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

Полевые измерения можно выполнять при помощи комплекта аппаратуры ИКС, снабженного магнито-индукциопным датчиком (МИД) (см. рис. 119, в). С этой же целью можно применять микро­ вольтметр ИМА (измеритель магнитной амплитуды), а также много­ частотный генератор, предназначенные для работы низкочастотными индуктивными методами. Более детально эта аппаратура описана в гл. XIII. Магнитное ноле измеряют вдоль профилей, ориентирован­ ных вкрест предполагаемого простирания заряженного тела. В каждой точке профиля измеряют вертикальную составляющую магнитного ноля, горизонтальную составляющую вдоль профиля, а также угол наклона вектора Н к горизонтальной плоскости.

во вмещающих породах, а также в проводах, при помощи которых производится зарядка изучаемого объекта. В связи с этим поло­ жение подводящих проводов фиксируют и в процессе обработки в результаты полевых наблюдений вводят поправки, учитывающие магнитное поле подводящих проводов.

Результаты полевых наблюдений изображают в виде графиков и карт графиков горизонтальной и вертикальной составляющих магнитного поля. По этим графикам в соответствии со сведениями, приведенными в § 1 настоящей главы, определяют плановое поло­ жение заряженного тела и оценивают глубину его залегания.

§ 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ И СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Метод заряда может быть применен при гидрогеологических исследованиях для определения направления и скорости движения

солевой ореол вследствие высокой минерализации обладает хорошей

200

проводимостью, его распространение в водоносном горизонте может быть прослежено методом заряда. Для этого один из электродов питающей цепи опускают в скважину в водоносный горизонт, а вто­ рой — относят в бесконечность. На дневной поверхности изучают электрическое поле введенного в скважину электрода.

Перед зарядкой скважины солью произьодят съемку одной или нескольких эквипотенциальных линий, которые в случае, если сква­ жина пробурена в относительно однородных в горизонтальном направлении породах, будут близки по форме к окружности с цен­ тром у устья скважины.

Если спустя некоторое время после зарядки скважины солью повторно заснять эквипотенциальные линии, то можно заметить, что форма их изменится — из окружностей они превратятся в овальные кривые, вытянутые в направлении движения подземных вод. При­ чина этого заключается в том, что эквипотенциальные поверхности вокруг заряженного солевого ореола по форме повторяют его, а центр эквипотенциальных линий на дневной поверхности является проек­ цией центра солевого ореола на эту поверхность.

Со временем размеры солевого ореола увеличиваются: передний край его движется со скоростью движения подземных вод, а задний остается вблизи скважины. Соответственно меняется положение центров Сг, С2 солевого ореола, а с ними — и центров эквипотен­ циальных линий. Нетрудно представить, что направление смещения этих центров совпадает с направлением движения подземных вод, но поскольку передний край ореола движется со скоростью потока, а задний край неподвижен, то скорость смещения центров изолиний равна половине скорости потока, т. е. ѵп = 2гс, где гп — скорость потока; ѵс — скорость смещения центров изолиний на дневной поверхности.

Величина ѵс может быть определена по наблюдениям за пере­ мещением эквипотенциальных линий на дневной поверхности.

Монтажная схема установки изображена на рис. 128. По суще­ ству она лишь в деталях отличается от описанной выше схемы уста­ новки для работы методом заряда на постоянном токе.

Электрод А , служащий для зарядки солевого ореола, конструк­ тивно объединяют с приспособлением для зарядки скважины солью. Из пористого материала (например, из мешковины) изготовляют узкий мешок, диаметр которого меньше диаметра скважины на глубине водоносного горизонта, а длина 0,5—1 м. В этот мешок засыпают соль и помещают оголенную часть провода, идущего к устью скважины. Провод используют для подключения электрода А к одному из полюсов батареи, а также для спуска и подъема элек­ трода. Мешок из пористой ткани защищен снаружи чехлом из плотного брезента. К нижнему концу электрода в случае надоб­

ности прикрепляют груз, облегчающий спуск снаряда в сква­ жину.

Заземление в бесконечности относят от скважины на расстояние, равное 10—15-кратной глубине до водоносного горизонта.

201

В качестве источника тока обычно используют бата­ рею 69-ГРМЦ-13.

Приемная цепь состоит из двух измерительных заземлений М и N и проводов, соединяющих эти заземления с измерительным прибором (автокомпенсатором или потенциометром). Длину соединительных проводов берут такой, чтобы было можно проводить съемку изолиний при неизменном положении одного из заземлений приемной цепи.

Очень удобен для прослеживания изолиний комплект аппаратуры ИКС, так как при работе с ним отпадает необходимость компенсации поляризации измерительных электродов.

-------

Рис. 128. Монтажная схема установки для изучения режима движения подземных вод методом заряда с ЭСК.

Опорная топографическая сеть представляет собой систему луче­ вых профилей с центром у устья скважины. Количество лучей в зави­ симости от требуемой детальности работ колеблется от четырех до восьми. Лучи размечают пикетами через 5—10 м, пикеты нуме­ руют.

Всю установку располагают таким образом, чтобы батареи и при­ бор находились у устья скважины.

Непосредственно после загрузки соли в скважину проводят съемку изолиний нормального поля. В случае необсаженной сква­ жины радиус изолиний берут равным 1,5—2-кратной, а в случае обсаженной скважины — 2—3-кратной глубине залегания исследу­ емого водоносного горизонта.

Съемку изолиний выполняют следующим образом.

Одно из заземлений приемной цепи (обычно N) устанавливают на луче, направленном противоположно предполагаемому направле­ нию потока, на расстоянии от устья скважины, равном принятому радиусу изолинии. Второе заземление помещают в различные точки

.соседнего луча; нри каждом его положении на луче оператор следит затем, отклоняется ли стрелка гальванометра прибора при нажатии

;202

на включатель тока. Отклонение стрелки свидетельствует о том, что между измерительными заземлениями имеется разность потен­ циалов, т. е. что они расположены на различных изолиниях. Задача оператора заключается в том, чтобы найти такое положение подвиж­ ного заземления, при котором стрелка гальванометра не реагирует на замыкание токовой цепи. В этом положении оба измерительных заземления находятся на одной и той же эквипотенциальной линии.

зом. При этом точка стояния не­ подвижного заземления остается прежней. Промежутки времени между первой и последующими съемками изолиний должны быть тем больше, чем меньше скорость потока; они колеблются от единиц до десятков часов.

На рис. 129, а изображена система изолиний, полученных при повторных съемках с интервалом времени между съемками Ах<, А2f, Аst и т. д. Если обозначить через Агг, Д2г, Д8г и т. д. смещения изолиний по лучу, направленному по потоку, то очевидно, смещение центров изолиний будет равно половине соответствующего смещения фронта изолинии. Таким образом, среднее значение скорости потока в промежуток времени между двумя наблюдениями определится следующими выражениями:

vlcp = A1r ^ 1t, v2cp = A2r/A2t, v3cp = А3г/Д3г и т. д.

Опыт показывает, что в начальные моменты после помещения соли в скважину значение наблюденной скорости меньше истинного значения этой величины. Лишь по истечении некоторого времени,

203

в которое, очевидно, формируется солевой ореол, наблюденная ско­ рость приближается к истинной. Отсюда вытекает следующий спо­ соб изображения результатов полевых наблюдений. По вычисленным для разных моментов скоростям потока строится график зависимости этой скорости от времени, прошедшего с момента помещения соли в скважину (рис. 129, б). Горизонтальный участок этого графика характеризует истинную скорость потока.

в сложных геологических условиях и особенно корреляция рудных подсечений представляет собой процесс, требующий густой сети буровых скважин, детального изучения литологических, а также петрофизических характеристик пород, пересекаемых скважинами.

Рис. 130. Скважинный вариант метода зарядки.

а — возможные варианты корреляции рудных подсечений в буровых сква­ жинах; б — корреляция рудных подсечений с использованием данных метода заряда.

1—в — рудные подсечения; ТЗ — точки зарядки.

Степень достоверности построения геологических разрезов по сово­ купности разрезов по буровым скважинам может быть существенно повышена в том случае, если в разрезах участвуют хорошо проводя­ щие руды или горные породы.

На рис. 130, а изображены разрезы по двум буровым скважинам, в которых имеются рудные подсечения. Пунктиром на рисунке показаны некоторые возможные варианты корреляции рудных под­ сечений и построения контуров рудных тел.

Для того чтобы из этих вариантов выбрать один, соответству­ ющий истинному разрезу, поступают следующим образом. Одно из заземлений питающей линии (заземление А на рис. 130, б) устра­ ивают в скважине непосредственно в рудном подсечении (подсечение 1 на рис. 130,6), а второе заземление— В относят в бесконечность. Поле заземления А изучают в скважинах, расположенных в окре­ стностях скважины с заземленным подсечением. С этой целью вдоль

.204