Поле кабеля конечной длины

В отличие от БДК поле кабеля конечной длины в некоторой точке М(х, у, z) расположенной ниже поверхности Земли (z < 0) будет иметь все три декартовые компоненты электрического и магнитного полей, т.е. Е_х, Е_у, Е_z и Н_х, Н_у, Н_z. Появление всех компонент поля связано с наличием токов, вводимых через заземления кабеля.

Отмечаются некоторые особенности компонентов поля Е_х, Е_у, и Н_у, Н_z при весьма малых и весьма больших значениях параметров приведенного расстояния длины, т.е. р = |ϰ|y.

При р << 1 и при р >> 1, т.е. в области весьма низких и

достаточно высоких частот электрическое поле вещественно и слабо зависит от частоты.

В частности, компонента Е_у во всем диапазоне значений р вообще не зависит от частоты и совпадает со своим значением на постоянном токе. Характерным является также наличие значительного электрического поля на любых низких частотах. Это сближает наблюдаемые в области низких частот аномальные эффекты с аналогичными эффектами на постоянном токе.

Магнитное поле в индукционной (ближней) зоне также близко к вещественному, причем Re H_y и Re H_z слабо зависят от частоты.

Отклонение поля от стационарного в области низких частот проявляется, в первую очередь, на мнимых частях магнитного поля и его фазе. В волновой зоне преобладает горизонтальная составляющая магнитного поля, сдвинутая по фазе относительно тока в питающей цепи на /4.

Аномалии от вытянутых вдоль кабеля проводников будут относиться всегда к электрическому типу.

Тип аномалий от изометрических тел зависит от соотношения проводимостей среды и объекта, частоты возбуждаемого поля, места расположения локального объекта.

В общем случае вторичные поля магнитного и электрического типов от тел изометрической формы сравнимы. Только в области очень низких частот, когда параметр локального проводника α = |ϰ²|Q << 1, они не играют решающую роль.

В методе ДК повышается уровень аномалий от объектов не очень высокой проводимости, и в редких случаях можно классифицировать аномалии по абсолютной проводимости тел.

Однако наличие и хорошая коррелируемость аномалий от тел различной проводимости делает метод ДК очень удобным для решения общих задач картирования, в том числе и для прослеживания рудоконтролирующих структур.

В отдельных случаях, при отсутствии вытянутых проводников нерудной природы, если вмещающие породы имеют очень высокое значение ρ_к – можно производить поиски руд высокой проводимости.

Рабочую частоту (одну) выбирают по палеткам нормального поля кабеля для соответствующей методики измерений, а также по графикам элементов поляризации в поле БДК. Разрешающая способность палеточных кривых в характеризующем данный район диапазоне сопротивлений пород должна быть максимальной.

Верхний предел частоты связан с поглощением поля в земле и появлением аномалий от мелких геоэлектрических неоднородностей.

Работу методом ДК следует сочетать с исследованиями другими геофизическими методами.

Интерпретация результатов наблюдений в методе дк.

Интерпретация результатов наблюдений в методе ДК сводится к выявлению и пространственной корреляции аномалий на съемочном планшете и увязке их с данными других геофизических методов и геологическими материалами. Результаты измерений изображаются в виде карт и графиков кажущихся сопротивлений или проводимостей.

При интерпретации исключается зависимость нормального поля от точки наблюдения и тока в кабеле. В случае присутствия достаточно обширных и однородных по сопротивлению зон значения _к оказываются близкими к их истинной проводимости. Однако существуют трудности интерпретации графиков _к для ряда случаев неоднородного геоэлектрического разреза.

При интерпретации результатов ДК в аномальных зонах могут появляться бесконечно большие значения сопротивлений. Кажущееся сопротивление по данным различных методик измерений, или даже по амплитудным и фазовым измерениям одной и той же методики могут резко отличаться друг от друга. Анализ графиков _к носит в основном качественный характер. При интерпретации можно пользоваться палетками нормальных полей БДК.

Для построения графиков _к наиболее подходящей является методика скрещенных рамок.

Наиболее благоприятные условия для определения _к представляет график φ^*, характеризующийся постоянным ростом с увеличением р (рис. 16а). График А^* обладает значительно худшей разрешающей способностью (рис. 16б).

Для определения _к необходимо по измеренному в данной точке фазовому сдвигу φ^*_изм определить с помощью палетки нормального поля соответствующее значение параметра р² = у² (рис. 16б). Предполагая, что  = ₀ = 410^-7 Гн/м и зная  и у, по найденному значению легко определяется величина: ρ_к = или _к = . (115)

График А^* (рис. 16а) используется в качестве вспомогательного для более четкого выделения аномалий. Рабочая частота ω выбирается таким образом, чтобы получающиеся значения р² находились в пределах 0.3 – 3.0 (рис. 16б).

Аналогично можно определить кажущуюся проводимость по методике эллиптически поляризованного поля. Для определения _к используется значение b/а. Для определения _к по графикам α и φ применяется методика, аналогичная описанной выше.

Остальные методики измерений, которые принципиально могут применяться в методе ДК, из-за больших погрешностей измерений или вследствие низкой разрешающей способности употребляются лишь для выделения и корреляции аномалий от локальных проводников и не дают информации о проводимости вмещающих пород.

Аномалии электрического типа, характерные для метода ДК, имеют некоторую особенность. Форма аномалии зависит от взаимного расположения объекта и источника тока. При перемещении источника поля на другую сторону объекта, меняется знак аномалии и знак импеданса Е/Н.

Поэтому при полевых исследованиях необходимо отмечать местоположение кабеля относительно объекта.

Рассмотрим типичный вид графиков аномалий электрического типа над различного рода геоэлектрическими неоднородностями для методик абсолютных измерений и двух горизонтальных рамок.

1. Проводящий крутопадающий пласт.

Кривая |H_z| характеризуется переходом с максимума на минимум или наоборот в зависимости от расположения источника поля. В общем случае максимум располагается между источником поля и проводящим пластом. На кривых в соответствующих случаях наблюдается минимум или максимум (рис. 18).

Рис. 18.

2. Непроводящий пласт.

Кривые |Н_z| характеризуются переходом с минимума на максимум, а кривые имеют противоположный знак по сравнению с предыдущим случаем (рис. 19).

3. Контакт проводящего и непроводящего пластов.

а) Источник поля слева от пласта (рис. 20).

б) Источник поля справа от пласта

График |Н_z| имеет вид несимметричного максимума или минимума в зависимости от того, располагается источник поля над непроводящим или проводящим пластом. Кривые характеризуются соответствующим расположением экстремумов.