Способ моделирования геоэлектрической среды

Способ моделирования геоэлектрической среды

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к моделированию геоэлектрических неоднородностей и может быть использовано при построении моделей локальных включе- НИИ для имитации неоднородностей геоэлектрической среды. Целью изобретения является повьпиение производительности и точности моделирования. ДлЛ этого из объема модели кеоднородиости во вмещающую среду или наоборот пропускают постоянный ток. Измеряют удельное сопротивление модели неодиородности после выключения постоянного тока. Определяют соотношение удельных сопротивлений модели и среды, сравнивают его с заданным. При их отличии повторно пропускают постоянный ток до получения заданного соотношеиия удельных сопротивлений. 1 ил. Л

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (191 (И) (594 С01 VЗ 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA (21) 3878164/24-25 (22) 16.04.85 (46) 15.09. 86. Бюл. У 34 (71) Казахский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института разведочной геофизики Научно-производственного объединения "Рудгеофиэика (72) Ю.С.Евдокимов, В.Д.Жильников и В.И.Саначев (53) 550.837(088.8) (56) Поляков А.С, Руководство по методу заряда. М.: Недра, 1969, с. 131.

Авторское свидетельство СССР

Р 120878, кл. С 01 V 3(00, 1958.

Олофинская В.H. Моделирование сред конечных сопротивлений. — Геология и разведка. Иэв-я ВУЗов, 1968, к 4, с. 108-113. (54) СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СРЕДЫ (57) Изобретение относится к модели- рованию геоэлектрических неоднородностей и может быть использовано при построении моделей локальных включений для имитации неоднородностей геоэлектрической среды. Целью изобретения является повышение производительности и точности моделирования. Для этого из объема модели неоднородности во вмещающую среду или наоборот пропускают постоянный ток. Измеряют удельное сопротивление модели неоднородности после выключения постоянного. тока. Определяют соотношение удель.ных сопротивлений модели и среды, сравнивают его с заданным. При их отличии повторно пропускают постоянный ток до получения заданного соотношения удельных сопротивлений. 1 ил.

1 12

Изобретение относится к моделированию геоэлектрических неоднородностей и может быть использовано при построении моделей локальных включений для имитации неоднородностей геоэлектрической среды.

Целью изобретения является повышение производительности и точности моделировачия.

Способ осуществляют в следующей последовательности.

Часть объема электролита вмещающей среды ограничивают не искажающей электрическое поле ионитовой перегородкой так, чтобы форма и расположение в среде ограниченного объема соответствовали моделируемому геоэлектрическому объекту. Заполняют объемы вмещающей среды и модели неоднородности электролитами.

Пропускают постоянный ток такой величины и в течение такого времени, которые необходимы для получения заданного удельного сопротивления модели. Величину тока н время его пропускания можно, например, определить по графику зависимости удельного сопро-,. тивления от их произведения для данного электролита и.объема модели.

Измеряют полученные удельные сопротивления вмещающей среды и модели, определяют их соотношение и при отличии его от заданного повторно пропус. кают постоянный ток. Эти операции повторяют до тех пор, пока не будет получено заданное соотношение. Далее проводят необходимые исследования, причем периодически измеряют удельные сопротивления вмещающей среды и модели, определяют их соотношение и при его изменении более допустимого дополнительно пропускают постоянный ток до приведения соотношения удельных сопротивлений к заданной величине.

Для получения нового соотношения удельных сопротивлений все операции повторяют.

После пропускания постоянного тока величины зарядов образовавшихся ионов в объемах вмещающей среды и модели неоднородности практически равны.

Но так как объем модели значительно меньше объема вмещающей среды (в 1001000 раз), что и существует в реальных условиях, концентрация образовавшихся ионов в ней значительно больше, чем во вмещающей среде. В результате удельное сопротивление модели изме57591 2 няется, а удельное сопротивление вмещающей среды остается исходным.

Концентрация ионов увеличивается пропорционально произведению силы тока на время его пропускания. Это позволяет получать различные удельные сопротивления модели неоднородности, не заменяя ее электролита.

На практике трудно сразу получить заданную величину соотношения удельных сопротивлений вмещающей среды и модели неоднороднос»и, поэтому их величины необходимо периодически контролировать измерениями и корректировать, т.е., дополнительно пропус" кать постоянный ток, если их соотношение отличается от заданного эна- чения.

Измерения удельных сопротивлений д» модели неоднородности и вмещающей среды также необходимо периодически проводить и в процессе всего времени моделирования и при их изменении до- . полнительно пропускать постоянный ток.

Это позволяет сохранять заданные соотношения удельных сопротивлений модели и вмещающей среды с высокой точностью, определяемой средствами измерения удельного сопротивления зо элек р л"та

Таким образом, пропуская постоянный ток из объема модели неоднородности во вмещающую среду или наоборот, можно с высокой точностью получать различные соотношения удельных сопротивлений модели неоднородности и вмещающей среды и,сохранять их в процессе моделирования, а также увеличить производительность моделирования за счет использования одного электролита для вмещающей среды и изменения удельного сопротивления электролита модели неоднородности без замены его в объеме модели.

На чертеже приведена блок-схема установки, с помощью которой может быть реализован предложенный способ.

Установка содержит электролитическую ванну, в которую помещена вмещающая среда i, источник 2 постоянного тока, .регулируемый стабилизатор 3 тока, электроды 4 и S объем модели 6 неоднородности, ограниченный ионитовой перегородкой 7, резистивиметр 8 и датчики 9 и 10 удельного сопротивЫ5 ления.

Электрод 5, датчик 9 удельного сопротивления помещены в объем модели неоднородности, а датчик 10 удельного

1257591 сопротивления и электрод 4 — во вме/ щающую среду 1.

В качестве вмещающей среды 1 используют водопроводную воду, залитую в электролитическую ванну, например, с габаритами Зх2х1 м. В качестве источника 2 постоянного тока применяют выпрямитель переменного тока в постоянный со сглаживающим фильтром на выходе. Регулируемый стабилизатор 3 0 тока может быть изготоволен по типовой схеме. Электроды 4 и 5 изготовлены из графитового стержня. Объем модели 6 заполнен водой, Не искажающая электрическое поле ионитовая перегородка 7 изготовлена в виде пленки из ионообменной смолы типа MA-40. Для прочности она армирована сеткой из тонкой капроновой нити. 20

В качестве датчиков 9 и 1О резистивиметра 8 применяют четырехэлектродные зонды, аналогичные зондам, применяемым в электрическом каротаже буровых скважин для определения удель25 ного сопротивления раствора, заполняющего скважину.

Источник 2 постоянного тока подключают к электроду 4 и через регулируемый стабилизатор 3 — к электро30 ду 5. Стабилизированный ток 20 мА пропускают 3 мин из объема модели 6 во вмещающую среду 1. При этом в области положительного электрода 5 в объеме модели 6 возникает избыток З5 положительных ионов, а в области отрицательного электрода 4, расположенного в среде 1, — избыток отрицательных ионов. Постоянный ток выключают и затем измеряют удельное сопротивле-40 ние среды и модели резистивиметром 8 . с помощью датчиков 9 и 10.

После пропускания постоянного тока сопротивление модели изменялось, а сопротивление среды оставалось прежним. Определяют соотношение удельных сопротивлений модели и среды, сравнивают его с заданным. При сравнении определяют необходимое время пропускания тока для получения задан-50 ного соотношения удельных сопротивлений. Повторно включают источник 2 постоянного тока и пропускают ток в течение такого времени, которое необходимо для получения заданного соотношения удельных сопротивлений. Выключают постоянный ток, измеряют полученные удельные сопротивления вмещаюшей среды и модели неоднородности, определяют их соотношение и,при отличии от заданного повторно пропускают постоянный ток. Эти операции повторяют до тех пор, пока не получат заданное соотношение удельных сопротивлений модели неоднородности и вмещающей среды.

Далее проводят необходимые исследования при полученном соотношении удельных сопротивлений.

В процессе исследований периодически через 30 мин измеряют удельное сопротивление модели и в случае изменения его величины, выходящего за пределы допустимого, включают источник 2 постоянного тока и дополнительно пропускают постоянный ток до получения необходимого удельного сопротивления модели.

Для получения нового соотношения удельных сопротивлений все операции повторяются.

Результаты измерений удельного сопротивления электролита в объеме модели неоднородности приведены в таблице.

Удельное сопротивление вмещающей среды не изменялось и было равно

24,0 Ом-м.

Из таблицы видно, что при изменении величины заряда (А ч), прошедшего через объемь1 вмещающей среды и модели неоднородности, от 0 до

0,01 А ч, удельное сопротивление модели изменяется от 24,0 до 5,26 Ом м, что свидетельствует о возможности изменения удельного сопротивления модели в достаточно широких пределах.

Предложенный способ моделирования геоэлектрической неоднородности во вмещающей среде о сравнению с прототипом позволяет увеличить производительность моделирования за счет исключения многократных операций: приготовления электролитов различных концентраций для заполнения объемов модели неоднородности и вмещающей среды, переливания (замены) электролитов в объемах модели и вмещающей среды, а также промывки емкостей для электролитов вмещающей среды и модели.

Затраты времени на перечисленные операции составляют не менее 20 мин.

Если в процессе моделирования необходимо получить пять величин соотношений удельных сопротивлений вмещающей

12575

Удельное сопротивление модели неоднородности в зависимости от произведения силы постоянного тока и времени его пропускания, 0,0025 0 005 0,0075 0,01

Электрический заряд, А ч 0

Удельное сопротивление, Ом. и

17,6 12,91

8,97

5,2Ь

24„0

Формула изобретения

Составитель Л.Воскобойников

Техред А.Кравчук Корректор М.Демчик

Редактор М.Келемеш

Заказ 4915/45

Тираж 728 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий.113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, среды и модели неоднородности, то на их образование нужно 120 мик. При работе предложенным способом затраты времени на образование тех же соотношений составляют ке бопее 35 мин, 5 т.е. производительность моделирования геоэлектрической неоднородности увеличивается в 2-4 раза.

Кроме того, способ позволяет получать модели геоэлектрической неоднородности во вмещающей среде с заданными соотношениями их удельных сопротивлений с повьаиекной точностью и сохранять зти соотношения в процессе моделирования за счет устранения изменения удельного сопротивления модели so времени из-эа диффузии ионов через нокитовую перегородку..

Длительность процесса исследова- 20 ния .модели при заданном соотношении удельных сопротивлений равна нескольt

Способ моделирования геозлектрической среды, включающий образование модели неоднородности ограничением части объема внутри вмещающей среды ионитовой перегородкой и получение

4О задаикого соотношения удельных электрических сопротивлений модели неоднородности и вмещающей среды путем заполнения их электролитами с заданными параметрами, о т л и ч а ю— щ.и и с я тем, что, с целью повыше91 Ь ким часам. 3а такое время относительное изменение удельного сопротивления модели может достигать 157, если концентрацию ионов в объеме модели ке восстанавливать.

При работе по.способу-прототипу допускают отклонение от заданного соотношения до +3-5Х. Предложенный способ позволяет поддерживать заданное соотношение без механических операций с моделью неоднородности, в любое время обеспечивая устранение отклонения от заданного соотношения с точностью + 1X и лучше,,что повышает точность моделирования в 3 раза, Это обеспечивается измерениями удельного сопротивления электролитов модели и вмещающей среды в процессе моделирования и коррекцией его величины дополнительным пропусканием постоянного тока в любой момент времени исследований. ния прочэводктельности труда и точности изготовления модели, пропускают постоянный ток нз объема модели неоднородности во вмещающую среду или наоборот, измеряют удельное сопротивление модели неоднородности после. выключения постоянного тока„ определяют соотношение удельных сопротивлений модели и среды, сравнивают его с заданным и при их отличии повторно пропускают постоянный ток до получения заданного соотношения удельных сопротивлений.