ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 160
Скачиваний: 1
Подставив значения Е х и Е2 в выражение (V.1), получим следу ющие расчетные формулы для рк:
|
< ѵ - 2 > |
Рк2 = Р2 (1 — *1 2 )- |
(Ѵ-3) |
т
Рис. 113. Теоретические графики профилирования трехточечными установками.
Первое из |
этих выражений справедливо при d ^ х, второе — |
при X d |
0. Выражение для рк, соответствующее тому случаю, |
когда вся установка находится на поверхности среды с сопротивле нием р 2, можно получить из формулы (V.2), заменив в ней р х на р 2
и к12 |
Рг — Рі |
на к21 |
= |
Рі — Р2 |
|
.4 |
|
Р2 + Рі |
Рі + Р2 |
= —к 12- |
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Ркз — Рг |
12 |
~1 |
(V .4) |
||
|
|
(2d — x )2 J * |
|||||
График электропрофилирования установкой AMN над вертикаль ным контактом двух сред, рассчитанный по выражениям (Ѵ,2), (Ѵ.З) и (Ѵ.4), изображен на рис. 113, а.
181
Характерной особенностью этого графика является повышение или понижение (в зависимости от соотношения р х и р 2) значения кажущегося сопротивления при приближении измерительных за землений к контакту, резкий скачок кажущегося сопротивления в момент перехода измерительных заземлений через контакт, по стоянство сопротивления при тех положениях установки, в которых питающие и измерительные заземления находятся по разные стороны от контакта и, наконец, постепенное приближение рк к р 2 по мере удаления всей установки от контакта.
На рис. ИЗ, б и в сплошной линией изображены графики рк для случая профилирования установкой AMN над пластом большой мощности высокого и низкого сопротивлений. Характерной особен ностью графиков является асимметрия аномалии и наличие над пластом максимума (при р 2 > р х) или минимума (при р 2 <рг)-
На рис. ИЗ, г приведены аналогичные графики рк для случая профилирования над маломощным пластом высокого сопротивления. На этом графике непосредственно над пластом наблюдается четко выраженный максимум. Слева от пласта (при принятом на рисунке расположении заземлений) сравнительно узкий, а справа — широкий минимумы. Правый минимум соответствует таким положениям уста новки, при которых питающий и измерительные заземления оказы ваются по различную сторону от пласта (эффект экраниро вания).
Дополнительный максимум справа от пласта связан с тем, что после перехода питающего заземления через пласт последний «откло няет» ток, стекающий с этого электрода в сторону измерительных заземлений.
График рк, характерный для профилирования установкой AMN над тонким хорошо проводящим пластом, изображен на рис. 113, д. Непосредственно под пластом на этом графике имеется четкий мини мум, а справа от него — зона пониженных значений рк, отвечающая тем положениям установки, при которых питающий и измерительные заземления находятся по разную сторону от пласта (эффект экрани рования), либо питающий электрод расположен слева от пласта (близко от него).
Установка для комбинированного профилирования. Эта уста новка, как указывалось выше, представляет собой сочетание двух встречных трехточечных установок AMN и BMN. В соответствии с этим графики рк для комбинированного профилирования рассчи тывают по формулам для трехточечных установок.
Из рис. 113, а—д можно получить представление о характере графиков комбинированного профилирования.
Контакт сред с различным сопротивлением (рис. ИЗ, а) отме чается на одном из графиков рк постепенным спадом кажущегося сопротивления от значения рк = Ра Д° значения рк = р х, а на вто ром — небольшим повышением рк перед контактом, а затем быстрым его спадом непосредственно над контактом до значения р х. Совместное рассмотрение кривых позволяет определить положение контакта
182
более точно, чем по графикам рк для симметричной четырехточечной установки.
Графики комбинированного профилирования над мощным пла стом (рис. ИЗ, б) отличаются тем, что каждый из контактов пласта с вмещающими породами характеризуется теми особенностями кри вых, о которых говорилось выше. Таким образом, при совместном рассмотрении графиков удается определить не .только местоположе ние пласта, но и его мощность.
На теоретических кривых комбинированного профилирования над крутопадающим хорошо проводящим пластом (рис. 113, д) по обе стороны от пласта располагаются зоны пониженного значения рк, ширина которых равна примерно половине расстояния между пита ющими заземлениями А w.В . Непосредственно над проводящим пла стом наблюдается перекрестие кривых.
На теоретических графиках комбинированного профилирования над крутопадающим плохо проводящим пластом наблюдаются отчет ливые максимумы рк на обеих кривых над пластом (рис. ИЗ, г); по обе стороны от максимума на кривых имеются менее четко выра женные экстремумы, связанные с экранирующим влиянием пласта при приближении к нему питающих заземлений.
Симметричная установка AMNB. Для расчета графиков рк, полу чаемых симметричной установкой, может быть использовано правило наложения полей. Согласно этому правилу напряженность поля в центре приемной линии может рассматриваться как сумма напря женностей полей, создаваемых заземлениями А и В :
ЕAB — Еа + Ев- |
|
|||
Если обозначить через |
Адым |
и |
K BUN коэффициенты соответ |
|
ствующих установок, через AU |
и |
АUв — разность |
потенциалов |
|
между приемными заземлениями установок AMN и BMN и, наконец, |
||||
через p KAMN и рк BMN — кажущиеся сопротивления, |
полученные |
|||
этими установками, то согласно выражению (III.40) |
|
|||
Рк AMN ^AM N |
/ |
Рк BMN A BMN 1в |
|
|
Учитывая, что |
АU ~ TMNЕ, |
|
||
получим |
|
|||
|
|
~~ -^в Р к BMN/К BMN Л/Ѵ |
||
Ед — ^ д р к A M N /^-A M N 7-ЛШ’ |
|
|||
отсюда
Едв =
-^дРк AMN |
1BPк BMN |
^AMN r MN |
^BM Nr iWZV |
Поскольку токи, протекающие через оба заземления установки, равны, то
‘ AB |
Рк AMN |
Рк BMN |
Е'АВ - ГЫ1V |
^AMN |
^BMN |
183
Кажущееся сопротивление, определяемое установкой AMNB, с учетом последнего выражения может быть рассчитано по следующей формуле:
AUAB |
r MJVE AB |
/ Ри AMN |
, Рк ВMN |
Рк AMNB = A A M NB • |
: К AMNB |
К AMN |
BMN |
‘ AB |
AB |
В частном случае для симметричной установки
A AMN = Ä ’BMN = 2A AMNB!
Рг>?і
PUP,
Рис. 114. Теоретические графики профилирования симметричной установкой AMNB (р, = 1, р, = 7).
отсюда
Рк AMNB |
Рк AMN + Рк BMN |
(V.5) |
|
2 |
|||
|
|
Из выражения (V.5) следует, что графики профилирования сим метричной установкой AMNB могут быть получены простым осред нением графиков рк для трехточечной установки.
На рис. 114, а — в изображены графикирк для установки AMNB, рассчитанные для вертикального контакта и крутопадающего пласта большой и малой мощности. На этих графиках контакт в целом отражается ступенчатым изменением рк, причем график осложняется дополнительными экстремумами и точками излома, связанными с переходом питающих и приемных заземлений через контакт. Пласт большой мощности на графиках рк отражается максимумом (или минимумом) также осложненной формы. Маломощный пласт высо кого сопротивления четко выделяется максимумом на графике рк.
184
/Ѵ А |
м—lN |
I «
Ннс. П5. Теоретические графики профилирования дннольно-осевой двухсторонней установкой.
Дипольно-осевая установка AA'MN. Кажущееся сопротивление, измеряемое этой установкой, связано с кажущимся сопротивлением для трехточечных установок AMN и BMN следующим соотношением, которое мы приводим без вывода:
Рк AA'MN = — |
r A ' 0 ~ r \ lN |
r A ' 0 ~ r l l N |
пт |
|
5------- "5 |
Рк AMN----- Zi--------Zi |
Рк А' MN• |
( V .О) |
|
|
ГА ' 0 1 АО |
ГА ’ 0 ~ ~ ГА 0 |
|
|
Графики дипольного профилирования над вертикальным контак том приведены на рис. 115, а, а над вертикальными пластами с раз личными мощностями и сопротивлениями — на рис. 115, б — г. Характерно сходство этих графиков с соответствующими графиками комбинированного профилирования. Основное различие заклю чается в том, что графики дипольного профилирования имеют более четко выраженные боковые экстремумы.
Все приведенные выше графики рк соответствуют разрезам, в которых вертикальные поверхности раздела выходят непосред ственно на дневную поверхность, а контакт сред осуществляется по идеальной плоскости.
Практически в большинстве случаев изучаемые структуры пере крыты толщей покровных отложений, иногда неоднородной по со ставу и меняющейся по мощности. В результате влияния покровных отложений происходит прежде всего сглаживание кривых, а также уменьшение амплитуды или исчезновение побочных экстремумов. Вместе с тем основные характерные особенности графиков сохра няются, что и является обоснованием для использования теорети ческих графиков при качественной интерпретации данных электро профилирования.
Г л а в а VI
МЕТОД ЗАРЯДА
§ 1. СУЩНОСТЬ МЕТОДА
При разведке месторождений полезных ископаемых и при геолого структурных исследованиях часто ставится задача прослеживания и оконтуривания геологических образований, вскрытых горными выработками, скважинами или в результате эрозии в одной или нескольких точках. Если эти образования сложены горными поро дами или рудами, электрическое сопротивление которых значительно меньше сопротивления вмещающих пород, сформулированная задача может быть решена м е т о д о м з а р я д а 1.
Сущность метода заряда заключается в том, что один из полюсов источника электрического тока заземляют непосредственно в про слеживаемом теле, а второй — за пределами исследуемой площади, на расстоянии, достаточно большом, чтобы влиянием его поля можно было пренебречь. Электрическое и реже магнитное поле заряженного таким образом тела исследуют на дневной поверхности тем или иным способом. По характеру распределения этого поля делают заключе ние о размерах, форме и положении разведываемого тела.
На рис. 116 показано положение токовых и эквипотенциальных линий вокруг заряженного тела, имеющего неправильную, но в об щем изомерную форму. Если заряженное тело обладает значительно большей проводимостью, чем вмещающие породы, можно пренебречь падением потенциала внутри тела и принять его за эквипотенциаль ный проводник. В этом случае поверхность тела будет являться эквипотенциальной, а эквипотенциальные поверхности в окружа ющей среде вблизи заряженного тела повторяют его форму, причем тем точнее, чем больше различие между проводимостью тела и вме щающих пород.
По мере удаления от заряженного тела форма эквипотенциальных поверхностей теряет сходство с формой заряженного тела и зависит
1 Иногда этот метод называют м е т о д о м з а р я ж е н н о г о т е л а .
187