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

Вслед за топографическими работами электроразведочныѳ бригады начинают раскладку проводов-петель по сторонам разме­ ченных прямоугольников-планшетов или по линиям размотки кабеля (для метода БД К). Концы кабеля заземляют посредством железных стержневых электродов.

Полевые измерения методами незаземленной петли или БД К с амплитудным вольтметром.

При абсолютных измерениях с амплитудным вольтметром изме­ рительный комплект обслуживается бригадой из трех человек: оператора, вычислителя и рабочего. Наблюдения в поле петли или кабеля могут выполняться двумя-тремя работающими независимо друг от друга измерительными комплектами одновременно.

Перед началом измерений магнитного поля проверяют при по­ мощи тестера сохранность петли, отсутствие в ней разрывов. При наличии разрывов последние ликвидируют; затем оператор на гене­ раторной группе после предварительного прогрева генератора вклю­ чает ток в петлю, устанавливает нужную частоту и силу тока, после чего подает сигнал для начала измерений на профилях. При измере­ ниях с амплитудным вольтметром перед началом работы проверяют напряжение источников питания и в случае необходимости заменяют израсходованные батареи.

На исходной точке профиля рабочий устанавливает по уровню измерительную рамку горизонтально или вертикально (в зависимости от измеряемой компоненты поля). В это время оператор проверяет и в случае необходимости корректирует коэффициент усиления вольтметра, подключает рамку к входу прибора, выбирает предел измерения так, чтобы отсчет составлял не менее а/ 3 шкалы, и затем производит отсчет.

Вычислитель записывает отсчет в полевой журнал и наносит результаты измерения на график. Если нанесенная точка не нару­ шает плавного характера кривой, прибор перемещают на следу­ ющую точку профиля. При переходе с точки на точку измерительную рамку оставляют подключенной к прибору, питание которого не выключают. В том случае, когда новая точка графика нарушает плавный ход кривой, необходимо повторить измерения на данной и предыдущей точках профиля. Лишь убедившись в сходимости результатов измерений в пределах ±2% , оператор может продол­ жать перемещение по профилю. Повторные измерения на двух точках профиля необходимо также выполнять при перерывах в работе по условиям погоды, по техническим причинам или вследствие оконча­ ния рабочего дня.

Для увязки наблюдений, выполненных на различных профилях в различное время и различными приборами, проводят двукратный промер поля вдоль магистрали, которую обычно прокладывают по центральным или начальным точкам всех профилей. Промер поля по магистрали поручается наиболее опытному оператору. Измерения выполняют без перерыва в работе генераторной группы и измери­ тельного прибора.

Первичная обработка результатов наблюдений заключается в при­ ведении измеренных значений амплитуд магнитного поля к постоян­ ной силе тока в петле и к относительным единицам, общим для всех используемых вольтметров. Первая задача решается путем деления измеренных величин поля на силу тока в петле.

Для увязки наблюдений, выполненных на различных профилях различными приборами, отсчеты на всех точках каждого профиля умножают на поправочный коэффициент, равный частному от деле­

При относительных амплитудно-фазовых измерениях с афи­ метрами измерительный комплект обслуживается бригадой из пяти человек — оператора, вычислителя и трех рабочих.

Полевые измерения с комплектом АФИ начинают с подготовки измерительного прибора. Эта подготовка заключается в проверке и в случае необходимости в смене источников питания, в проверке сохранности соединительных шлангов, при помощи которых рамки подключаются к прибору.

Перед началом измерений на каждом профиле и на его среднем пикете проверяют идентичность измерительных каналов афиметра. Для этого обе рамки располагают на расстоянии 1 м друг от друга горизонтально и на ручках фазовращателя и делителя напряжений устанавливают нулевые отсчеты; затем при помощи корректора отно­ шений амплитуд и фазовращателя добиваются нулевого отсчета индикатора нуля. Если затем переключателем входа прибора изме­ нить порядок подключения рамок к входу прибора на обратный, при идентичных измерительных каналах на индикаторе нуля дол­ жен сохраниться нулевой отсчет. При неидентичных каналах стрелка индикатора нуля сместится с нулевого положения. В этом случае фазовращателем и делителем напряжений снова добиваются нулевого отсчета индикатора. Половина отсчета по делителю напряжений и фазовращателю является поправкой на неидентичность измеритель­ ных каналов.

Измерения на каждой точке профиля выполняют следующим образом. После того как рабочие установили рамки на двух последо­ вательно расположенных точках профиля, оператор подает команду «внимание». По этой команде рабочие устанавливают рамки по уровню, а оператор проводит грубую компенсацию сигналов. Затем по команде «отсчет» рабочие уточняют по уровню положение рамок, а оператор осуществляет точную компенсацию сигналов и диктует вычислителю отсчеты разности фаз в градусах и отношения амплитуд в децибеллах, дает сведения о положении переключателя входов и разности отсчетов по шкале компенсатора, при которых рабочая частота начинает прослушиваться па фоне шумов или помех. Эта величина характеризует точность измерений.

Записав отсчеты в журнал, нанеся результаты наблюдений на

324

график и убедившись в плавном ходе кривой, вычислитель подает команду «вперед». По этой команде заднюю по ходу профиля рамку переносят на место - передней, а переднюю — перемещают вперед на расстояние, равное шагу установки. Питание прибора при этом не выключают.

Первичная обработка результатов измерений заключается в вве­ дении поправки на неидентичность каналов афиметра. Величину этой поправки, как указано выше, определяют для каждого профиля.

Н,мВ

Рис. 202. Графики ампли­ туды вертикальной со­ ставляющей магнитного поля петли (геологиче­ ский разрез составлен по результатам геофизиче­ ских и буровых работ).

1— четвертичные отложе­ ния; 2 — спилиты; 3 — положение массивных руд по геофизическим данным; 4 — кварцевосерицитовые породы с вкрапленными рудами.

Контроль за точностью полевых наблюдений осуществляют путем повторной съемки по выборочным профилям, равномерно распре­ деленным по съемочной площади, а также во времени. Количество повторных измерений составляет 10% общего объема работ. Допу­ стимая погрешность при работе с ИМА 2%, при работе с афиметрамж 1,5% по отношению амплитуд и 15' по сдвигу фаз.

Изображение и интерпретация результатов наблюдений.

Результаты съемки поля петли или кабеля изображают в виде гра­ фиков амплитуд, отношения амплитуд или сдвигов фаз, карт гра­ фиков этих величин и иногда в виде карт изолиний амплитуд поля.

График амплитуд вертикальной составляющей поля петли изобра­ жен на рис. 202.

На картах графиков следует показывать положение петли и закре­ пленных точек. Карты желательно строить на геологической основе

325

и показывать на них результаты работ другими геофизическими методами.

Карты изолиний амплитуд строят для небольших участков, изученных детальной съемкой и расположенных в центральной части петли, т. е. там, где нормальное поле однородно.

Результаты многочастотных измерений изображают в виде гра­ фиков, карт графиков и карт изолиний поля для различных частот. Аномальные значения поля снимают с графиков и по ним строят ч а с т о т н ы е х а р а к т е р и с т и к и а н о м а л и й .

Геологическая интерпретация материалов, полученных в про­ цессе общей съемки, проводится с целью выделения участков с ано­ мальным поведением поля; она позволяет также дать предваритель­ ную геологическую оценку аномалий. Эта оценка дается по ха­ рактеру графиков аномального поля, интенсивности аномалий и их геологическому положению.

Интерпретация частотных характеристик аномалий — основной прием определения геологической природы аномалий. Известно несколько приемов интерпретации частотных характеристик. Ниже описан способ, основанный на применении обобщенной параметри­ ческой характеристики амплитуды аномального поля.

Наблюденную в полевых условиях частотную характеристику амплитуды аномального поля, т. е. зависимость процентного соотно-

н

шения -т=Д- • 100% от частоты, строят на прозрачном двойном

и о

логарифмическом бланке с модулем 6,25 см.

Эту частотную характеристику совмещают с обобщенной пара­ метрической характеристикой, построенной в том же масштабе. Как указывалось выше, по оси абсцисс при построении обобщенной

и обобщенной характеристик смещение логарифмических шкал по оси абсцисс равно произведению yQ. Для того чтобы от этого произ­ ведения перейти к размерам источника аномалии, необходимо знать его удельное сопротивление и задаться геологически обоснованной гипотезой о форме рудного тела. Так, например, если для рудных тел в данном районе характерна изомерная форма, то можно принять

Q — а 2, где а — радиус сферы, близкой по размеру к рудному телу.

Значения Q для пласта и цилиндра были приведены в § 1 этой главы. Следует иметь в виду, что описанный выше прием, а также другие приемы определения параметров источников аномалий дают полу­ количественные результаты, позволяющие оценивать лишь порядок интересующих нас размеров или проводимости источников аномалии, а не их точное значение. Весьма существенно то, что, зная порядок произведения yQ, можно уверенно судить о том, связана ли анома­ лия с хорошо проводящей рудой или ее источник — неоднородность

вмещающих или покровных отложений.

326

Полевые работы методом ДИП. Полевые работы методом диполь­ ного индуктивного профилирования могут выполняться несколькими установками, различающимися взаимным расположением генератор­ ного и измерительного диполей (рис. 203). Наиболее часто при­ меняются установки с вертикальным генераторным и вертикальным же измерительным диполями (установка ZZ) или с вертикальным генераторным и горизонтальным, совпадающим с направлением профиля, измерительным диполями (установка ZY), а также уста­ новки, в которых измеряется угол а наклона к горизонту большой оси эллипса поляризации магнитного поля в вертикальной пло­ скости, совпадающей с профилем наблюдения (установка Za). Не исключена возможность применения установок с горизонтальным

тельной рамки устанавливают перпендикулярно к профилю и рамку вращают вокруг этой оси до тех пор, пока стрелочный прибор вольт­ метра не покажет минимальный отсчет. Это соответствует такому положению рамки, при котором плоскость ее витков совпадает с боль­ шой осью эллипса поляризации. В этом положении по угломерному устройству рамки берут отсчет угла наклона а.

По измеренным величинам Н2, Н у или а определяют кажущееся сопротивление — параметр, близкий по смыслу к параметру, исполь­ зуемому в методе сопротивлений.

Как указывалось в гл. IX, компоненты нормального поля маг­

нитного диполя однозначно определяются параметром р = 2,81 г ] ///р

(предполагается, что токи смещения малы по сравнению с токами проводимости). Отсюда следует, что, измерив какую-либо из этих компонент, можно определить параметр р, а затем, зная частоту /, — найти удельное сопротивление среды, заполняющей однородное полупространство.

327

В том случае, когда измерения проводятся над неоднородным в электрическом отношении разрезом, параметр р и соответственно сопротивление, определенное по расчетным формулам или графикам, являются фиктивными величинами, лишь по размерности совпада­ ющими с р или р . Эти параметры целесообразно назвать кажущи­ мися. Отметим, что кажущееся сопротивление, рассчитанное но наблюденным компонентам поля диполя, в случае однородного разреза совпадает с истинным. Величина кажущегося удельн-ого сопротивления зависит от строения геоэлектрического разреза,

Рис. 204. Номограмма для определения рк но измерен­ ным значениям а.

расстояния и взаимной ориентировки записей, а также от частоты поля. Поскольку изучение геоэлектрического разреза — основная задача исследования, методика полевых работ должна быть такой, чтобы зависимость рк от характера разреза проявлялась наиболее четко. С другой стороны, эта методика должна быть проста и произ­ водительна. Установки, изображенные на рис. 203, удовлетворяют этим требованиям.

Рассчитаны номограммы, позволяющие определять рк по изме­ ренному значению Hz, Н у, а и по известным величинам г (в км) и / (в Гц).

На рис. 204 приведена одна из этих номограмм, предназначенная для определения рк по величине угла а. Для этого по измеренной величине а находят точку с соответствующей ординатой на кривой номограммы. Затем определяют абсциссу этой точки и, умножая ее на г2/, получают искомое значение рк. При этом частота / должна

328

быть выражена в Гц, а расстояние г (между генератором и прием­ ником) в км.

Результаты наблюдений изображают в виде графиков или карт графиков рк. Способы построения и тех и других аналогичны опи­ санным в гл. V.

§ 3. МЕТОД ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ

Сущность метода переходных процессов (МПП) заключается в изучении нестационарного электромагнитного поля, создаваемого при помощи незаземленных контуров, ток в которых ступенчато изменяется от некоторого постоянного значения до нуля. Переходный процесс в ступенчато изменяющемся магнитном поле изучают на поверхности земли, в скважинах или над землей.

В качестве источника первичного поля при работе методом пере­ ходных процессов, так же как и в гармонических полях, используют большие незаземленные петли или рамки малых раз­ меров — диполи.

От рассмотренных выше низкочастотных методов МПП выгодно отличается тем, что вторичное магнитное поле токов, наведенных в земле, изучается после исчезновения первичного поля. Это обсто­ ятельство способствует существенному увеличению информатив­ ности измеряемого сигнала, так как первичное поле источника по существу не несет какой-либо информации о геоэлектрическом раз­ резе. Отсутствие в момент измерения первичного поля обусловливает снижение требований к точности измерений. Вместе с тем повышаются требования к чувствительности измерительного устройства и мощ­ ности генераторной группы. В связи с тем, что скорость затухания токов, наведенных в различных частях геоэлектрического разреза (покровных отложениях, рудных залежах), зависит от их удельного сопротивления и размеров, в благоприятных условиях, измеряя разные стадии переходного процесса, можно разделить во времени влияние на измеряемое поле различных геологических объектов, например рудных тел и рудовмещающих пород.

Так как нестационарное поле содержит в своем спектре прин­ ципиально неограниченный диапазон частот, измерение этого поля должно осуществляться аппаратурой с широкой полосой пропуска­ ния сигнала.

Известно, что такая аппаратура обладает весьма слабой помехоза­ щищенностью. Для улучшения помехозащищенности аппаратуры, предназначенной для измерения нестационарного поля, приходится принимать специальные меры. Это является недостатком МПП.

В настоящее время наземные работы МПП выполняют рамочнопетлевой установкой и установкой с совмещенными петлями.

В р а м о ч н о - п е т л е в о й у с т а н о в к е (рис. 205, а) источником первичного поля служит большая незаземленная прямо­

329