Файл: Якубовский, Ю. В. Электроразведка учебник.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 124

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

тивлений заземлений А и В. Принято менять это сопротивление таким образом, чтобы сила тока в питающей цепи при обоих замерах отличалась не менее чем на 25% от ее первоначального значения. Изменение кажущегося сопротивления при этом не должно пре­ вышать 5%.

Второй способ контроля за утечками тока заключается в том, что заземления питающей цепи попеременно отключают и при отклю­ ченном и поднятом в воздухе конце провода питающей линии изме­

ряют

разность потенциалов между приемными заземлениями М

и N.

При отсутствии утечек эта разность потенциалов, которую

обозначим через АUyT, будет равна нулю. Допустимыми являются утечки, которые создают величину А£/ут, составляющую не более 2% разности потенциалов АUK, измеряемую при определении кажу­

щегося сопротивления.

Если А£/ут > 0 ,0 2 -АС/к,

провода пита­

ющей линии проверяют

и устраняют повреждения

изоляции.

При работе в сырую погоду, на влажной местности и т. п. необ­ ходимо особо тщательно принимать меры против утечек. Возможные места утечек (провода питающих линий и батареи) следует предельно удалять от приемной линии и не допускать перекрещивания прово­ дов питающей и приемной линии. Батареи нужно устанавливать на резиновом коврике в центре приемной линии, так как в этом поло­ жении утечки из них будут мало сказываться на разности потенциа­ лов между приемными электродами.

Глава IV

ВЕРТИКАЛЬНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ

§ 1. С У Щ Н О С Т Ь

М Е Т О Д А . Т Е О Р Е Т И Ч Е С К И Е

К Р И В Ы Е

В Э З

И

О С Н О В Ы

Т Е О Р И И

П А Л Е Т О К

 

 

Предположим, что на дневной поверхности расположена симмет­ ричная четырехточечная установка AMNB. Величина кажущегося сопротивления, измеренного этой установкой, зависит от того, как распределены в нижнем полупространстве породы с различным удельным сопротивлением, а также от взаимного расположения пита­ ющих и измерительных заземлений, так как глубина проникновения тока в землю прямым образом зависит от расстояния между заземле­ ниями А и В. Наибольшее влияние на значение рк оказывают по­ роды, находящиеся в том объеме среды, в котором распределяется основная часть тока. Породы, лежащие на глубине, большей по срав­ нению с расстоянием между питающими заземлениями, практически не окажут влияния на распределение тока у дневной поверхности и соответственно на значение рк.

Если, не меняя положения центра установки, увеличивать рас­ стояние между питающими заземлениями, то глубина проникновения тока в землю увеличивается и соответственно этому на значение рк начинают оказывать влияние породы, залегающие на большей глубине. Таким образом, измерение рк установкой с изменяющимся расстоянием между питающими заземлениями при неизменном поло­ жении ее центра позволяет изучать изменение геологического раз­ реза с глубиной. Описанный способ изучения кажущегося сопроти­

вления носит название м е т о д а в е р т и к а л ь н о г о

э л е к ­

т р и ч е с к о г о з о н д и р о в а н и я или м е т о д а

ВЭЗ.

Результаты полевых наблюдений представляют в виде кривых зависимости кажущегося сопротивления от расстояния между пита­ ющими заземлениями.

Все сказанное в отношении установки AMNB может быть рас­ пространено на любую другую установку метода сопротивлений. В зависимости от типа установки различают следующие виды зонди­ рований:

78

1) четырехточечные

зондирования

симметричной

установкой

AMNB

(см. рис. 25, а);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) трехточечные

зондирования установкой

AMN,

В -> оо

 

(см.

рис. 25, б);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

двухточечные зондирования установкой AM, N ->• оо,

В

 

оо

(см.

рис. 25, б);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4) дипольные зондирования

установкой ABMN (см. рис. 27).

В первом из указанных видов зондирований изучают зависимость

рк от расстояния ABJ2, во втором — от расстояния АО, в третьем —

от расстояния AM , в четвертом

от

расстояния между центрами

питающего и приемного ди-

 

 

1

 

 

 

к. * к

полей.

 

 

 

 

пер­

■л

р,

 

Pt

 

В

настоящее время

h,\

т2

 

Т\

1

вые

три

вида зондирований

р2

Р2

hz

Р2

IT T 2-'/77р

принято

сокращенно

 

назы-

 

 

г

г

~ѣ

вать соответственно

четырех­

 

Рз

 

 

Рз

 

г

г

а

 

 

 

 

 

 

точечное

или симметричное

 

 

 

 

 

L

 

б

 

 

 

 

 

ВЭЗ,

 

трехточечное

 

ВЭЗ,

 

 

 

А

 

 

 

 

двухточечное ВЭЗ, а диполь­

 

 

 

 

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ные

 

зондирования — ДЗ.

Рис. 4І. Геоэлектрические разрезы.

 

 

Сокращение ВЭЗ применяется

двухслойный; б — трехслойный;

 

в — четы­

также

к

методу электриче­

 

рехслойный.

 

ь

 

 

ских зондирований

в

целом.

 

 

 

 

 

 

 

Наибольшее применение получили симметричные и дипольные

зондирования, однако

теорию метода будем излагать применительно

к зондированиям установкой AMNB,

что позволит полнее предста­

вить сущность метода ВЭЗ вообще безотносительно к типам устано­ вок. Лишь некоторые специфичные вопросы теории дипольных зондирований рассмотрим отдельно, как и условия, определяющие выбор тех или иных установок.

Зависимость кажущегося сопротивления от расстояния между заземлениями А и В для различных геоэлектрических разрезов весьма сложна. Теоретический расчет этой зависимости основывается на расчете поля точечного источника тока при наличии неоднород­ ных сред. К настоящему времени такие расчеты произведены лишь для простейших геоэлектрических разрезов, к числу которых прежде всего относятся разрезы с плоскопараллельными поверхностями раздела. В связи с этим теория метода, как и его использование, разработана главным образом для горизонтально-слоистых разрезов,

с которыми

мы встречаемся чаще всего в платформенных условиях

в районах

развития пород осадочного чехла.

Вид кривых вертикального электрического зондирования зави­ сит от числа горизонтальных слоев, слагающих разрез, и соотноше­ ний между их удельными сопротивлениями и мощностями.

Различают двухслойный, трехслойный, четырехслойный гео­ электрические разрезы и др. Двухслойный разрез (рис. 41, а) харак­ теризуется следующими параметрами: мощностью верхнего слоя hx, его удельным сопротивлением р 1 и удельным сопротивлением

79

подстилающей безграничной по мощности среды р 2; трехслойный раз­ рез (рис. 41, б) отличается уже пятью параметрами: hx, h2, plt p2

ирз,

четырехслойный (рис. 41, в) — семью параметрами: /гх, k 2,

/і3,

чают

р з» р4

и т. д. Согласно приведенным типам

разрезов

разли-

д в у X с л о й н ы е ,

т р е х с л о й н ы е ,

 

ч е т ы р е х ­

с л о й н ы е

к р и в ы е

ВЭЗ и др. (рис. 42).

В

общем случае

 

 

 

кривые

 

ВЭЗ

являются

 

 

 

функцией параметров раз­

 

 

 

реза, а также полуразноса

 

 

 

питающих

 

электродов AB

 

 

 

(или LJ2),

 

т. е.

 

 

 

 

 

 

Рк = /(рі>

р2> Рзі

• •>

hu

 

 

 

К, hз>

■'

AB \

(IV.l)

 

 

 

2

/

 

 

 

Чтобы

получить

урав­

 

 

 

нение

кривой,

соответ­

 

 

 

ствующей

 

разрезу

с

тем

 

 

 

или иным

 

числом

слоев,

 

 

 

воспользуемся

выраже­

 

 

 

ниями для напряженности

 

 

 

поля точечного источника:

 

 

 

Е = - -dU/dr --=/р/2лг2,

 

 

 

откуда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р = Е2яг2/ і .

 

 

 

 

 

При

измерениях

уста­

 

 

 

новкой

AMNB,

имеющей

 

 

 

два питающих заземления,

 

 

 

напряженность поля удва­

 

 

 

ивается,

т. е.

 

 

 

Рис.

42. Кривые ВЭЗ.

трех-

а — двухслойные; б — трехслойная типа Н; в

слойная типа К;

г ■

трёхслойная типа А; 9 — трех-

слойная типа

Q;

—« — четырехслойные

кривые.

Е= /р/яг2,

ипоэтому

р = Еяг2//.

При достаточно малом значении разноса M N = I измеряемая величина MJ практически эквивалентна Е.

Если среда однородна, то при измерении установками метода сопротивлений получаем величину истинного удельного сопротивле­ ния среды. Для неоднородной же среды имеем значение кажущегося сопротивления, т. е.

рк = Еяг2//.

(IV.2)

Выражение (11.25) напряженности поля для двухслойной среды на поверхности земли подставим в формулу (IV.2), заменив при этом г на L]2 (полуразнос питающих электродов).

80

Получим уравнение

двухслойной кривой ВЭЗ:

 

Рк Рі

1+ 2^

I

(ІѴ.З)

[(L/2r- + (2nh1r .f^\

 

п=1

 

 

Аналогичным путем можно получить уравнение трехслойной кривой ВЭЗ. Ввиду сложности выражения Е для трехслойной среды

ипоследующих выкладок приведем уравнение трехслойной кривой

вокончательном виде:

Р . - Р ! 1+ 2 2 −

qn (L/2h)s

(IV.4)

п= 1

[(L/2A)2 + ("2)]

 

Стоящие под знаком суммы множители qn носят название эмис­ сионных коэффициентов, которые являются функцией коэффициен­ тов отражения к12 и к23, а также отношения h2]hx — ѵ2.

Выражения для коэффициентов отражения могут быть преобра­ зованы:

 

-ÜS.-1

Рі—1

 

М2 '

Рі

 

 

Рі9± т-1

Mi—1 ’

 

 

 

Рз— РтРі _

РіРз — Рі

P2 —Pi .

 

Рз-ЬМтРі

Ж + Рі

P2 +P1 ’

 

здесь

 

Pi

^

 

 

 

 

 

 

 

Pi — Р 2/Р1І

P 2 — Рз/Pi-

 

Величины p !, p 2, vx носят название

м о д у л е й

р а з р е з а .

Поскольку коэффициент отражения

к12 есть функция

модуля p lt

а коэффициент к23 — функция модулей р х и р 2, выражения (ІѴ.З) и (ІѴ.4) для двухслойной и трехслойной кривых ВЭЗ можно предста­ вить в более общем виде:

Рк/рі — /

(Рг/рі)

ABßhj),

(IV.5)

Рк/Рі = /(р2/Рі.

Рз/Рх.

h J K ABl2hj).

(ІѴ.6)

Если задаться какими-либо численными значениями мощностей и сопротивлений горизонтов, слагающих разрез, то зависимость кажущегося удельного сопротивления от разноса питающих электро­ дов выразится кривой вида

РК= Р^ ( A B ß K ) .

(IV.7)

Горизонтальные асимптоты. Типы кривых ВЭЗ. Пользуясь выра­ жениями (ІѴ.З) и (ІѴ.4), рассмотрим поведение кривых ВЭЗ в зави­ симости от разноса L]2.

6 Заказ 5І2

8t

Смотрите также файлы