Способ геоэлектроразведки

+а) И+ез+11) а й коэффициент; второй временныеы поляризуемости гд ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗ(71) Рязанский радиотехнический институт(56) 1, Комаров В.А. Электроразведка методом вызванной поляризации. "Недра", Л., 1972, с, 63-83.2. Шаповалов О,М. и др. Метод производной вызванной поляризации и его практическое применение Сб.: Методы разведочной геофизики, вып. 26, Л., 1976,. с. 86-95 (прототип).(54 ) 1. СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ, ованный на определении парамет поляризуемости исследуемой среды (с) в виде е а - постоянньЬ - первый ипараметрсреды;С,й - текущее время и времязарядки,при пропускании через нее серии им"пульсов постоянного тока переменнойдлительности и измерении параметраполяризуемости среды (с) в дискретные моменты времени, поставленные взависимость от длительности импульсов постоянногб тока, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности изме"рений и производительности труда.801087941 момент окончания каждого 1-го импульса постоянного тока, отсчитанный от начала первого импульса постоянного тока, устанавливают в соответствии с законом геометрической прогрессии, первым членом которой служит длительность первого импульса, продолжительность паузы между каждыми -м и +1-м импульсами устанавливают пропорциональной моменту окончания -го импульса с постоянным коэффициентом Р, внутри каждой паузы производят одинаковое число измерений значений параметра (й),поляризуемости среды в моменты времени, пропорциональные моменту окончания -го импульса с постоянными коэффициентами Р 1, РгР,.., Р,=Р, среди измеренных значейий параметра поляризуемости , имеющих одинаковый порядковый номер внутри всех пауз, выделяют его максимальное значение и время его появления, по множеству найденных максимальных значений парамет. ра поляризуемости 1 с разными порядковыми номерами определяют временной дрейф максимума значений параметра поляризуемости среды, при этом величины первого из временных параметров поляриэуемости среды я определяют. по частному от деления произведения времени максимума и соответствующего го значения временного дрейфа на соответствующее значение максимума параметра поляриэуемости среды 1,(й), а величины второго временного параметра поляризуемости среды Ь онределяют как частное от деления квадрата времени максимума на произведение соответствующей ве личины первого временного параметра(с+Ь)(с+с +я) ектрораэведй на опреде ледуемойчерез нееа длительизмерениясреды .ф 1,(с) 35 ости этого( ретического спад кривых не существу определенияяризуемостиого вида ный коэффициенти второй временнь ры поляризуемости пост а О ый араме реды; поляризуемости среды я и коэффициР 1ента -; пропорциональности.1+Р2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что длительность первого импульса устанавливают равной среднему геометрическому из 1Данное изобретение относится к технической физике, в частности к геологоразведке по методу вызваннойполяризации (ВП) и предназначено для поисков месторождений полезных 5 ископаемых, кроме того,оно может быть применено для структурно-геологического кортирования, изучения водно-физических свойств пород при гидрогеологических изысканиях при подготовке земель к мелиорации.Геоэлектроразведка методом ВП основана на пропускании через исследуе- мую среду электрического тока с последующим изМерением порожденного 15 им вторичного электрического тока ВП и оценке свойств среды по величине этого тока.В качестве отсчетной величины поляризуемости среды измеряют отно шениеполя ВП, наблюдаемого на измерительных электродах в виде ЭДС ,Ь О после выключения первичного тока, к полю, наблюдаемому в виде ЭДС й 0 пр во время пропускания тока,Известен способ геоэлки методом ВП, основанньленин поляризуемости исссреды путем пропусканияимпульса постоянного ток.ности й .и непрерывноговеличины поляризуемостипосле окончания длительнимпульса 11 .Поскольку единого теопостроения, описывающегоВП во временной области,ет, для количественноговременньм параметров полсреды используют различи ожидаемых величин временных параметров поляризуемости исследуемой. среды, знаменатель геометрической прогрессии выбирают равным 1/ГО1 Ю а коэффициент Р пропорциональности устанавливают равным числу, не превышающему 0,03. 2математические модели, описывающиесовокупность, возможных кривых спада1, во времени, например аппроксимнрую"щую модель вида где а,д,Ь - параметры поляризуемостиисследуемой среды,- текущее время.Для определения параметра ю ивременных параметров я и Ь, имеющихразмерность времени, необходимо измерить значения 1 в три последовательных момента времени и решитьсоответствующую систему трех транс"цендентных уравнений вида (2).Точное решение возможно только вчастном случае, когда реальное временное изменение поляризуемости средыдействительно описывается модельно но в подавляющем большинствеслучаев этого соответствия нет ирешение отыскивают методом последовательных приближений, что при раз"личин между реальным процессом иего нелинейной моделью может привести к несходимости итерационного процесса при неоднозначности определения искомых параметров,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является способ геоэлектроразведки методом вызванной поляризации ВП, основанный наопределении параметров поляризуемости исследуемой среды (й) в виде.Где Р=С/ ент 3 постоянн пропорци дуСиС е,С - текущее время и время зарядкипри пропускании через нее импульсовпостоянного тока переменной длитель"ности и измерении параметра поляризуемости средыС) в дискретныемоменты времени, поставленные в зависимость от длительности импульсов постоянного тока С 21,Пауза между импульсами в известном способе выбирается не менее вре. -мени релаксации, в течение которогопроцессы ВП затухают, внутри этойпаузы выполняют один или более заме- ,ров величины поляризуемости средыпричем время С замера устанавливают пропорциональным длительностипредшествующего импульса.При монотонно возрастающей длительности С импульсов тока зависиЭмость замеров 1 от времени С существенно отличается от кривой спада,аппроксимируемой моделью вида (2),имеет максимум в момент времени С,связанный с временными параметрамиполяризуемости среды соотношением Недостатками известного способа являются невозможность обеспечить . 3", достаточно высокую разрешающую спо" собность определения параметров поляризуемости среды на всей кривой 1(С), исключая окрестности точки с координатами (1 , С), а также низ кая производительность, определяемая временем для получения последовательности откликов за такое число одиночных импульсов тока, которое необходимо для снятия кривой 1(С) 5 во всем требующемся диапазоне наблю. денных времен, Опыт показывает, что для количественной интерпретации, необходимы измерения после воздействия 10-20 импульсов различной про" 5" должительности от единиц до первых сотен секунд. С учетом времени ре" лаксации между импульсами, которое должно значительно превышать нх длительность, на исследование одной З. точки на профиле измерений, т,е.одной локальной области среды тр буется время от одного часа и более. 4Целью изобретения является повышение разрешающей способности измерений и увеличение производительности труда. Поставленная цель достигается.тем, что согласно способу геоэлектроразведки, основанном на определении параметровполяризуемости исследуемой среды 1,(С) в -виде где а - постоянный коэффициент;,Ь - первый и второй временныепараметры поляризуемостисреды:С 1, С - текущее время и время зарядки, при пропусканиичерез нее серии импульсов постоянного тока,перемейной длительности и измерении параметра поляризуемости среды 11(С) в дискретные моменты времени, поставлен" ные в зависимость от длительности импульсов постоянного тока, момент окончания каждого д-го ймпульса постоянного тока, отсчитанный от начала первого импульса постоянного тока устанавливают в соответствии с законом геометрической прогрессии, первым членом которой служит длительность первого импульса, продолжитель" ность паузы между каждыми -м и х+1-м импульсами устанавливают пропорциональной моменту окончания 1-го импульса с постоянным коэффициентом Р, внутри каждой паузы производят одинаковое число измерений параметра (С) поляризуемости среды, в моменты временй, пропорциональные моменту окончания ь.-го импульса с постоянными коэффициентами Р 1, РгР).Р,=Р имеющих одинаковый порядковый номер внутри всех пауз, выделяют его максимальное значение и время его появления, по множеству найденных максимальных значений параметра поляризуемости 1(С) с разными порядковыми номерами определяют временной дрейф максимума значений параметра попяризуемости среды, при этом величины первого из временных параметров поляризуемости среды ф, определяют по частному от деления произведения времени максимума и соответствующего ему значения временного дрейфа на соответствующее значение максимума параметра поляризуемости среды (С), а вели1087941 1 О Т) с (МР )т Р. одиозна но 3-гоПодс формулы второй емости в виде ель поляри 35ни вым в р усГ чины второго временного параметра поляризуемости среды Ь определяют как частное от деления квадрата времени максимума на произведение соответствующей величины первого вре менного параметра поляриэуемости сре"Рды д и коэффициентапропор 1+Р циональности.При этом длительность первого импульса устанавливают равной среднему геометрическому от ожидаемых величин временных параметров поляризуемости исследуемой среды, знаменатель геометрической прогрессии выбирают равным 9 10, а коэффициент Рпропорциональности устанавливаютравным числу, не превышающему 0,03,На фиг. 1 показаны временные соотношения между последовательностямиполяризующих импульсов и моментовизмерения значений поляризуемостисреды 61, , на фиг. 2 - семейство,временных зависимостей значенийполяризуемости среды )1, необходимыхдля нахождения величин параметровполяриэуемости среды, как Функцийвремени.На фиг, 1 изображен фрагмент серии импульсов поляризующего тока,3,представленный соответственно -м их+1-м импульсами тока 7 и 31+1,пауза между которыми равна Р,6.). Ио 1менты начала и окончания каждого импульса устанавливают от начала(С=О) первого импульса длительности С. Внутри каждой д-й паузы производят ш отсчетов )11 в моменты3времени (относительно СО), - порядковый номеротсчета внутри пау.зьц 45 Р =РМ.1- ) - й ффи" 3циент пропорциональности между длительностью С импульса тока 3; - по1ляриэующего тока и временем отсчета внутри каждой паузь при фиксирован О ных номерах 1, а = 1)10.Благодаря воздействию последовательности импульсов монотонно возрас.тающей длительности семейство кривых 1,(С, Р ), характеризующих значения 55 поляризуемости среды прн фиксированных номерах 1 внутри каждой паузы, имеет максимумы )1 , наблюдаемые в момент времени Фф (фиг. 2). Кривую Р(С) временного смещения максимумов0(С) == , (6) значения которого в фиксированные моменты времени фь., .Я, ьф.", "используют для увеличения разрешающей способности определения временных параметров поляризуемости среди я и Ь в широком диапазоне наблюдаемых времен.В этом случае величину первого временного поляризуемости среды параметра я в любой момент времени можно однозначно найти по частному от деления но разрешенному отнозначения а 1 В(Р%1)авляя это найденйое(6) значение в формулременной параметрреды определяют Ь а постоянный коэффициент а, характеризующий среду соответственно времени наблндения Рф , находят, на"пример, по формуле (2) подстановкойзначений Ь , я и С т,1ф 11увеличить детальность исследований можно двумя путями: выбором щувеличивают число отсчетов внутрикаждой паузы; для любого значения времеь находят по экспериментальным критма ззР(Ф+), Р(С) и 6(С), полученнымезультате полевых исследований,еднеиные величины Р, )1(%, Р) иттл), а затаи, используя соотнояания 6) и (7) по значаннямменными параметрами серии поляриэующих импульсов тока обеспечивает ожидаемый эффект, т.е. выделения максимумов , (Т ,) при снятии зависимости поляризуемости среды (с, Р ).1 Способ позволяет также достигнуть увеличения производительности с исследовательских работ за счет сокращения времени исследования, что можно определить по соотношениюис-(фт,:+Б т. )Йд,чР пульса поляриэующего тока,изменяющегося по законугеометрической прогрессии;- длительность -ого интеррМвала релаксации послед-ого импульса поляризующего тока, выбирается неменее чем 1,5- момент окончания последнегоиимпульса поляризующего тока.В случае, когда знаменатель геометрической прогрессии составляетфО, производительность Сувеличивается примерно в 9 раз.Благодаря использованию способаза счет увеличения разрешающейспособности определения временныхзависимостей параметров поляризуемости среды увеличивается достоверность выделения рудных аномалий ирасчленение нх по перспективности,что в конечном итоге позволяет существенно уменьшить объем бурениядорогостоящих геологоразведочныхскважин на этапе проверок геофизических рекомендаций,1087941 8 мые временные параметры поляризуемости среды 8(Г+) и Ь(гф).Таким образом определяют зависимость временных параметров поляризуемости среды я и Ь как функции времени 8(с) и Ь.Способ осуществляется следующимобразом.Благодаря выбору знаменателягеометрической прогрессии моментовС = 1 ц"фЪкончания поляризующих1юимпульсов тока равным с = 40достигается равноточное установлениеположения максимума поляриэуемостисреды в широком диапазоне изменения 15 где С - момент окончания -го импараметров поляризуемости среды.Координаты точки максимума 1Т выбором малого Р = Р смещаютПв область ранних времен, где имеетместо более высокое отношение сигнал/шум, что обеспечивает более достоверное определение точки максимума, с другой стороны при маломР 4 0,03 суммарная ошибка измере-ния поляризуемости среды 11 от 25последействия всех пауз невелика ине превысит 5 Х.Благодаря изменению коэффициентапропорциональности Р по законуР = Ро(1 щ 1, 1 = 1-т, где с= сГО - 3010зйаменатель геометрической прогрессии, обеспечивается равноточное опре.деление временного смещения максимумов и его дрейфа на временной шкале.Длительность с первого импульсаполяризующего тока устанавливают в.соответствии с ожидаемыми временными параметрами поляризуемостисреды 8 и Ь в исследуемой среде каксреднее геометрическое С,1 й 8 Ь. Это 40первичное согласование среды с вре,/ юп. Составитель Л, Воскобойниковактор О. Черниченко Техред Ж.Кастелевич Корректор О.Билак аказ 2667/4 филиал ППП "Патент", г,город, у ая,Тираж 711 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 3035, Москва, Ж, РаПодписноекомитета СССРи открытийшская наб д. 4/5