной последовательности разносов в заданные моменты времени й, начиная с момента включения тока в питающей цепи, или с заданной дискретной последовательностью длин волн 31 и по результатам ибмерений судят о строении геоэлектрического разреза, измерения проводят в моменты времени, соответствующие постоянному для всех разносов отношению параметра становления в или длины волны к величине разноса, на котором производится из-. мерение. й;Это означает, что в= сопэС (1)Л 7 Г- моменты времени измерений;среднее удельное электросопротивление верхнего слоя 1- магнитная проницаемость вакуума. 15Зондирование по данному способу возможно прн варьировании длины вол-, ны Э (в варианте частотных зондирований с измерением амплитуд), аналогичному условию (1)20+ = солзС (2)Эфгде ;=га Г,25Ы - угловая частотаОтношение временного аналога длины,волнык разносу т для всехразносов выбирается иэ анализа теоретических кривых, равных 1;3, адиапазон разносов выбирают от тол- ЗОшины верхнего слоя Ь горных породдо удвоенной толщины водного слоя.Результаты измерений представляютв виде эффективных сопротивлений,равных произведению измеренной разности потенциалов на каждом разносепри соблюдении условия (1) и (2)на . коэффициент установки,Повышение разрешающей способности, т.е. детальности, достигается 4 Облагодаря тому, что измерения проводят на серии разносов с соблюдением условия (1), что обеспечиваетполучение полной кривой зондирования, и на этой основе -.воэможность подетального исследования слОев горизонтально-слоистой среды и ихизмерения. Выбор на каждом разносе6 1соотношения в , = сопзС или , = сопзСг; 3 ф 1дает возможность проводить измерения в оптимальном временном интервале переходного процесса, в которомсигнал определяется высокочастотными составляющими его спектра и ужедостаточно интенсивен для его уверенного определения.На фиг.1 изображено расположение питающих и приемных электродовфна фиг. 2 - структурная схема измерительной аппаратуры, бфИзмерительная аппаратура. содержит питающие 1 и 2 и приемные 3-12электроды, источник тока 13, коммутатор 14, управляющее устройство 15,каналы усиления и регистрации 16, у,16 и, предварительный усилитель17, фильтр 18, нормирующий множитель 19, ключ 20, накопитель 21 и.регистратор 22.Электромагнитное поле возбуждаютпосредством источника электрического (эаэемленная линия) или магнитного типа (неэаэемленный контур)последовательностью прямоугольныхимпульсов тока З. Длительностьвозбуждающих импульсовв два иЬболее раз больше максимального запаздывания момента времени измерений (для обеспечения затухания поля от каждого предшествующего цикла возбуждения).Измерение производится с доннойустановкой набором приемных линий3-12, расположенных на некоторомрасстоянии от питающего диполя 1-2,начиная с момента включения тока.Измерения разности потенциаловнестационарного поля производятсяв и точках с соблюдением для каждой условия (1) или (2) на серииразносов.Результаты измерений представляютв виде эффективных сопротивленияравныхпроизведению измереннойразности потенциалов на коэффициентустановки (равний для дипольной установки К = Яю)кривую полного становления (зондирований) изображаютв билогарифмическом масштабе,Интерпретация данных зондированияпроизводится с помощью специальнорассчитанных палеток путем совмещения экспериментальных кривых с теоретическими.Способ осуществляют следующим об-.разом.Измерения производят с помощьюмногоканальной косы, представляющейсобой многожильный кабель в рези-.новом или полиэтиленовом шланге, каж"дая из жил которого выводится навнешней электрод, представляющий собой свинцовое кольцо, охватывающеекабель по внешней его поверхности.Датчики могут буксироваться подну или укладываться на дно с помощью судов или подводных аппаратов,Два электрода 12 используются длявозбуждения поля, остальные 3-12.,для приема сигналов,В частном случае каждый второйэлектрод предшествующей приемной пары является первым электродом последующей приемной пары (фиг.1). Приэтом расстояния 2-3, 2-5, 2-7, 2-9и т,д. от. второгопитающего электрода 2 до первого из каждой. пары приемных электродов 3-12 возрастают вгеометрической прогрессии с шагом 42;Рекомендуются следующие расстояния,равные соответственно 1-1,41-2-2,82,1053041 8 очередная регистрация накопленныхпетли и приемного электрического ди-.по многим каналам измерений,поля, расположенного на определенномСпособ позволяет повысить чувст- -расстоянии от петли, технически эатвительность морской электрораэведки руднительно. Возможность пДовйдения к неоднородностям удельного электро- измерений в движении с такой уста- сопротивления пород морского дна в 5 новкой исключена.горизонтально-слоистой среде, с величиной удельного сопротивления по ,: Использование дипольно-осевой усЛ горнж породам большей, чем удельное: тановки, источника и приемника элек-сопротивлеиие водной среды. Развед- трического типа обеспечивает возможка верхней части морского дна при 10 йость измерений в движении с достаинженерно-геологических работах на .точной разрешающей способностью,. Что шельфе сможет обеспечить возможность повышает производительность электропрогноэа прочности грунтов, в част- разведочных.работ и расширяет воэйостй для определения мощности верх- .можности применимости в морской него слоя неконсолидированных горных 5,электрораэведке метода электро маг."пород и для прогноза несуюей способ- нитных зоидированйй.ности грунтов при укладке на дносооружений и аппаратов. ОснованиемПо сравнению с известньва предяадля прогноза является тесная корре- гаемый способ отличается наряду с ляционная связь относительного удельбольшей раэрешааюей способностью ного сопротивления водонасыцеиных большей информативностью при сохрагрунтов с их пористостью .коэффици-. ненни глубинности, высокой пройзвоент корреляции составляет 0,95 0,98), . дительностью измерений, возможностьюПроведение измерений с уставов- . использования в районах с трудными кой, состоящей иэ горизонтальной 5 условиями заземления. Составитель ЛВоскобойникоТехредЛ,Пилнпенко Корректо Джуган т аренк Заказ 88 бб 4 Тираж 10 ВНИИПИ Государственного ком по делам изобретений и 113035, Москва, Ж-З 5, Раушск