Способ геоэлектроразведки

(54) СП П:ОЭЛЕКТРОРАЗВЕДК екгроц прецелах линейног роцности опрецеля аномалий Изобретение огносится к геоэлектроразвецке, в частности к электрическим мегоцам исследования геологических голщ месторожцений полезных ископаемых, и может быть использовано в полевой, скважинной и шахгной геофизике, а так 5 же при провецении инженерно-строительных изысканий, археологических и пале- онтологических раскопок.Известен способ геоэлекгроразвецки, 1 О заключаюшийся в созцании элекгрическо го поля с помощью двух питающих элекъроцов, оцин из которых является точечным и помещен в скважину, .а второй выполнен линейным и размещен на цневной поверхности параллельно просгиранию слоев,и фиксированный его изолинией, . измерений потенциала причем измерение потенциала производят во внешней зоне питающей установки за линейным элекг роцом, при этом кратчайшее расстояниемежду, скважиной .и линейным элекгроцомна поверхности выбирают не более0,5 8 /2, а глубину погружения точечного- в обрагной зависимосги 1,25-0,59/2, гце 1 - цлин элекгроца, Характер неоцноизучаемой геологической тол ют но форме регистрируемых потенциала электрического п 3Эгому способу элекгроразвецки присуши цва существенных недостатка; вопервых, необхоцимость механическогоперемещения питающих элекгроцов присканировании исслецуемой зоны геологической толщи, что в ряде случаев (например йри испопьзоваияи затампонированнойскважины, наличии сильно пересеченнойдневной поверхности и т.п.) невозможноили чрезвычайно сложно осущесгвигь,во- вторых, невысокая разрешающая способность измерений при выявлении тонкой.структуры йсслецуемой зоны геологичеокой толщи, обусловленная оцнороцнымхарактером электрического поля во внешней зоне питающей установки за линеВным электроцом, 3 ййййНаиболее. близким по техническойсущности к изобретению является способ геоэлекгрораэвецки, заключающийся в дканировании исслецуемой зоны геологической голши силовыми линиями электрического поля центрального питающего Флектроца, сконцентрированными в слой конечной толщины с помощью боковыхконцентрирующих электродов, симметрично расположенных относи гельно централь р ного электрода и однополярных с ним, при механическом перемещении системы из центрального питающего элекгроцаЪи боковых концентрирующих элекгроцов и опрецелении характеристик исслецуе- д мой геологической толщи по резульгагаьизмерений в ней параметров электрическогополя 2 ).Разрешающая способность известного способа геоэлектроразвецки за счет применения сконценгрированных силовых линий выше, однако необхоцимость механического перемещения сисгемы иэ пигающего и концентрирующих электродов при сканировании исследуемой зоны геологи- ЭЭ ческой толщи ограничиваег область применения этого способа геоэлекгроразвецки.Целью изобретения является расширение функциональньм возможностей способа Эй геоэлекгроразведки.Цель цостигаегся тем, что согласно способу геоэлекгроразведки, заключающемуся в сканировании исслецуемой зоны геологической толщи силовыми линиямиЭЗ электрического поля центрального питаю щего электрода, сконцентрированными в слой конечной. толщины с помощью боко., вых концентрирующих элекгроцов, симмегрйчно расположенных относительно централь 49 ного элекгроца и оцнополярных с ним, и опрецелении характеристик исслецуемой геологической толщи по результатам.измерений в ней параметров электрического поля, в процессе сканирования4 исслецуемой зоны геологической толщи изменяют пространс гвенную ориентациюслоя сконцентрированных силовьм линий электрического поля центрального питаю-щего электроца, причем изменение пространственной ориентации слоя сконцентрированных силовых линий элекгрического поля центрального питающего элекгроца осуществляют путем изменения соотношения величин гоков, стекающих с боковыхконнен грируюших электродов.На чертеже прецставлена схема реализации предлагаемого способа геоэлекгрь. разведки. й 4Схема включает сисгему из центрального пигающего 1 и боковых концентрирующих 2 и 3 электроцов, находящуюсявнугри исслецуемой геологической толщив питающей скважине 4, пересекающейцневную поверхность 5 этой толщи поцуглом д, измерительный профиль 6, рас-.положенный в другой, параллельной пигающей, скважине, и искомую неоцнородносгь7, а гакже цанные измерений и обработки 8-12,Способ осуществляется следующимобразом,, Внутри или на границе изучаемой геологической толщи помещают систему изодного центрального питающего 1 и одной или нескольких пар боковых концентрирующих электродов 2 и 3, причем концентрирующие электроды 2 и 3 располагают вцоль граничащих в центральномэлекгроце 1 цвух прямолинейньм питающихпрофилей в общем случае располагаемыхпоц произвольным углом Е между собой.На боковые электроды 2 и 3, концентрирующие силовые линии электрическогополя, создаваемого постоянным по величине током центрадьнога питающего электрода 1, поцаюг пилообразноизменяющие:я оцнополярные с током центральногоэлектроца импульсы тока с равными амплигуцами и периодами колебаний ог источника электрического поля, у которогоклемма с полярностью, обратной полярности электродов системы из центрального1 и боковых элекгродов 2 и З,подсоединена к общему питающему электроду, удаленному на "бесконечность" ог этой системы ( на чертеже не показаны). Знакиприращений токов, подаваемых на концентрирующие электроды 2, сжимающие силовые линии электрического поля центрального электрода 1 с одной сгороны отслоя сконцентрированных силовых линий,противоположны таковым цля электродов3, прижимающих эти силовые линии сдругой стороны от указанного слоя.Измерение параметров электрическогополя в исслецуемой зоне геологическойтолщи проводяг вдоль прямолинейногоизмерительного профиля 6, располагаемого вне пределов сферы с центром в начале слоя сконцентрированных силовых линий. электрического поля центральногоэлектрода и радиусом,. равным расстояниюот этого начала цо ближайшего иэ концентрирующих электродов 2 и 3.Для упрощения процесса интерпретации. результатов измерений измеригельныйпрофиль 6 располагают в плоскости, про 7 После этого.по формулам ц к =1 в 1 п 1 - -4,2 1 е:ь- е 1 р 1 1.-"и6Т НЬ "где 3 и 32 величины удаления центрапровкща неоднородности 7 на плоскостьв которой расположены профили с концентрируюшими электродами 2 и 3 соответственно ог ближайшего из этих профилей и измерительного профиля 6; г - цлика радиуса . вектора, проведенного изцентрального элекгроца 1 в центр проекции нводнороцности 7 на плоскость, вкоторой расположены профили с концентрирующими электроцами 2 и 3; 1, - величина удаления измерительного профиля 6от центрвльного электрода 1; 0 - вели- Ичика удаления центра проекции неоднородности 7 на плоскость расположенияконценгрирующих электродов 2 и 3 огпрямой линии, прохоцяшей в этой плоскости через центральный электрод 1 парал- ЗОдельно измерительному профилю 6, нахоцят искомые величины.1 Для проверки предлагаемого способагеозлектроразвецки было приведено физическое моделирование при котором кдвумерной моцели из электропровоцнойбумаги с удельным электрическим сопротивлением 300 Ом м, имитирующей неограниченную оцнороцную геологическуюолщу прижималась система оцнополяр-,н,дх токовых. электродов, соцержащаяцентральный питающий электрод 1 и первый (2) н второй (3) прямолинейныепрофили с концентрирующими злекгроцами2 и 3, с удаленным на бесконечностьобщим токовым электроцом другой полярности, и медный диск диаметром Д-0,15 Ь 025 Ь щ 2 см, гце а=4 см расстояние межцу центральным1 и ближайшим к нему концентрирующимэлектроцом 2 или 3; Ъ щ 13 см - цлина., прямолинейных профилей с концентрирующими электродами 2 и 3; 1 8 смрасстояние между скважиной 4 и параллельным ей профилем измерений 6,Центр мециого диска отстоял от профилей55с концентрируккдими электродами 2.и 3(2) и второго (3.) профилей из этихэлектродов и угла Ч, с которыми провоцилось моделирование, Величина тока3 з центрального электрода 1 была задана равной 8 мА,По результатам измерений градиента9потенциала ЬО., и Ю ф электрическогополя, проведенных соответственно на моделях с неоднороцностью и без нве, спомощью дискретно перемещаемого поизмерительному профилю 6 измерительнымдвухзлекгроцным зондом с длиной в 1 смпри различных значениях углов Ч ибыла составлена таблица; В табл. 2 представлены зависимости максимальных значений ЬГ, функций отклонений ДСотн отн,Щ пщх Юот величины угловУ;отн иАнализ данных показал, что величинаЬС принимает максимальные знаУ 1 ПИХ отнчейия дС =-Мах ЬГ; при равенстве или лизости углов 97 и чнапример1при : - ; = 18 (как видно из табл.2),и по превышении этой величины некоторогодоверительного уровня Ь Г = сопМ, допустимОТН20%-го уровня, можно ойределять координаты,Чи Р 2 залегания неоцнороанютив исследуемой зоне геологической толщи.Результаты моцелирования с описанноймоделью, а также цанные других исслецований указывают на высокую точность ицостоверносгь определения координатцентра неоцнороцности при широком циапазоне значений углов " вицения " Ю,что позволяет сделать вывод о возможности использования .прецлагаемого способагеозлектроразвецки в условиях затруцненности или невозможности механических перемещений внутри или на границеисследуемой геологической толщи, Этов свою очередь, указывает на возможностьсущественного повышения рентабельности,в частности буровых работ, за счет цолговременного использования затампонированных скважин, поверхностных злекроразвецочных работ за счет уменьшениятрудоемкости техпроцесса сканированияземных недр при сильно пересеченнойцневной поверхности и т,п.Использование прецлагаемого способагеоэлекгроразвецки в народном хозяйствепозволит существенно повысить техникоэкономическую эффективность геолого развецочных работ при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых на основе расширения функциональных возможностей в исслецовании земных недр.+ 3 1, Способ геоэлектроразведки, заключающийся в сканировании исследуемой эоны геолбгической толщи силовыми липнями электрического поля центрального питающего электрода, сконцентрированными в слой конечной толщины с помощью боковых концентрирующих электродов, симметрично расположенных относительно фи центрального электрода и однополярных с ним, и определении характеристик исследуемой геологической толщи по результатам измерений в ней параметров эЛектрического поля, о т л и ч а ю.щ и й - 45 с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в процессе сканирования исследуемой эоны геологической толщиизменяют пространственную ориен формула изобретения тацию слоя сконцентрированных силовыхлиний электрического. поля центральногопитающего элек грода.2. Способ по и. 1, о т л и ч а юш и й с я тем, что, изменение простран-ственной ориентации слоя сконцентрированных силовых линий электрического поляцентрального питающего электрода .осуществляют путем изменения соотношениивеличин токов, стекающих с боковых кон"центрируюших электродов,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе,1. Авторское свидетельство СССРМ 737903, кл. 6 01 Ч 3/612. Итенберг С. С. Интерпретациярезультатов геофизических исследованийразрезов скважин. М., фНедраф, 1972,с. 70-72 (прототип),Составитель Е, Полякванова Техрец О.Неце Рец орректор Л, Бокша о Поцписное 150/69 Тираж 708 ВНИИПИ Госупарственного комитета СССР по целам изобретений и открытий 113035, Моксва, Ж 35 Раушская набц. 4/Заказ Ужгороц, ул, Проектная ал ППП "Патент"