Способ геоэлектроразведки

Способ геоэлектроразведки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ, (Основанный на возбуждении, например .МГД-генератором изучаемой среды сеВ€ СОЮЗШ й КАТЕНГпй- Т2Аг« че« Кл рией последовательных знакопеременных импульсов и измерении электро .магнитного поля после окончания серии, о.тличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности измерений, среду возбуждают серией из 2 импульсов (где П 1, 2, 3,...), образующих импульсы переменной длительности, последовательностью и величиной тока I -в импульсе, устанавливаемых, исходя из рекуррентного соотношения m.l h(b: nli-2 T), i где t - время становления поля (Л Т - средняя длительность импульса в серии, .при 3TOMT(jjdh , где |U,6, h -соответственно магнитная проницаемость электропроводность и мощность изучаемой среды.

Союз СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(5I) С 01 V 3/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ .1

l иМСОИЗн. >

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

3„,„(t) = Э„(И- 3,„(-2 т), где .1 — время становления поля, Т вЂ” средняя длительность импульса в серии, .при этом Т < ро ), где p,б, h — соответственно магнитная проницаемость электропроводность и мощность изучаемой среды.

Н ABTQPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21). 3574794/18 — 25 (22) 07.04.83 (46) 23.09.84 Бюл. - 35 (72) Е.П.Велихов, В.Ю.Зайченко, В.В.Тикшаев,И.А.Безруки В.Н.Денисов (71)Нижне-Волжский научно-исследовательский институт геологии и геофизики (53) 550.83 (088.8) (56) 1. Глубинные электромагнитные зондирования с применением импульсных МГД-генераторов. Апатиты, АН СССР, Кольский филиал, 1982, с. 11.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 811185, кл. G 01 V 3/02, 1981.

3. Заявка Франции № 2461271, кл.. G 01 V 3/02, опублик. 1983 (прототип).

- (54)(57) СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ,,основанный на возбуждении, например .МГД-генератором изучаемой среды серией последовательных знакопеременных импульсов и измерении электромагнитногого поля после окончания серии, о.т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности измерений, среду возбуждают серией из 2 импульсов (где t1 = 1, 2, 3,...), образующих импульсы переменной длительности, последовательностью и величиной тока 1 .в импульсе, устанавливаемых, исходя из рекуррентного соотношения (nh<) J

1 (п>I К), К1

40 где 1) — общее число импульсов в cepÈÈh

" — порядковый номер импульса, и при Il= 5 величина сигнала f в горизонтальной рамке, расположенной вблизи горизонтального электрического диполя, определяемая как алгебраическая сумма сигналов от фронтов им50 пульсов, выражается формулой (над однородным полупространственном электропроводностью б ):

Рб" 12 I 4 6 (.55

h h

5 2 r g5Q > /Tie(2 (Т Я2 (ФТКР%(2 (2)

1 1115

Изобретение относится к электро= магнитным методам исследования земной коры и поиска полезных ископае. мых °

Известен способ геоэлектроразвед к и с использованием мощных импульс ов

5 тока, возбуждаемых, в частности, с помощью ИГД-генератора, в котором длительность импульсов тока такова, что скиновая глубина близка к глу- 10 бине исследования, т.е. длительность импульса тока Т сравнима с величиной ((1Д h, где (1(G 4 - соответственно магнитная проницаемость, электропроводность и толщина (мощность) исследуемой среды (1) .

Этот способ обладает недостаточно высокой разрешающей способностью

t поскольку измерение вторичных полей

Э в частности переходного процесса 20 . осуществляется в течение времени не превышающем длительности импульса, т.е. вторичное поле возбуждается ступенчатым изменением тока, основ- ная доля энергии спектра которого 25 приходится на диапазон низких Частот.

Известен также способ геоэлектроразведки, в котором с целью повышения разрешающей способности изме30 рении среду возбуждают сериями импульсов переменной амплитуды (2) .

В указанном способе разрешающая способность недостаточно высокая при зондировании вертикального геологического разреза. При использовании серии импульсов тока амплитуды (1)

) которых изменяются по закону

000 где — коэффициент, определяемый размерами установки;

Т вЂ” длина импульса в серии,"

- время становления поля.

При малой длительности импульса (T(ct) с учетом (1) получаем а при значительной длительности (T»t ) (4) БрбЭ(2Т

Е=

qg 7(2 (6) Отсюда следует, что чувствительность и разрешенность зондирования при возбуждении тока "Триилетои" повышается только при коротких импульсах в.серии. Вместе с тем это повышение чувствительности, определяемое зависимостью Я t, J недостаточно высокое. Кроме того, при коротких импульсах тока (Т вЂ” «О)( р «Э(2

g 5/2

Отсюда следует, что при малых и больших, длительностях импульса в серии разрешенность остается такой же недостаточно высокой, как и при ступенчатом возбуждении, для которого связь сигнала Я и времени t такая как и (4), Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ геоэлектроразведки, основанный на возбуждении, например, ИГДгенератором изучаемой среды серией последовательных знакопеременных импульсов и измерении электромагнитного поля после окончания серии, в котором для увеличения чувствительности используют тройной импульс со сменой полярности ("Триплет") |3j .

Для такого импульса в соответствии с (2) имеет место соотношение (при Е, = 0,З Х, = О,Ь Е =14) .Ь5(2 Т 92 ТГ Я2 Ч Srk . (5)

При значительных длительностях импульса (T&t ) связь сигнала C и времени 1 такая как и (4). При малых длительностях импульса (Tact, )

Из (8) и (9) следует, что

1115000

Г-ЦС1 пан Tstа1Т

,(() „.,„

10 (1 1)

) ) -ftt при 0- С-- 27<Т (12) 0 при Т6 t-2Т сО,,In«®= т)(+) n(t 2 Т1р {7) или то же самое, что и (-Щ пр 2T-.t.-ЪТ (13) Т1 f-I® пРЧ 2"Т t

0 при 1""" T6t а 2" Т, 1 (С) при ОС-T о(С)

0 npg T

Т,(t) =4{С) - r,(а-т), ,(Ц=Г„(Ц-Г,(<- Т), (9)

ТЗ® = I2Ù-!2(t-41).

31БрбМ2т 3

g И(2 (16) измеряемый сигнал также стремится к нулю (f G), что приводит к ухудшению помехозащищенности измерений в известном способе и в конечном итоге к ослаблению .чувствительности и разрешенности геоэлектроразведки.

Целью изобретения является повышение разрешающей способности измеренийй.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу, основанному на возбуждении, например Г1ГД-генера"тором изучаемой среды серией последовательных знакопеременных импульсов и измерении электромагнитного поля после окончания серии, среду возбуждают серией из 2" импульсов (где 1 = 1,2,3...) образующих импульсы переменной длительности, последовательностью и величиной тока I в импульсе, устанавливаемых, исходя из рекуррентного соотношения где 1, — время становления поля, Т вЂ” средняя длительность импульса в серии, 30 при этом Т (uG h 2, где fU,d, g — со-. ответственно магнитная проницаемость, электропроводность и мощность изучаемой среды.

Начальный импульс тока Z {С), т.е. когда n = О, известен и может бытЬ произвольной формы.

Повышение разрешающей способности измерений.при возбуждении тока импульсами, форма которьп выбрана в соответствии с (7) обусловлена тем, 40 что с повышением величины П возрастает Порядок производной по времени измеряемого сигнала.

Пример . Задавая начальный

45 импульс тока 1о (4), например, в виде

-I(t) при О- -Т- Т, (10)

- . (С-Ч =

О при ТС-Т О или то же самое, что и выражение

Тогда функция I (Ñ) является суммой разнополярных импульсов одинаковой амплитудь, один из которых смещен относительно другого по оси времени наТ . функция 12 есть сумма функции

I,(t) и функции — 1. (t -2T), которая имеет вид

Продолжая этот процесс, получаем

На фиг. 1 — 3 приведены примеры серий. зондирующих импульсов при и =, = 2, 3, 4 соответственно, если начальный импульс I задать формулой (8) на фиг. 4 и 5 — форма эонди

:рующего импульса при n = 1 и fl = 2 соответственно при условии, если начальный импульс 1, задать соотно- шением

1 (С)=

1с вп(а1 п(и 0 3. Т (15)

О при Т(0 у где 1 — постоянная составляющая с

Р

И вЂ” некоторая круговая частота..

Зависимость сигнала становления поля при g = 2 следующая (при

Т фб и-, что равноценно соотношению Tct ):

111ЗОООIn

ЯЦКИПИ Заказ 6 765/33 Тираж 710 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород,ул.Проектная, 4

В этом соотношении зависимость сигнала от времени, контролирующем глубину проникновения электромагнитного поля, усиливается на два порядка по сравнению с (6), вследствие чего увеличиваются во столько же раз чувствительность и разрешенность зондирования геоэлектрическбго разреза.

Для импульсов (фиг. 2 и 3) зависимости следующие.

-1 /2

E t, при A = 3. (17)

i6(l

E 1 при n = 4

Вазовым объектом является способ геоэлектроразведки с ИГД-генератором при возбуждении тока одиночными импульсами (1), что равноценно возбуждению импульсов в соответствии с (7) при YI = О. Преимуществом предлагаемого способа по сравнению с известными является его высокая разрешающая способность. Теоретически нет никаких ограничений в увеличении чувствительности и разрешающей способности при возбуждении среды импульсами тока, форма и величина которых определяются соотношением (7) . При И = О может быть п лучена бесконечно высокая разрешающая спо5 собность предлагаемого способа геоэлектроразведки.

В изобретении в отличие от извест-. ных способов уменьшение сигнала за . счет использования коротких токовых

10 импульсов (Т (р б g ) компенсирует: г ся применением мощных источников тока типа МГД-генераторов, которые развивают силу тока в импульсе на 2-3 порядка больше по сравнению с

15 известными в геоэлектроразведке генераторами тока.

Предлагаемый способ геоэлектроразведки был опробован при выполнении электроразведочных работ с ИГД20 генератором на Астраханском своде.

Задавались импульсы тока в соответствии с (7) при rl = 0,1,2. При этом разрешающая способность зондирований при и =1 повысилась в 3-5 раз

25 по сравнению с использованием импульса при П =О, а при П = 2 разрешающая способность увеличилась на порядок.