2. Електричне зондування
Методи опору – група методів електророзвідки, які базуються на вивченні постійних електричних полів, які створюються в земній корі за допомогою точкових або дипольних джерел. Установка для роботи методом опору складається з двох живильних заземлень, через які в ґрунт пропускається постійний струм, і двох вимірювальних заземлень, між якими вимірюється різниця потенціалів. За цією різницею і амперажем підраховується уявний (позірний) опір відкладів, які складають геологічний розріз. Мета методу опору – пошук родовищ нафти і газу, вирішення інженерно-геологічних завдань, пошук підземних вод і рудних родовищ.
Електричне зондування — це модифікація методу опорів на постійному або низькочастотному (до 20 Гц) струмі, в якій в процесі роботи відстань між живлячими електродами або між живлячими і приймальними лініями поступово збільшують (рознесення), тобто використовують дистанційний (геометричний) принцип зміни глибинності. Чим більше рознесення, тим більше глибина проникнення струму, а графік залежності умовного (позірного) опору від рознесення або крива зондування характеризує зміну питомих електричних опорів з глибиною.
Тому в результаті їх інтерпретації розріз розчленовують по вертикалі. Розрізняють дві модифікації зондувань: вертикальні електричні зондування (ВЕЗ), що використовуються для розвідки на невеликі глибини (до 500 м), і дипольні електричні зондування (ДЗ) для розвідки глибин 0,5 - 10 км.
Вертика́льне електри́чне зондува́ння — метод електричної розвідки, що базується на дослідженні залежності напруженості постійного електричного поля від відстані між двома заземленими (полярними) електродами і точкою вимірювання (розносу установки). При малих розносах (до 1– 2 км) поле в точці спостереження залежить від будови верхньої частини геологічного розрізу (глибиною до декількох сотень м), при великих розносах (до декількох десятків км) зростає вплив горизонтів глибиною до декількох км. Результати вертикального електричного зондування представляють у вигляді графіків залежності уявного опору від розносів установки. Для простих розрізів з пластами, що залягають горизонтально або похило геологічна інтерпритація проводиться шляхом порівняння отриманих кривих з теоретичними, розрахованими для розрізів з заданими потужностями шарів та їх питомими опорами. У результаті інтерпретації отримують дані про товщину, питомий опір та ін. кількісні характеристики шарів.
Методика вертикальних електричних зондувань.
Вертикальне електричне зондування виконують найчастіше симетричною чотириелектродною градієнт-установкою з MN < AB/3 (рис.3.1). Роботи проводять таким чином. У вибраній для зондування точці (центрі зондування) встановлюють електророзвідувальний прилад (АЕ-72), батарею, дві котушки з дротом для рознесення живлячих електродів і на невеликій відстані (1 – 2 м) один від одного заземляють два приймальні електроду MN. Напрям, по якому повинні розноситися живлячі і приймальні лінії, вибирають виходячи з геологічних і топографічних міркувань. Уздовж лінії MN заземляють живлячі електроди АВ на відстані 1,5 – 3 м від центру і вимірюють струм в живлячій лінії і напругу на приймальних електродах.
Далі розраховують ρпо = К ·ΔU /I, де К =0,1 π AM·AN / MN – коефіцієнт установки (множник 0,1 узятий тому, що ΔU з приладом АЕ-72 вимірюють в мілівольтах, а I — в сантиамперах).
Далі рознесення живлячих електродів послідовно збільшують (у геометричній прогресії) і для кожного рознесення розраховують ρпо. Довжина АВ/2= r може бути, наприклад, прийнята 1,5; 2,2; 3; 4,5; 5; 8; 10; 15; 22; 30; 45; 60; 80; 100 м і так далі. При цьому, коли AB/2 змінюється від 1,5 до 10 м, MN = 1 м; при АВ/2 від 15 до 100 м MN = 10м; при АВ/2 від 150 до 1000 м MN = 100 м. За наслідками вимірювання ρпо на спеціальному бланку з логарифмічним масштабом по осях координат (бланк ВЕЗ з модулем 6,25 см) будують криву ВЕЗ (вертикального електричного зондування): по вертикалі відкладають ρпо, а по горизонталі – величину напіврознесення (АВ/2) (рис. 3.3).
Після закінчення зондування і побудови кривої ВЕЗ апаратуру і устаткування переносять на нову точку. Зазвичай точки зондувань розташовують уздовж розвідувальних ліній. Відстані між сусідніми точками ВЕЗ змінюються від декількох десятків до декількох сотень метрів. Максимальне рознесення АВ/2 вибирають в 3—10 разів більше цих глибин.
Рис.3.1. Схема установки вертикального електричного зондування.
КА., KВ—котушки з дротом; Б-72— батарея; АЕ-72 — автокомпенсатор електророзвідувальний
Рис. 3.2. Двошарові криві ВЕЗ (вертикального електричного зондування) з ρ1 < ρ2 (а) і з ρ1 > ρ2 (б)
Методика дипольних електричних зондувань. Якщо треба вивчити великі глибини (понад 1 км.), то при виконанні ВЕЗ рознесення АВ доводиться збільшувати до 10 км, що робити складно і незручно. В цьому випадку використовуються дипольні установки (азимутні, радіальні і ін.) При дипольних електричних зондуваннях (ДЗ) вимірюється позірний (уявний) опір при різних відстанях або рознесеннях r між центрами живлячого і приймального диполів (рис. 3.3).
Рис. 3.3. Схема проведення дипольного азимутного зондування: ГГ – генераторна група; ПЛ – польова лабораторія