1. Кількісна та якісна інтерпретація кривих електричного зондування.

В методах електричного зондування вивчається залежність позірного опору від розносу установки, яким регулюється глибинність дослідження. Таким чином, маючи дистанційну залежність позірного опору (криву зондування), можна отримати інформацію про зміну електричних властивостей геоелектричного розрізу з глибиною. Отже основною задачею електричних зондувань є вивчення залежності питомого опору порід з глибиною, і, на цій основі, розчленування геоелектричного розрізу на окремі горизонти, що різняться за питомими опорами. Для методів електричних зондувань найбільш сприятливим геоелектричним розрізом є горизонтально-шаровий, або близький до нього.

Інтерпретація результатів електричних зондувань. Розрізняють якісну і кількісну інтерпретацію даних електричних зондувань.

Якісна інтерпретація кривих ВЕЗ спрямована на визначення загальних закономірностей геологічної будови досліджуваного району та оцінки імовірних зон знаходження тих чи інших геологічних структур. Методи якісної інтерпретації засновані на зв’язку між особливостями будови геоелектричного розрізу і параметрами кривих електричних зондувань. Зазвичай на етапі якісної інтерпретації виконують побудову різних карт і графіків, а саме: а) карти типів кривих зондувань; б) карти ізоом; в) вертикальні розрізи ізоом; г) карти ізоліній сумарної поздовжньої провідності та ін.

Карти типів кривих зондувань представляють собою схематичні карти, що показують розподіл областей розповсюдження однотипових кривих ВЕЗ. Ці карти несуть інформацію про особливості загальної геологічної будови району досліджень.

Карти ізоом позірних опорів – карти ізоліній позірного опору, побудовані в горизонтальній площині за значеннями _п для фіксованого розносу установки. Така карта (чи набір карт для різних розносів) якісно відображає зміну електричних властивостей розрізу в горизонтальному напрямку на приблизно однаковому глибинному рівні.

Вертикальний розріз ізоом – це карта ізоом, яка будується у вертикальній площині, що проходить вздовж профілю дослідження. Для її побудови на вертикальних осях кожної точки ВЕЗ, розташованої на профілі, виписують значення позірних опорів, що відповідають фіксованим глибинам, кількісно рівним АВ/2 (як правило ці глибини відкладають в логарифмічному масштабі). Потім проводять ізолінії рівних значень _п. Отриманий вертикальний розріз якісно відображає особливості реального геоелектричного розрізу. Для більшої виразності він може бути розфарбованим з різною кольоровою тональністю у відповідності зі значеннями _п. По такому розрізу встановлюються зони розповсюдження високоомних і провідних горизонтів, напрямок падіння верств розрізу, за наявністю вузьких високоградієнтних областей визначається присутність розломів і т. ін.

Карти ізоліній сумарної поздовжньої провідності S. Ці карти будуються при площових дослідженнях методом ВЕЗ за результатами визначення сумарної поздовжньої провідності по асимптотичним гілкам кривих зондувань (методика визначення розглянута вище). Карти S відображають зміну сумарної потужності Н надопорної провідної частини геоелектричного розрізу, тобто глибини до поверхні непровідної (_n) основи. При постійному (чи малозмінному) значенні середнього поздовжнього опору _l на площі досліджень карти S можуть бути трансформовані в карти глибин по алгоритму H=S_l. Значення _l визначають за результатами параметричних ВЕЗ на свердловинах: _l=H₀/S₀, де H₀ – потужність надопорної частини розрізу, яка відома за даними буріння; S₀ – сумарна поздовжня провідність розрізу, визначена по параметричній кривій ВЕЗ.

На етапі якісної інтерпретації можуть виконуватися і інші побудови, наприклад карти ізоліній ординат і абсцис екстремальних точок кривих ВЕЗ ( _, , (AB/2)_min, (AB/2)_max), які дають якісну уяву про зміну потужності проміжного горизонту.

Кількісна інтерпретація кривих ВЕЗ. Задачею кількісної інтерпретації кривих ВЕЗ є визначення потужностей і питомих опорів геоелектричних горизонтів. Варті уваги два основних способи кількісної інтерпретації – палетковий та автоматизованого підбору (або машинний чи комп’ютерний).

Палетковий спосіб інтерпретації кривих ВЕЗ. Палетка – це логарифмічний бланк, на якому побудована низка розрахованих теоретичних кривих ВЕЗ у відносному функціональному зображенні , де r=AB/2 (приклади палеток наведені на рис. 3.13, 3.14). Для палеткової інтерпретації використовується двошарова та, як правило, набір (альбом) тришарових палеток. Кожна палеткова крива електричного зондування має свій шифр. Для двошарової палетки – це значення модуля ₂=₂/₁ (відносного опору другого горизонту), а для тришарової – значення трьох модулів: ₂=₂/₁ і ₃=₃/₁ та ₂=h₂/h₁ (відносної потужності проміжного горизонту). Модулі ₂ і ₃ тришарової палетки можна вважати шифром самої палетки, оскільки їх значення однакові для всіх кривих, зображених на ній.

Процес інтерпретації полягає у графічному співставленні польової кривої ВЕЗ з палетковими і підборі, на цій основі, такої теоретичної кривої, яка найкраще співпадає з експериментальною. Параметри геоелектричного розрізу, що відповідають підібраній теоретичній кривій, являються результатом формальної кількісної інтерпретації.

Практична реалізація палеткової інтерпретації дво- та тришарових польових кривих ВЕЗ полягає у наступному. Попередньо експериментальна крива будується на прозорому логарифмічному бланку модуля 6,25 см. Потім цей бланк розташовують поверх відповідної палетки і шляхом його переміщення по палетці (зберігаючи паралельність осей бланка і палетки) добиваються найкращого графічного суміщення експериментальної кривої з однією із теоретичних кривих палетки. Після виконання цієї дії на прозорому бланку відмічають початок координат палетки, яким є точка перетину її одиничних осей r/h₁=1 і _П/₁=1, і фіксують значення модулів шифру палеткової кривої, суміщеної з експериментальною (для двошарової кривої – це значення ₂, а для тришарової – значення трьох модулів: ₂, ₃ і ₂). В подальшому параметри першого горизонту h₁ і ₁ визначають як значення, відповідно, абсциси і ординати перенесеної на прозорий бланк точки початку координат палетки, а параметри наступних горизонтів розрізу розраховують: ₂=₂₁, h₂=₂h₁, ₃=₃₁. Для двошарової кривої обмежуються розрахунком лише ₂.

При неможливості суміщення експериментальної і теоретичної кривих добиваються найкращого розташування польової кривої між двома сусідніми палетковими. В цьому випадку значення модуля ₂ підібраної теоретичної кривої визначають шляхом інтерполяції в межах значень модулів палеткових кривих, між якими розташувалася експериментальна.

Досить часто при інтерпретації тришарових кривих приходиться виконувати графічне суміщення не повних кривих, а лише їх початкових і середніх частин. Ця обставина пов’язана з обмеженістю спектра значень модуля ₃=₃/₁ в альбомах тришарових палеток.

При інтерпретації тришарових кривих ВЕЗ доводиться із альбому палеток вибирати одну, яку використовують для графічних співставлень з експериментальною кривою. Виконання такого вибору вимагає знання модулів ₂=₂/₁ і ₃=₃/₁ необхідної палетки. Значення цих модулів оцінюють шляхом попередньої інтерпретації двошаровою палеткою початкової малорозносної гілки експериментальної кривої ВЕЗ та візуальної оцінки ₃ за асимптотичною гілкою даної кривої на великих напіврозносах АВ/2.

Отримані результати інтерпретації тришарових кривих ВЕЗ носять формальний характер, оскільки вони можуть знаходитися в межах дії принципу еквівалентності. А тому при апріорі відомому (закріпленому) значенні питомого опору проміжного горизонту ₂ необхідно уточнити отриману в результаті інтерпретації потужність h₂ згідно принципу еквівалентності: - для кривих Н і А; - для кривих K і Q.

Палеткова інтерпретація багатошарових кривих зондувань ґрунтується на апроксимації цих кривих рядом тришарових (чи їх елементів). Спочатку на експериментальній кривій виділяють її ліву тришарову гілку, що відповідає відносно невеликим розносам, і інтерпретують її за методикою інтерпретації тришарових кривих, визначаючи h₁, ₁, h₂ і ₂. В подальшому перші два горизонти замінюють одним еквівалентним шаром, параметри якого h_е і _е визначаються в залежності від типу початкового розрізу:

для типу Н: ;

для типу Q:

для типу А: ,

;

для типу K: .

Наведені формули дозволяють розраховувати координати так званих характерних еквівалентних точок. Ці точки потім наносяться на прозорий логарифмічний бланк з експериментальною кривою. Коефіцієнти  і  у формулах є емпірично-функціональними, перший залежить від модулів ₂=₂/₁ і ₂=h₂/h₁ розрізу, а другий – від коефіцієнта макроанізотропії двох горизонтів . Для визначення коефіцієнтів  і  існують спеціальні номограми, побудовані на основі емпіричних досліджень. В більшості альбомів тришарових палеток є допоміжні палетки, за допомогою яких можна спочатку встановлювати положення характерних еквівалентних точок на прозорому логарифмічному бланку, а потім визначати їх координати h_e і _e. В деяких альбомах характерні еквівалентні точки кожної кривої нанесені безпосередньо на бланк палетки, що дозволяє в процесі інтерпретації досить просто виконувати еквівалентні заміни шляхом перенесення цих точок на прозорий логарифмічний бланк з експериментальною кривою.

Отже, виконавши еквівалентну заміну перших двох горизонтів, наносять характерну еквівалентну точку (h_e,1, _e,1) на прозорий бланк і, виділивши на експериментальній кривій ВЕЗ тришаровий фрагмент, що відповідає розрізу з параметрами h_e,1, _e,1, h₃, ₃, ₄ інтерпретують його, визначаючи h₃ і ₃. В подальшому знову виконавши заміну горизонтів h_e,1, _e,1, h₃, ₃ на еквівалентний горизонт h_e,2, _{e,2 ,} інтерпретують наступний тришаровий фрагмент експериментальної кривої зондування, визначаючи h₄, ₄ і т. д. Таким чином, вдається послідовно визначити усі параметри h₁, ₁, h₂, ₂,…, h_n-1, _n-1, _n розрізу. На рис. 3.16 наведена схема такої інтерпретації.

Рисунок 3.16 Схема інтерпретації багатошарової кривої ВЕЗ типу НКН тришаровими палетками

1–експериментальна крива; 2–палеткова крива;3–характерна еквівалентна точка

Інтерпретація даних ВЕЗ методом автоматизованого підбору. На сучасному етапі, в зв’язку з широким впровадженням комп’ютерної техніки (перш за все ПЕОМ) у практику геофізичних досліджень, методи інтерпретації електророзвідувальних даних із застосуванням ЕОМ практично повсюдно витісняють палеткову (ручну) інтерпретацію, В основі автоматизованих методів інтерпретації покладена та ж сама ідея методу підбору, яка використовується і в палеткових способах інтерпретації, тобто електронно-обчислювальна машина (комп’ютер) за спеціальними розробленими програмами виконує в автоматизованому режимі підбір такої теоретичної кривої електричного зондування, яка найкраще співпала б з експериментальною.

Основним результатом робіт методом ВЕЗ є, як правило, геоелектричні розрізи, побудовані на основі кількісної інтерпретації кривих зондувань. Для побудови таких розрізів в кожній точці ВЕЗ, розташованій на профілі, вздовж глибинної вісі відкладають глибини до поверхонь горизонтів, виділених у процесі інтерпретації, із зазначенням питомих опорів цих горизонтів. Потім плавно з’єднують глибинні відмітки ідентифікованих горизонтів і отримують вертикальний геоелектричний розріз (приклад наведений на рис. 3.17,а). При площових дослідженнях можлива побудова структурних карт поверхонь опорних горизонтів (рис.3. 17,б).

4

Р исунок 3.17 Геоелектричний розріз (а) і структурна карта (б), побудовані за результатами інтерпретації ВЕЗ

1 – рельєф і точки спостережень; 2 – геоелектричні границі з питомим опором (Омм); 3 – свердловина; 4 – ізогіпси покрівлі опорного горизонту

Якісна і кількісна інтерпретація кривих ДЗ та результативні геоелектричні побудови практично нічим не відрізняються від способів інтерпретації і форм зображення інформації в методі ВЕЗ.

У порівнянні із методом ВЕЗ метод ДЗ відрізняється перевагами  використання порівняно коротких ліній MNАВ3км та можливість (при переміщенні приймальної лінії MN) працювати по криволінійним маршрутам, що полегшує вирішення проблеми під’їзду до точок розмотки приймальної лінії. Однак в методі ДЗ є і недоліки – більша чутливість до горизонтальних неоднорідностей і невизначеність положення точки запису односторонніх ДЗ при вивченні розрізів з нахиленими горизонтами.

3.2