Электроразведка методом сопротивлений - Шевнин В.А.
ISBN 5-211-03303-5
Скачать (прямая ссылка):
Р.=2*г^ P^r'-jLA. (18)
Кажущееся сопротивление в методе сопротивлений рассчитывается по единой для разных установок формуле pK = KdU/l , в которой К, - как видно из сравнения формул (17 и 18), есть величина обратная к величине потенциала или плотности тока в однородном полупространстве (нормального поля). Эту формулу для анализа аномалий удобно преобразовать к виду: р„ = pMN • )HN IJ0, где j0 - плотность тока в однородном полупространстве, jMN - плотность тока вблизи измерительных электродов в реальной среде, a pMN - сопротивление среды в секторе между эквипотенциальными линиями, проходящими через электроды MhNh ограниченном снизу токовой линией для условно максимальной глубины исследования (рис. 1.3.4).
Локальные объекты высокого и низкого сопротивления, попадая в сектор между эквипотенциальными линиями M и N1 изменяют pMN, а заставляя ток обтекать высокоомные объекты и концентрироваться в низкоомных объектах, изменяют jMN. При этом величина MN1 как это видно из рис. 1.3.4 является фактором относительного управления глубинностью.
При уменьшении MN сектор между эквипотенциальными линиями MnN становится уже и сравнивая этот сектор с лучом фонарика можно сказать, что становясь
более концентрированным рис. 1.3.4 Эффект управления глу-он осредняет меньший объ- биной с помощью MN ем среды и увеличивает
относительный вклад удаленных объектов, т.е. светит дальше. При уменьшении MN возрастает геометрический коэффициент установки К. Очевидно, что можно управлять глубиной с помощью разноса питающих электродов AB в установке Шлюмберже или расстояния между диполями г=00' в
дипольных установках. Рост фактора глубинности здесь также сопровождается ростом К.
В.Х.Фролов (г.Нобосибирск, СНИИГГИМС) предложил оригинальные фокусировочные установки для ЭП и зондирования: AMBN [73]. В таких установках при изменении относительного расположения электродов и без изменения общей длины установки ее геометрический коэффициент может возрастать до бесконечности, что свидетельствует о бесконечном росте глубинности. По мнению автора установки, ее главным достоинством является существенное повышения разрешающей способности и геологической эффективности за счет снижения первичного поля при сохранении высокого уровня аномальных сигналов и возможности их регулирования (фокусирования). Не следует конечно упускать из виду, что геометрический коэффициент К - есть обратная величина к уровню нормального поля dU в однородном полупространстве. Поэтому, когда К устремляется к бесконечности, свидетельствуя о бесконечном росте глубинности, dU столь же успешно стремится к нулю, препятствуя легкому достижению большой глубины исследования. Однако в определенных пределах этот путь увеличения глубинности можно использовать.
Среди большого числа установок есть группа установок "чистых аномалий", в которых нормальное поле отсутствует, а сигнал Du вызван наличием неоднородностей. К таким установкам относится MAN, применяемая для выявления крутых контактов пород по линии профиля и установка метода двух составляющих (МДС), предложенная А.Н.Боголюбовым [7]. Большим достоинством последней установки является возможность определять объекты, находящиеся в стороне от профиля. А.Н.Боголюбовым разработана система палеток, или характерных признаков аномалий МДС, позволяющая установить положение объекта, сделать предположения о его форме, размерах, залегании и т.п. Недостатком данной установки является большая сложность аномалий, трудность их классификации и в результате ограниченное использование установки на практике.
Авторы данной книги широко используют в практике зондирований трехэлектродную двухстороннюю (или комбинированную) установку, предложенную А.С.Семеновым. Конечно необходимость организации заземления в "бесконечности" создает немало осложнений, но преимущества при выполнении
зондирований неоднородных сред весьма заметны. Используя аналогию точечного источника и источника света ("фонарика"), можно утверждать что поочередная подсветка объекта то с одной, то с другой стороны, позволяет более наглядно почувствовать его форму. По мнению авторов, большой и до конца не осознанной проблемой электрических зондирований является искажение кривых неоднородностями вблизи питающих электродов (или С-эффект) (см. главу 3). Для выявления и последующего устранения С-эффекта желательно использование установок с одним подвижным питающим электродом. Одновременные искажения от двух перемещаемых питающих электродов в установке Шлюмберже не позволяют разделить эффекты искажений от приповерхностных неоднородностей вблизи питающих электродов от эффектов глубинных частей разреза.
В последние годы во многих странах (Япония, Англия, Италия и др.) очень популярной стала двухэлектродная установка AM. Она широко используется при изучении археологических объектов, при инженерных изысканиях и для решения экологических задач. Подобная установка часто используется с многоэлектродными измерительными комплексами, где переключение питающих и приемных электродов управляется компьютером (Electrical Imaging или Tomography). Раньше подобные установки мало использовались на практике из-за сильного влияния электромагнитных помех. Современная помехоустойчивая аппаратура сняла эту проблему и сразу на первый план выдвинулась проблема геологических помех, т.е. влияния мелких приповерхностных неоднородностей. Минимально возможное число перемешаемых электродов в установке AM позволяет легче разобраться с геологическими помехами и после их устранения перейти к изучению глубинных неоднородностей. Термины приповерхностные и глубинные неоднородности здесь используются в том смысле, что первые рассматриваются как помеха на пути рассмотрения более глубоких объектов, а вторые - это именно те, которые нас интересуют. Если в археологии глубинные объекты расположены нередко на глубине 0.5-1 м, то приповерхностные - на еще меньшей. При изучении глубин в 20-40 м, объекты на глубине в 1-2 м являются приповерхностными (и следовательно, помехами). Дополнительными достоинствами двух->лектрод-ной установки AM является максимальная глубинность,