Электроразведка методом сопротивлений - Шевнин В.А.
ISBN 5-211-03303-5
Скачать (прямая ссылка):
Следующей по сложности геоэлектрической модельк) неод-нородной земли является двумерная модельр=p(x,z) (или 2D). Внутри этой модели можно выделить несколько частных случаев. Простейшими из них являются вертикальный контакт и горизонтальный цилиндр, более сложными -вертикальный пласт (жила) и вертикально-слоистая среда. Эти модели являются базовыми для различных модификациі электропрофилирования. Общим случаем двумерной моделі является разрез с произвольным распределением p(x,z), I котором р может являться как кусочно-постоянной функцией (x,z), так и непрерывной (градиентной).
Наиболее сложная фундаментальная геоэлектрическай модель - трехмерная, когда p=p(x,y,z) (или 3D). Простейши< частные случаи такой модели - локальные трехмерные тєлі (шар, эллипсоид, параллелепипед), помещенные в однородно) полупространство. Более сложными случаями являются соче тания локальной трехмерной неоднородности, находящейся одномерном или двумерном геоэлектрическом разрезе. Наи более общий случай - модель произвольного трехмерног распределения УЭС, как кусочно-постоянного, так и градиен тного.
-г
Роль фундаментальных геоэлектрических моделей можно пояснить с помощью понятий прямой и обратной задачи геофизики. Под прямыми задачами понимают определение (расчет) полей по известному распределению свойств среды и источников поля. Под обратными - нахождение распределения свойств среды по известному полю. Основное назначение геофизики при исследовании практических геологических ситуаций - это решение обратной задачи. Но решение обратной задачи может быть получено только для тех ситуаций, для которых решены соответствующие прямые задачи. Тем самым потенциальные возможности геофизических методов определяются набором решенных на сегодняшний день прямых задач.
Реальная геологическая среда всегда трехмерна, так как трехмерно окружающее нас физическое пространство. Но вести интерпретацию в рамках трехмерных моделей очень трудно и для конкретных сложных ситуаций не всегда возможно. Во многих случаях в этом и нет необходимости. Чаще геоэлектрическая ситуация в масштабе решаемой задачи удовлетворительно описывается (аппроксимируется) более простыми моделями, обладающими меньшей размерностью (двумерными или одномерными). Понижение размерности обратной задачи существенно упрощает ее: уменьшает число определяемых параметров и соответственно вычислительные затраты; снижает требования к количеству экспериментальных данных; уменьшает неоднозначность решения обратной задачи (в рамках модели).
При исследовании сложно-построенных сред широко используются понятия нормальной и аномальной составляющих наблюденного поля. Нормальное поле является решением прямой задачи для некоторой упрощенной модели среды, называемой нормальным разрезом. Под аномальной частью поля понимают составляющие поля, связанные с отклонением среды от нормального разреза. В электроразведке в качестве нормального разреза наиболее широко используются модели однородного полупространства и горизонтально-слоистого разреза. Но в принципе, в качестве нормального разреза можно использовать и другие модели. Например, для двумерной среды с локальной трехмерной неоднородностью в качестве нормальной модели удобно использовать двумерную среду.
Последовательность все усложняющихся нормальных моделей можно считать нормальным рядом моделей. В таком ряду прямая задача для каждой следующей модели может быть решена на основе решения предыдущей, более простой задачи. Примерами таких нормальных рядов моделей можно считать: полупространство - вертикальный контакт - вертикально-слоистую среду; полупространство - двухслойную модель -слоистую модель с произвольным числом слоев, слоистую модель с включенными в нее локальными неоднородностями. В общем случае ряд 1D - 2D - 3D можно также рассматривать как нормальный ряд моделей.
В главе 3 используется набор моделей, включающих три основные компоненты: горизонтально-слоистую среду, глубинные 2D или 3D объекты, и приповерхностные неоднородности-помехи.
До сих пор модели о которых шла речь считались изотропными (то . есть предполагалось, что электрические свойства каждого слоя (тела) модели не зависят от направления). Реальные среды часто обладают электрической анизотропией, когда их свойства зависят от направления протекания тока. Добавление анизотропии является усложнением модели и последовательности изотропная - анизотропная модели можно рассматривать как части нормального ряда моделей. В тех случаях, когда свойства среды меняются под влиянием анизотропии в координатах (X, Y) исследования анизотропии можно вести с помощью кругового электропрофилирования (или зондирования), когда электроразведочная установка без изменения точки записи меняет свою ориентацию в плоскости наблюдений. Наиболее простой (нормальной) моделью анизотропной среды является анизотропное полупространство (с вертикальным или наклонным положением плоскости анизотропии). Более сложными моделями - вертикальный контакт двух анизотропных полупространств, слоистая модель со своей ориентацией анизотропии в каждом слое и т.д.
