19.3. Электрическое профилирование на постоянном токе

При ВЭЗ и ДЭЗ, как отмечалось выше, центр измерительной установки остается неподвижным, а последовательно увеличивается либо расстояние между питающими электродами АВ, либо разнос r между питающим АВ и измерительным MN диполями. Электрическое профилирование (ЭП) - другой метод, при котором фиксируют разносы установки АВ и MN и расстояние между ними, а всю установку как единое целое перемещают вдоль профиля. В этом случае глубина исследования не меняется и определяемое при каждом положении установки кажущееся сопротивление отражает изменение электрических свойств пород вдоль профиля в горизонтальном направлении.

ЭП обычно выполняют симметричной или дипольной четырехэлектродной установкой AMNB. По результатам полевых измерений разности потенциалов и тока I вычисляют согласно формуле (19.15) значения и изображают их в виде графиков по профилю (кривых ЭП) или карт.

Интерпретация данных ЭП. Интерпретация данных ЭП, применяемого для изучения крутопадающих осадочных и других пород с разными удельными сопротивлениями, носит в основном качественный характер.

Рассмотрим теоретический график для ЭП над вертикальным контактом двух слоев бесконечной мощности и удельных сопротивлений и (рис. 19.7, а). В точках наблюдений, расположенных далеко от контакта пород, в зависимости от того, с какой стороны от контакта находится установка, величина стремится к значению или . При приближении установки к контакту с породами более высокого сопротивления возрастает, при приближении к контакту с породами более низкого сопротивления - уменьшается. Положение вертикального контакта отмечается на графике скачкообразным изменением значений .

На рис. 19.7, б показано поведение графика ЭП для симметричной установки применительно к разрезу из двух толщ: верхней с низким сопротивлением и нижней - с высоким сопротивлением , кровля которой представляет антиклинальное поднятие. Очевидно, что слева и справа от антиклинали поле электродов АВ не достигает нижней толщи и, следовательно, в этих зонах близко к . Однако над сводом антиклинали поле уже "чувствует" влияние высокоомной толщи (так как глубина ее соизмерима с глубиной проникновения поля АВ/2) и возрастает. Таким образом, качественно кривая ЭП повторяет форму высокоомной нижней толщи.

Рис. 20.1. Метод вызванной поляризации:

а - схема токовых линий при ВП; б - форма токового импульса в линии АВ; в - форма напряжения в линии MN при зарядке и спаде ВП

Если свод антиклинали сложен породами с более низким удельным сопротивлением, чем сопротивление перекрывающих пород, то значения графика над сводом складки будут минимальными. Значит, если соотношение удельных сопротивлений пород верхней и нижней толщ неизвестно, истолкование результатов ЭП становится неоднозначным. Подобные ситуации можно исключить, если выполнить совместный анализ графиков , по­лученных по профилю с разными разносами питающих электродов. На рис. 19.8 изображены графики над антиклинальной (при ) и синклинальной (при ) складками, которые оказываются сходными. Данные ЭП с двойными разносами ( ) позволяют получить дополнительную информацию об изменении геоэлектрического разреза по вертикали и установить, к какому из двух разрезов относится каждый из полученных графиков .

Большое значение в методике полевых работ имеет правильный выбор разноса АВ. Для этого целесообразно сочетать ЭП с элементами ВЭЗ, позволяющими правильно выбрать глубину исследований и, как отмечено, уменьшить их неоднозначность. Поэтому развивается направление, сочетающее методики совместного применения ЭП и ВЭЗ. Ясно, что основное различие методов ЭП от ЭЗ заключается в том, что первые предназначены для изучения горизонтальных неоднородностей разреза, а последние - вертикальных распределений удельных электрических сопротивлений. Вместе с тем, если в районе исследований провести серию ЭП при широком диапазоне изменения разносов АВ, то этих данных может быть достаточно для совместного определения горизонтальных и вертикальных изменений . Таким образом, наиболее эффективная методика электроразведочных работ на постоянном токе заключается в рациональном сочетании ЭП и ЭЗ. Это открывает возможности изучения среды в двухмерных и трехмерных вариантах.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие установки применяются в электроразведке постоянным током для измерения сопротивлений?

2. Запишите формулу для определения сопротивления четырехэлектродной установкой.

3. Что такое геометрический коэффициент установки?

4. Чем кажущееся сопротивление отличается от удельного сопротивления?

5. Как распределяется плотность постоянного тока с увеличением глубины?

6. В чем состоит идея метода ВЭЗ?

7. Что представляет из себя кривая ВЭЗ?

8. Чем метод ДЭЗ отличается от метода ВЭЗ? Какая величи­на служит в ДЭЗ аналогом расстояния между питающими электродами АВ?

9. Какие типы трехслойных кривых ВЭЗ Вы знаете?

10. Как количественно интерпретируются кривые ВЭЗ?

11. Какие обобщенные параметры определяют по асимптотам кривых ВЭЗ?

12. Что такое эквивалентность кривых ВЭЗ? При интерпретации каких типов кривых ВЭЗ следует учитывать возможность их эквивалентности?

13. Приведите примеры качественной интерпретации кривых ВЭЗ.

14. Опишите сущность электропрофилирования (ЭП), методику работ и решаемые задачи.

15. Что представляет из себя кривая ЭП?

16. Всегда ли решение задач методом ЭП является однозначным, приведите примеры неоднозначности решения. Что можно сделать для устранения неоднозначности?