способ картирования горных пород

Формула изобретения

СПОСОБ КАРТИРОВАНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД, при котором поочередно возбуждают электрическое поле двумя парами точечных питающих электродов, расположенными перпендикулярно одна другой и имеющими общую центральную точку, для каждой пары питающих электродов с помощью приемного диполя измеряют разность потенциалов, по полученным значениям разности потенциалов рассчитывают величины кажущегося сопротивления и отношения азимутальной и осевой разностей потенциалов, по которым определяют удельное электрическое сопротивление, коэффициент электрической анизотропии и структурные параметры исследуемой среды, отличающийся тем, что при измерении разности потенциалов центр приемного диполя располагают на прямой, проходящей через питающие электроды одной пары, а сам приемный диполь ориентируют параллельно второй паре питающих электродов, при этом измерения производят во внешней области питающих диполей на различных расстояниях от их центра, а удельное электрическое сопротивление, коэффициент электрической анизотропии и структурные параметры исследуемой среды определяют по методу особых точек.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к геофизическим методам разведки постоянным электрическим током, позволяющим определить форму геоэлектрических неоднородностей, глубину, простирание и угол падения их границ по отношению к земной поверхности и удельное электрическое сопротивление (УЭС) горных пород, слагающих неоднородности и окружающее их пространство. Предлагаемый способ измерений может найти широкое применение при глубинном геолого-структурном картировании платформенных и складчатых областей, поисках и разведке месторождений нефти, газа и термальных вод.

Известен способ геоэлектроразведки методом двух составляющих (МДС), который рассчитан на изучение небольших глубин и заключается в изучении поля одного или двух точечных источников тока в двух взаимно перпендикулярных направлениях на земной поверхности с помощью двух приемных линий, центры которых располагаются на прямой, соединяющей разнополярные питающие электроды. На каждой точке профиля при электропрофилировании методом двух составляющих (ЭП МДС) или каждом разносе питающих электродов в случае вертикального электрического зондирования методом двух составляющих (ВЭЗ МДС) измеряют силу тока I в питающей цепи, осевую разность потенциалов U_t на электродах приемной линии, ориентированной вдоль оси установки, и азимутальную разность потенциалов U_п на электродах ортогональной приемной линии. Многократные проверки в экспериментальных и производственных условиях показали высокую достоверность и удовлетворительную точность результатов электроразведки МДС (относительная погрешность не выходит за пределы 20% при оценке УЭС пород и глубины залегания геоэлектрических границ).

Известен способ картирования горных пород, в котором поочередно возбуждают электрическое поле парой питающих электродов, одним из которых является поочередно каждый из электродов крестооб- разной установки, лежащих на линии профиля, и удаленный электрод, при каждой паре питающих электродов измеряют разность потенциалов между остальными электродами крестообразной установки, по которым определяют параметры анизотропии горных пород и направление сланцеватости.

Недостатками способов являются потребность большого количества проводов, трудности с прокладкой питающих линий на местности и большие потери мощности тока в проводах при картировании горных пород на больших глубинах.

Задача изобретения состоит в достижении требуемых глубин исследования без потери информативности и точности получаемых результатов при минимуме проводов и потерь мощности тока в них.

Задачу решают путем использования двух параллельных приемных диполей с общей центральной точкой в сочетании с интерпретацией результатов измерений методом особых точек. Способ поясняется чертежом, на котором показана схема расстановки диполей. Через питающие диполи АВ_I и AB_II поочередно подают в землю постоянный электрический ток, силу которого (I) измеряют. Напряженность поля параллельного ( U_II) и ортогонального ( U_t) питающих диполей измеряют с помощью приемного диполя MN, центр которого располагается справа (MN_пр) и слева (MN_лев) от центра питающих диполей на прямой, проходящей через электроды ортогонального диполя (AB_I). Приемный диполь MN_лев или MN_прав ориентируют перпендикулярно к ортогональному (AB_I) и параллельно экваториальному (AB_II) питающим диполям.

Изобретение сопровождается чертежом, где показано взаимное расположение электродов приемных (MN_лев и MN_прав) и питающих (AB_I и AB_II) диполей.

Результаты измерений представляют в виде графиков изменения кажущегося сопротивления _к= K и отношения - для левого и правого положения приемного диполя относительно центра питающих, где К - коэффициент экваториальной дипольной установки. Строение геологической среды и удельное электрическое сопротив- ление (УЭС) пород определяют по координатам экстремумов и точек перегиба на графиках _к и - двустороннего дипольного ЭП или ВЭЗ с помощью номограмм, изображающих аналитические и эмпирические зависимости параметров аномалий на графиках ЭП МДС и ВЭЗ МДС от строения и электрических свойств среды в следующей последовательности:

- находят на графиках ЭП МДС и ВЭЗ МДС экстремумы и точки перегиба, определяют их координаты и вычисляют интерпретационные соотношения;

- по знакам и абсолютным значениям интерпретационных соотношений с помощью номограмм определяют значения УЭС и параметров анизотропии, глубины залегания, простирание и истинные углы падения геоэлектрических границ.

Использование предлагаемого способа картирования горных пород позволяет достигнуть глубин в несколько километров при минимальных длинах питающих и приемных линий и реальных мощностях источников питающего тока.