книги из ГПНТБ / Светов Б.С. Теория, методика и интерпретация материалов низкочастотной индуктивной электроразведки

о геоэлектрическом разрезе. Изучение его в дальней зоне может базироваться только на изменении частоты поля и на использова­ нии явления скин-эффекта:

но

могут нарушаться. В этом случае кривые р начинают отличаться от кривых дальней зоны и не выходят на асимптоту второго слоя. Это

видно, например, из рис. 7, на котором изображены кривые р для

Рис. 7. Двухслойные кри­ вые рь/а

61

что наблюдения поля проводятся в дальней зоне, является неизмен­ ность значений р, вычисленных по формулам ( I I I . 6 4 ) , при измене­ нии разноса установки.

Поле диполя, расположенного на поверхности двухслойной

а электромагнитное поле вертикального магнитного диполя выра­ жается через функцию

Принятые при выводе этих формул предположения практически обозначают, что разнос применяемой установки г значительно пре­ вышает мощность проводящей толщи hi(r^>hi) и что в этой толще не происходит поглощения поля (|kihi|->•0, но \k\\hir конечно).

При малых p s (низкие частоты)

Ps

62

в области низких частот от более общего случая малых параметров наблюдается на вертикальной компоненте поля. При малых p s вто­ ричное поле по этой компоненте убывает не пропорционально частоте, а более быстро. В этом проявляется пониженная чувстви­ тельность вертикальной составляющей поля в области низких ча­ стот к поверхностным отложениям.

Из сопоставления формул (111.68") с формулами (111.65), ха­ рактеризующими поведение поля над двухслойной средой в дальней зоне, следует, что в случае 5-проводимости при больших парамет­ рах p s поле убывает с частотой на порядок быстрее. В этом сказы­ вается дополнительная идеализация рассматриваемой электриче­ ской ситуации (| 1-ИЗ, | &i | г - » - оо) . При дальнейшем увеличе­ нии частоты, когда предположение | kih\ | ~ 0 станет неправомочным, поведение поля будет определяться формулами для однородного полупространства с проводимостью Oi в дальней зоне.

Магнитное поле диполя, приподнятого над слоистой средой

Будем рассматривать наиболее специфичный для аэроэлектро­ разведки вариант, когда суммарная высота диполя и точки наблю­ дения z + h намного превосходит горизонтальный разнос установки р. В этом случае вторичное поле слабо зависит от величины р,

63

исследований высота установки является аналогом разноса при на­ земных работах этими же методами.

При выполнении условия z + h>p величина наблюдаемого вто­ ричного поля резко уменьшается и доступными для измерения ста­ новятся главным образом его мнимые части, которые легче выде­ лить на фоне большого первичного поля. В связи с этим основное внимание ниже будет уделено анализу мнимых частей ортогональ­ ных компонент вторичного поля.

Как и в наземном варианте, аналитическое исследование вторичрых полей может быть проведено только в некоторых частных или

d— , найденные численным интегрированием формул (111.56). тт Р , z+h . .

Из сопоставления этих графиков следует, что при — -s>4 по­ грешность аппроксимации нормального поля приподнятого диполя асимптотическими формулами (111.69) не превышает 20% . При­ мерно такая же точность аппроксимации имеет место и в общем случае слоистого разреза, поэтому в дальнейшем будем рассматри­ вать только предельный случай:

z + h

>- оо.

Р

В области достаточно низких частот (малых параметров) на ос­ нове формул (111.57) нетрудно записать обобщенное выражение для

64

Рис. 9. Поле вертикального маг­ нитного диполя, приподнятого над однородным полупространством

- » - 0) . Независимо от строения проводящего полупространства вто­ ричное поле в этой области растет строго пропорционально частоте. Это предопределяет, как и в наземном случае, невозможность осу­ ществления частотных зондирований в области малых параметров.

неограниченных пластов является предпосылкой для проведения

высоте установки \z + h\; это приводит к тому, что мнимая часть вертикальной составляющей поля независимо от строения среды убывает с высотой в рассматриваемой области как 1/(г+/г)4 , а мни­ мая часть горизонтальной составляющей над любым слоистым раз­ резом — как l/(z + h)5. Отсюда следует, что высотные зондирования в области больших параметров невозможны. От частоты параметр <72 , а значит и вторичное поле, зависит сложным образом. При

w ->• 0 и со оо поле становится таким же, как над однородным по­ лупространством с сопротивлением, соответственно рг и pi. Это предопределяет возможность осуществления частотных зондирова­ ний в этой области.

Таким образом, при дипольных исследованиях в аэроварианте дело обстоит так же, как и в наземном случае: в области достаточно низких частот можно проводить высотные зондирования, а в об­ ласти достаточно больших высот —частотные. Малость частоты определяется требованием <7г<С1, а большая высота — условием

На основе формул (III . 70) и ( I I I . 7 1 ) , полагая в них qfz — q f P = = qil~}j2 или q 2 h = ~tf 2 q i y можно ввести понятия кажущейся прово­ димости а или сопротивления р в аэроэлектроразведке:

66

В соответствии с этими формулами а и р могут быть определены из результатов измерения поля. Палеточные кривые о в зависимо­ сти от высоты установки (z + h/hi) и р — в зависимости от частоты (параметра q = \kihi\) могут быть рассчитаны по формулам

^=У2-ЩГ. (111.75)

Результаты этих расчетов изображены на рис. 10 и 11, предста­ вляющих собой двухслойные палетки высотных или частотных зон­ дирований (рис. 10 — только для о г ) . Их вид и способы использо­ вания при интерпретации принципиально не отличаются от соот­ ветствующих палеток для наземных зондирований. Эксперимен­ тальными критериями правомочности применения этих палеток для

интерпретации являются: постоянность величины о при изменении

двухслойной средой могут быть получены лишь для некоторых ча­ стных случаев. Наиболее важными среди них являются: 1) тонкий пласт с заданной продольной проводимостью S, подстилаемый сре­ дой конечного сопротивления; 2) пласт конечных мощности и про­

входит в этот параметр в виде отдельного множителя )/(о, эти кри­ вые хорошо приспособлены для интерпретации измерений на раз­

ваются, что указывает на отсутствие разрешающей способности частотных измерений в этой области. Здесь может быть определен только обобщенный параметр qfZ, который без знания индекса кри­ вой невозможно расшифровать.

0,07

0,01 2 3 5 70,1 Z 3 5 71,0 Z 3 5 7 70 2 3 5 7100 Z

Рис. 10. Двухслойная палетка высотных зон­ дирований (z+h>p)

Шифр кривых — y=a2faj

J 5 70,07 2 3 5 70,1 Z 3 5 77,0 2 3 5 7

Рис. 11. Двухслойная палетка частотных зонди­ рований ( z + / i > р)

Шифр кривых — p2 /Pi

Jmh-,

Р= —Oj"i (z^'+и\п) j\ 'б — в зависимости от параметра Яи (шифр