Способ геоэлектроразведки

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нв 871035(22) Заявлено 2010,79 (21) 2831916/18-25с присоединением заявки Йо(51)М. Клз 6 01 Ч 3/06 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В.Ф. Сарбаш, В.И.Лемец, В.Д. Жил ников,и Т.Л; Мицкевич Казахский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института разведочной геофизики(54 ) СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ Изобретение относится к способам электрораэведки рудных месторождений на переменном токе, основанным на излучении поляризуемости геологических сред.Известен частотный способ фазовых измерений эффектов вызванной поляризации, основанныи на изучении фазовых частотных характеристик электрического поля, созданного заземленными источниками тока. Разделение полей поляризационного и индукционного происхождения осуществляют на основе различия формы их частотных характеристик. Фаэовые частотные характерис тики (ФЧХ) полей ВП имеют один или несколько экстремумов и пологие низкочастотные и высокочастотные ветви. Положение экстремумов на оси частот дает информацию о геологических осо бенностях поляризующихся объектов.Фазовые частотные характеристики индукционных полей в области малого параметра электромагнитного поля (низких частот) прямо пропорционально зависят от частоты. Пользуясь различием в крутизне ФЧХ полей, индукционные эффекты исключают иэ результатов измерений путем преобразования сигналов, измеренных на двух или трех 30 частотных по специальному алгоритму ИНедостатком способа является то, что он применим только в области относительно малых параметров поля.Известен способ разделения поляриэационных и индукционных эффектов, в котором измеряют фазовую частотную характеристику суммарного поля, соэ даваемого заземленным источником, питаемым гармоническим током 21.С целью увеличения глубинности и разрешающей способности методаВП изменяют взаимное положение приемных и питающих линий, образуя острые или тупые углы между ними. Угол между линиями меняют до тех пор, пока не изменится вид фазовой частотной характеристики, и по низкочастотной асимптоте судят о наличии поляриэующихся объектов.Недостатком способа является его невысокая разрешающая способность в высокочастотной области. Это связано с тем, что в способе подразумевается применение относительно больших расстояний между питающими и приемными электродами, при которых велики и индукционные эффекты. Сближение электродов с целью исключения индукции при"такие величины и Яна фиксированнойчастоте цр 0, что-23 Р 0 - " -- ")+ЯеьОЗд, т.е.йПри отключении частоты поля отщр в большую или меньшую сторону частотная характеристика фазы суммарного напряжения, монотонно иэменяясь,переходит через значение - - (вследЛСВтИЕ ЗаВИСИМОСтИ ИЕЗоп От ЧаСтстн) .Нетрудно показать, что в областичастот. гдето близко К - ф , мнимаяУкомпонента напряжения, создаваемаялокальным объектом, намного превышает мнимую компоненту напряжения,связанную с вмещающей средой. Для грубых оценок примем для вмеща их ионяопроводящих пород (. = 0,02,1, а для локального объекта:4 г с Оп =-18 ЬОп . С учетом выражения(3) и едем.анных допущений перепишемвыражение (1) Отсюда видно, что измеряемое напряжение при 4 = равно. мнимойЛкомпоненте напряжения поля ВП от локального объекта с точностью 0,02%.Изменение реальной и мнимой компонент поля ВП от частоты не увеличивает указанную погрешность, поэтомучастотная характеристикадп,лОвп определяется в основном электрохимическими процессами, связанными сизучаемым локальным объектом,В однсродном полупространстве уляполучения сдвига фазы величинойдостаточно обеспечить геометрическуюсимметрию в расположении приемныхэлектродов относительно питающего,поскольку линии равного потенциалаточечного источника тока представляют собой окружности. В реальных условиях симметрия поля потенциала какправило нарушается, что требует выполнения специальных операций, на.правленных на определение на местности такого положения приемных электродов вблизи питающего электрода,прикотором фазовая частотная характеристика суммарного напряжения переходит через -ЛПри измейениях по данному способуосуществляются следующие операции.1. В земле задается первичноеэлектрическое поле с помощью источника в виде заземленной двухзлект. -родной линии, питаемой гармоническимтоком, причем один из электродов (основной) располагается в пределахисследуемой аномалии ВП.2. Располагают приемные электродыпо разные стороны основного питающего электрода, предпочтительно на одной линии с ним.3. Измеряют фазовые частотные ха-рактеристики суммарного напряжения в приемной линии при изменении взаимоного расположения электродов.4. Находят такое положение приемных электродов, при котором фазоваячастотная характеристика суммарногонапряжения в используемом диапазонечастот переходит через значение -- .Ха5. При достигнутом положении электродов измеряют дополнительно амплитудную частотную характеристику.По совокупности амплитудных и фазовых измерений при таком положенииэлектродов, когда фазовая частотнаяхарактеристика переходит через значение- - , судят о геологических осоУбенностях поляризующихся объектов, .1 Операции 4 обеспечивает в приемнойлинии компенсацию напряжения, связанного с вмещающей средой.,что позволяет приблизить приемные электроды кпитающим и снизщуь .аадукцибнййЕ влия" Щ ния без потези информации о погруженных поляризющихся объектах.При найденой оптимальной расстановке электродов можно построитьчастотную характеристику мнимой 1 компоненты напряжения в приемной лфииии судить по ней о геологический особенностях поляриэующихся объектов.Таким образом, удается снизитьиндукционные влияния на высоких .час"тотах, получить частотную характеристику. вторичного поля ВП в широкомдиапазоне частот и увеличить разре"шающую способность метода при детализационных исследованиях.На фиг, 1, 2 показана измерительЗ 5 ная установка для выполнения способа геоэлектроразведки в полевых услО"виях и даны результаты измеренийпри разных ее положениях.Установка содержит основной 1 и 4 вспомогательный 2 питающие электродыгенератор тока 3, неподвижный 4 иподвижный 5 приемные электроды и ам"плитудно-фазовый измеритель б,Измерения выполнены на одной иэаномалий ВП. Измерительную установку, показанная на фиг. 1размещалина местности так, чтобы основной питающий электрод находился в пределаханомалии ВП. Приемные электроды размещались симметрично относительнопитающего электрода. Измеряли фазовуючастотную характеристику (ФЧМ) суммарного напряжения в приемной линиив частотном диапазоне 0,3-156 Гц спомощью образца аппаратуры ЭВ.Вначале приемные электроды (впредложении однородности среды по сопротивлению) располагали симметричноотносительно питающего электрода впозиции Э , Характер ФЧХ в этой по) зиции показан на фиг. 2.1. Он отличается практической независимостью фазы от частоты,. Аналогично ведут себяамплитуда (ЬО) и мнимая компонента(ЪмдО) напряжения, что объясняется у отсутствием достаточно глубокой ком"пенсации напряжений в приемной линии,создаваемых первичным полем источника тока,В дальнейшем подвижный приемныйэлектрод занимал положение , ,у и т.д. отстающие друг от другана местности на несколько сантиметров. В позицияхи Ч фазоваячастотная характеристика переходитчерез - ф соответственно на частотах1,2 и 4 Л Гц. С точки зрения реализации данного способа измерений позициии Ч равноценны. В одной изэтих позиций измерения амплитуды поля являются обязательными, так какони позволяют в совокупности с фазовыми измерениями вычислить мнимуючасть поля ВП (ее знак условно принимается положительным)ь.= ь э,В позицияхи Ч частотная хаЮрактеристикаЗойО имеет экстремум,положение которого на оси частот характеризует геологические особенности объекта 1. В качестве информатив-.ного параметра может быть использована также величина, определяющая крутизну частотной характеристики1,:зюдов Я)ъъ аоИ),36где Ъч ь . (Е 1) и Эщ ЬО(я) - напряжение начастотах и % .При дальнейшем перемещении электрода в сторону вспомогательного питающего электрода ФЧХ суммарного напря- Д 5жения целиком переходили в опастьзначений Члежащих между- и -Хнапоминая по форме кривые Ч , полученные в позицияхи(эти ФЧХ нафиг. 2 не показаны), 40Приведенные данные свидетельствуют .о том, что при измерениях переходфазовой частотной характеристики через значение в - четко определяетсяЛЯ.в реальных условиях. При положенияхприемных электродов, отвечающим таким фФЧХ, на частотных характеристикахмнимой компоненты напряжения областьэкстремальных значений проявляетсянаиболее четко. При других положени-ях электродов, например в позиции Яизучение частотной характеристики ЭидОс достаточной для практики точностью осуществлять не удается.Дополнительными измерениями установлено, что характер графиковУ,ЬО, 260 практически не зависит от размеров приемной линии, если она изменяется от 5 до 20 м и от угла между приемной и питающей линиями.Для осуществления данного способа могут быть использованы общеизвестные технические средства, например, серийная электроразведочная станция ИНФАЗ ВП (диапазон частот 0,3-78 Гц) или станция ЭВА(диапазон частот 0,03-156 Гц).Формула изобретенияСпособ геоэлектроразведки по мето-. ду вызванной поляризации путем возбуждения первичного поля заземленным источником и измерения амплитуднофазовых частотных характеристик суммарного поля при изменении взаимного положения питающих и приемных электродов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения разрешающей .способности измерений при изучении геологических особенностей поляризующихся объектов, изменяют взаимное расположение приемного и питающего электродов до тех пор, пока фаза суммарного поля на фазовой частотной характеистике не перейдет через значение - ., и по совокупности дополнительных амплитудно"частотных и фазовых измерений при этом положении электродов судят о геологических особенностях поляризующихся объектов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Аладинский Ю.В. и др. Об одномспособе определения фаэово-частотных характеристик вызванной поляризации, "Известия ВУЗов", ".Геология иразведкаф, 1973, Р 7250-73.2. Авторское свидетельство СССР9 324601, кл. О 01 Ч 3/02, 1972.3. Фролов В.Х. Основные положенияприближенно-потенциального способаэлектроразведки. Труды СНИИГИМСА,вып. 215, Новосибирск, 1975, с. 7883 (прототип).871 ОЗ 5зНИИПИ Заказ 8426/15ж 735 Подписно лиал ППП "Патент",город, ул,Проектная,4