К электромагнитным зондированиям (ЭМЗ) относится наиболее
информативная и трудоемкая группа методов электроразведки. В ЭМЗ
используемые поля, аппаратура, методика, включающая способы проведения
работ, выбор установок и систем наблюдений, направленных на то, чтобы
получить информацию об изменении электромагнитных свойств (чаще это
УЭС) с глубиной. С этой целью на каждой точке ЭМЗ, точнее, на изучаемом
участке за счет геометрии установок или скин-эффекта добиваются постепенного
увеличения глубинности разведки (см. 7.1). В дистанционных (геометрических)
зондированиях, проводимых на постоянном или на переменном токе фиксированной
частоты или постоянном времени становления поля, постепенно увеличивается
расстояние между питающими и приемными линиями (разнос -
 ). Скин-эффект используется в методах с фиксированным разносом,
а увеличение глубинности достигается возрастанием периода гармонических
колебаний (  ) или времени изучения становления поля (переходного
процесса) в среде (  ). Используются и оба способа изменения
глубинности. Для зондирований применяются одноканальные и многоканальные
приборы или электроразведочные станции (см. 8.1). Определяемые в
результате зондирований амплитуды и фазы электрических (  )
или магнитных (  ) компонент поля или кажущиеся сопротивления
(КС) для разных параметров глубинности (ПГ) характеризуют изменение
геоэлектрического разреза с глубиной. За параметры глубинности принимаются
 . В результате ЭМЗ строятся
кривые зондирований, т.е. графики зависимостей кажущихся сопротивлений
от параметров глубинности.
Теория и практика электромагнитных зондирований
хорошо разработаны для одномерных горизонтально слоистых моделей
сред (см. 7.3). Поэтому зондирования чаще всего проводятся при изучении
горизонтально и полого залегающих (углы падения меньше 10
- 15) разрезов. В результате количественной интерпретации
кривых ЭМЗ получаются послойные или обобщенные геометрические и электрические
свойства слоев или толщ. По совокупности профильных или площадных
зондирований строятся геоэлектрические разрезы (по вертикали откладываются
мощности слоев или пачек слоев, а в их центрах проставляются электрические
свойства слоев) или карты тех или иных параметров этих разрезов.
Электромагнитные зондирования используются для
решения широкого круга задач, связанных с расчленением по электромагнитным
свойствам пологослоистых геологических разрезов. Они применяются
для глубинных, структурных исследований, поисков и разведки полезных
ископаемых, детальных инженерно-геологических, мерзлотно-гляциологических,
гидрогеологических, почвенно-мелиоративных и экологических исследований.
Электрическое зондирование - это такая модификация метода сопротивлений на
постоянном или низкочастотном (до 20 Гц) токе, при котором в процессе
работы расстояние между питающими электродами или между питающими
и приемными линиями (разнос) постепенно увеличивается. В результате
строятся графики зависимости кажущегося сопротивления (  ) от разноса ( ), или кривая зондирований, которая характеризует
изменение удельных электрических сопротивлений (УЭС) с глубиной.
Различают две модификации зондирований: вертикальные
электрические зондирования (ВЭЗ), применяемые для разведки небольших
глубин(до 500 м), и дипольные электрические зондирования (ДЗ), применяемые
для разведки глубин 0,5 - 10 км.
1 . Методика вертикальных электрических зондирований. Вертикальное электрическое зондирование выполняется симметричной четырехэлектродной или трехэлектродной градиент-установками (см. 7.1). Работы cимметричной установкой проводятся в такой последовательности (см. рис. 3.5).
 | Рис. 3.5. Схема установки ВЭЗ:  - катушки с изолированными проводами, Б - батарея, ИП - измерительный прибор |
В выбранной точке зондирования (центр зондирования,
называемый точкой записи) устанавливаются батарея с измерительным
прибором, две катушки с проводом для разноса питающих электродов.
На небольшом расстоянии (обычно 1 м) заземляются приемные электроды
М и N, а на расстоянии 3 м - питающие А и В. Производится измерение  и  и рассчитывается  , где коэффициент установки  (см. 7.3). Далее питающие электроды постепенно разносятся в разные стороны, а  могут выбираться, например, такими: 1,5; 2,2; 3; 5;
10; 15; 22; 30; 50; 100; ... м. При больших АВ приходится переходить на увеличенную длину MN, чтобы превышали уровень помех. На каждом разносе определяется . Для удобства работ провода предварительно промеряются и на
них краской или изолентой ставятся метки, например, одна, две, три,
вновь одна, две, три и т.д. При работах с аналоговыми приборами
в ходе зондирования на бланке с логарифмическим масштабом по осям
координат (бланк ВЭЗ) с модулем 6,25 см при точности измерений
 или 10 см при точности 
строится кривая ВЭЗ: по вертикали откладывается , а по горизонтали - величина полуразноса ( ). При работах с цифровой аппаратурой данные вносятся в
компьютер, и кривая ВЭЗ строится автоматически на экране дисплея.
После окончания зондирования и построения кривой
ВЭЗ аппаратуру и оборудование переносят на новую точку. Обычно точки
зондирований располагаются вдоль профилей. Расстояния между соседними
точками ВЭЗ (шаг съемки) меняются от первых десятков до нескольких
сот метров. Они должны быть сравнимыми с проектируемыми глубинами
разведки. Максимальный разнос АВ / 2 выбирается в 3 -
10 раз большим этих глубин.
Разносы должны быть направлены, по-возможности,
вдоль дорог, просек, а при так называемых круговых ВЭЗ - по двум
или четырем азимутам. Изучаемая площадь покрывается сетью профилей
на расстояниях, сравнимых или в 2 - 5 раз больших шага съемки.
Для уменьшения искажающего влияния рельефа разносы направляют вдоль
его простирания. Изучение почв и грунтов проводится ВЭЗ с малыми
разносами (от долей до первого десятка метров). Их называют микрозондированиями
(МКВЭЗ).
При выполнении трехэлектродных ВЭЗ один питающий
электрод ( А) постепенно удаляется от центра ( О) зондирования,
а второй ( В) относится в "бесконечность", т.е. в 3 - 5
раз дальше максимального АО по перпендикуляру к линии разноса
и остается постоянно заземленным (установка AMN, B в  ).
2. Методика дипольных электрических зондирований. Если надо изучить большие глубины
(свыше 1 км), то при выполнении ВЭЗ разносы АВ приходится
увеличивать до 10 км, что делать сложно и неудобно. В этом случае
используются дипольные установки (азимутальные, радиальные и др.)
(см. 7.3.4). При дипольных электрических зондированиях (ДЗ) измеряется
кажущееся сопротивление при разных расстояниях или разносах
r между центрами питающего и приемного диполей (рис. 3.6).
 | | Рис. 3.6. Схема проведения дипольного азимутального зондирования: ГГ - генераторная группа, ПЛ - полевая лаборатория |
Разнос осуществляется либо в одну сторону от неподвижного
питающего диполя (одностороннее ДЗ), либо вначале в одну, а затем
в противоположную сторону (двухстороннее ДЗ).
Дипольное зондирование выполняется с помощью электроразведочных
станций. Сначала проводится топографическая подготовка работ. ДЗ
могут выполняться по криволинейным маршрутам, приуроченным к дорогам,
рекам и участкам, к которым может быть доставлена полевая
лаборатория. Величина разноса должна увеличиваться примерно
в геометрической прогрессии, например, = 0,5; 1; 1,5;
2,5; 4; 6; 10; 15; 20; 30 км.
Измерив силу тока в АВ (  ) и разность потенциалов на первой М1
N1 ( ) точке О1, можно получить  , где  - коэффициент дипольной установки (см. 7.3.2).
После этого полевая лаборатория переезжает на новую точку О2 (см. рис. 3.6). По радио устанавливается связь между станциями,
снова проводятся замеры  и расcчитывается
 и т.д. В результате на бланках с двойным
логарифмическим масштабом строится кривая ДЗ: по горизонтали
откладывается r (в азимутальном (ДАЗ) и экваториальном (ДЭЗ)
зондировании) или  (в радиальном (ДРЗ) или осевом (ДОЗ)
зондировании), а по вертикали - . Из
теории известно, что кривые ДАЗ и ДЭЗ точно совпадают с кривыми ВЭЗ,
а ДРЗ и ДОЗ несколько отличаются.
3. Методика морских электрических зондирований.
При морских электрических зондированиях используются дипольные осевые
установки, т.е. радиальные установки, у которых питающая ( АВ)
и приемная ( MN) линии располагаются вдоль одной прямой, а
сами зондирования проводятся непрерывно (НДОЗ). В процессе выполнения
НДОЗ приемная линия и регистрирующая аппаратура, установленные на
приемном судне, остаются неподвижными. Питающая линия непрерывно
перемещается на генераторном судне сначала в одну, а затем в другую
сторону от приемной линии. После обработки автоматических записей
токов и разностей потенциалов рассчитываются кажущиеся сопротивления
для разных расстояний между центрами питающей и приемной линий и
строятся кривые НДОЗ.
Морские зондирования служат для изучения строения
донных осадков и структур, благоприятных для нефтегазонакопления.
При выполнении любых электрических зондирований
до 5 % точек являются контрольными. По ним рассчитываются средние
относительные погрешности в расчетах КС, которые не должны превышать
 .
Электрические зондирования широко используются
для расчленения геологических разрезов, особенно осадочных, поисков
пластовых полезных ископаемых, изучения с разными целями геологической
среды.
Назад| Вперед
|
