RU2059271C1

RU2059271C1 - Method for electrical exploration

Info

Publication number: RU2059271C1
Authority: RU
Inventors: Г.М. Тригубович
Priority date: 1991-12-02
Filing date: 1991-12-02
Publication date: 1996-04-27

Abstract

FIELD: electrical exploration for solving the problems of ore and petroleum geophysics. SUBSTANCE: method for electrical exploration includes medium excitation by a series of pulses of varying polarity and amplitude. The latter are formed according to exponential attenuation harmonic law. Registered at the base station are the times of extremums of excitation field. Measurement at field points are carried out by those registered times. EFFECT: higher efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к геофизике, в частности к способам проведения электроразведочных работ по методу электромагнитных зондирований для решения задач рудной и нефтяной геофизики. The invention relates to geophysics, in particular to methods for conducting electrical exploration by the method of electromagnetic sounding to solve problems of ore and oil geophysics.

Известен способ геоэлектрической разведки рудных месторождений [1] при котором среду возбуждают разнополярными импульсами первичного магнитного поля и измеряют в паузе между импульсами переходный процесс, при этом длительность отрицательного импульса ограничивают моментом компенсации суммарных магнитных потоков от вмещающего объекта. A known method of geoelectric exploration of ore deposits [1] in which the medium is excited by bipolar pulses of the primary magnetic field and the transient is measured in the pause between pulses, while the duration of the negative pulse is limited by the moment of compensation of the total magnetic flux from the enclosing object.

Однако этот способ не может обеспечить необходимую для изучения геологического разреза решающую способность по выделению в исследуемой среде искомых объектов небольших размеров или объектов, удельное сопротивление которых незначительно отличается от удельного сопротивления пород среды, вмещающих эти объекты. Обусловлено это тем, что на практике форма импульса получается не прямоугольной. Это затрудняет интерпретацию измеренных данных особенно в ранней стадии становления, где надо достаточно хорошо знать форму возбуждающего импульса. However, this method cannot provide the decisive ability necessary to study the geological section for the isolation in the medium under study of the desired small objects or objects whose specific resistance is slightly different from the resistivity of the rocks of the medium containing these objects. This is due to the fact that in practice the shape of the pulse is not rectangular. This makes it difficult to interpret the measured data, especially in the early stages of formation, where it is necessary to know the shape of the exciting pulse quite well.

Наиболее близким к изобретению является способ геоэлектроразведки [2] при котором при возбуждении электромагнитного поля и синхронной регистрации его в полевых и опорном пунктах предварительно возбуждают электромагнитное поле серией прямоугольных импульсов и регистрируют его только на опорном пункте, получают высокоточный накопленный сигнал. Затем возбуждают электромагнитное поле единичным импульсом и проводят синхронные измерения в опорном пункте и полевых пунктах. Далее осуществляют фильтрацию предварительно полученного на опорном пункте сигнала, сравнивают полученный сигнал с результатами измерения на опорном пункте, выделяют помеху на опорном пункте, величину которой учитывают при обработке синхронных измерений в полевых пунктах. Closest to the invention is a method of geoelectrical exploration [2] in which upon excitation of an electromagnetic field and its synchronous registration in field and reference points, the electromagnetic field is preliminarily excited by a series of rectangular pulses and recorded only at the reference point, a highly accurate accumulated signal is obtained. Then, an electromagnetic field is excited by a single pulse and synchronous measurements are made at the reference point and field points. Then, the signal previously obtained at the reference point is filtered, the received signal is compared with the measurement results at the reference point, the interference at the reference point is selected, the value of which is taken into account when processing synchronous measurements in field points.

Однако этот способ предполагает синхронную регистрацию электромагнитного поля в базисном пункте при каждом зондировании в полевом пункте, что ведет к удорожанию исследований. Кроме того, процесс фильтрации помехи в полевом пункте наблюдения носит вычислительный характер и при высоком уровне помех информация о полезном сигнале может быть существенно искажена, либо потеряна ввиду ограниченной точности измерения суммарного сигнала. Кроме того, этот способ не ориентирован на аппаратное исключение влияния вмещающей среды, сигнал от которой может быть значительным. Указанные недостатки способа не позволяют обеспечить необходимую разрешающую способность и помехозащищенность при исследованиях слабоконтрастных по удельному сопротивлению искомых объектов и пород среды, вмещающих эти объекты. However, this method involves the simultaneous registration of the electromagnetic field in the base point with each sounding in the field point, which leads to a rise in the cost of research. In addition, the process of filtering the noise in the field observation site is computational in nature and, at a high level of interference, information about the useful signal can be significantly distorted or lost due to the limited accuracy of measuring the total signal. In addition, this method is not focused on hardware exclusion of the influence of the enclosing medium, the signal from which can be significant. These disadvantages of the method do not allow to provide the necessary resolution and noise immunity in studies of low-contrast resistivity of the desired objects and rocks of the environment containing these objects.

Задачей изобретения является разработка способа геоэлектроразведки становлением поля, позволяющего повысить разрешающую способность при исследованиях среды и имеющего высокую помехозащищенность в условиях большого уровня электромагнитных помех, в частности промышленных. The objective of the invention is to develop a method of geoelectrical exploration by the formation of the field, which allows to increase the resolution in environmental studies and having high noise immunity in conditions of a high level of electromagnetic interference, in particular industrial.

Для этого в способе геоэлектроразведки, включающем предварительное возбуждение электромагнитного поля в опорном пункте, а затем в полевых пунктах включением, выключением и подачей серии импульсов, измерения сигнала Е, интерпретацию результатов измерений, согласно изобретению возбуждение электромагнитного поля проводят серией импульсов с изменяющейся полярностью и амплитудой, убывающей по экспоненциально затухающему гармоническому закону с постоянным коэффициентом затухания, измерение сигнала Е проводят в процессе выключения возбуждающего тока, при этом в опорном пункте фиксируют времена экстремумов возбуждающего поля, а измерения на полевых пунктах осуществляют на этих фиксированных временах, по измеренным значениям сигнала Е выделяют аномальные зоны по повышенным или пониженным значениям сигналов относительно значений, полученных в опорном пункте. To do this, in the method of geoelectrical exploration, which includes preliminary excitation of the electromagnetic field at the reference point, and then at the field points by turning on, turning off and applying a series of pulses, measuring signal E, interpreting the measurement results, according to the invention, the electromagnetic field is excited by a series of pulses with varying polarity and amplitude, decreasing according to an exponentially decaying harmonic law with a constant attenuation coefficient, the measurement of the signal E is carried out in the process of switching off the excitation creeping current, while in the reference point the times of the extrema of the exciting field are recorded, and measurements at the field points are carried out at these fixed times, according to the measured values of the signal E, anomalous zones are distinguished by increased or decreased values of the signals relative to the values obtained in the reference point.

На чертеже представлены импульсы тока (а), используемые для возбуждения электромагнитного поля и сигналы переходного процесса (б), устанавливающегося электромагнитного поля. The drawing shows the current pulses (a) used to excite the electromagnetic field and the signals of the transient process (b), the established electromagnetic field.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

В пределах исследуемой площади выбирают опорный пункт и осуществляют предварительное зондирование с заданными параметрами возбуждающего импульса (а)
I I_oe

sinωt+cosωt

где I_o начальный ток;
γ коэффициент затухания;
ω частота колебательного процесса.Within the study area, select the reference point and carry out preliminary sounding with the specified parameters of the exciting pulse (a)
II _o e

sinωt + cosωt

where I _{o the} initial current;
γ attenuation coefficient;
ω frequency of the oscillatory process.

Величину начального тока I_o выбирают в зависимости от решаемой задачи. Коэффициент затухания γ и частоту колебательного процесса ω выбирают из соображения заданной глубины исследования.The value of the initial current I _o choose depending on the problem. The attenuation coefficient γ and the frequency of the oscillatory process ω are chosen for reasons of a given research depth.

При зондировании на опорном пункте возбуждают электромагнитное поле изменяющимся во времени током I, фиксируют времена экстремумов токовой функции t₁, t₂, t₃. t_n и составляют шкалу времен измерения. На этих временах в измерительной рамке системы сигнал, представленный на чертеже (б), равен производной от возбуждающего тока. Это означает, что сумма воздействий первичного источника и реакции среды в этих временных точках t₁, t₂,t_n равны нулю, т. е. если в качестве исследуемой среды выбрано нормальное поле, то в серии точек, привязанных к экстремумам токовой функции, это нормальное поле будет скомпенсировано.When probing at a reference point, an electromagnetic field is excited by a current I varying in time, the times of the extrema of the current function t ₁ , t ₂ , t ₃ are fixed. t _n and constitute a scale of measurement times. At these times, in the measuring frame of the system, the signal shown in (b) is equal to the derivative of the exciting current. This means that the sum of the influences of the primary source and the reaction of the medium at these time points t ₁ , t ₂ , t _n are equal to zero, i.e., if a normal field is chosen as the medium under investigation, then in a series of points associated with the extrema of the current function, this normal field will be compensated.

Таким образом на опорном пункте формируется шкала времен, которая для выбранной токовой функции исключает сигналы, обусловленные действием источника и переходного процесса от вмещающей среды. Thus, a time scale is formed at the reference point, which excludes signals for the selected current function due to the action of the source and the transition process from the surrounding medium.

Затем возбуждают электромагнитное поле на остальных точках исследуемой площади тем же токовым импульсом I и измеряют на временах, соответствующих сформированной при предварительном возбуждении шкале времен, значения вторичного поля. Then, an electromagnetic field is excited at the remaining points of the investigated area with the same current pulse I and measured at times corresponding to the time scale formed upon preliminary excitation, the values of the secondary field.

По измеренным значениям выявляют аномальные зоны с повышенным либо пониженным значением сигнала Е₁, Е₂, Е₃, Е_n, по которым судят о строении исследуемой среды.According to the measured values, abnormal zones with an increased or decreased signal value E ₁ , E ₂ , E ₃ , E _n are revealed, by which the structure of the medium under study is judged.

Предлагаемый способ геоэлектроразведки позволяет повысить эффективность электроразведочных работ вблизи действующих горнодобывающих предприятий, в пределах горных отводов, характеризующихся высоким уровнем электромагнитных помех, а также при проведении нефтепоисковых работ вблизи промышленных нефтегазодобывающих установок. The proposed method of geoelectrical exploration allows to increase the efficiency of electrical exploration work near existing mining enterprises, within mining allotments, characterized by a high level of electromagnetic interference, as well as during oil exploration work near industrial oil and gas production facilities.

Способ геоэлектроразведки может быть использован в геологии для поиска полезных ископаемых (рудных тел, нефти, газа) при измерениях, проводимых на земле, в воздухе, на море, а также при скважинных исследованиях. The method of geoelectrical exploration can be used in geology to search for minerals (ore bodies, oil, gas) during measurements carried out on land, in the air, at sea, as well as in well research.

Claims

METHOD OF GEOELECTRIC EXPLORATION, including preliminary excitation of the electromagnetic field at the reference point, and then at the field points by switching on, turning off and applying a series of pulses, measuring the secondary signal E, interpreting the measurement results, characterized in that the electromagnetic field is excited by a series of pulses with varying polarity and amplitude, decreasing according to an exponentially decaying harmonic law with a constant attenuation coefficient, the measurement of the secondary signal E is carried out during shutdown excitation current, while the reference point records the times of the extrema of the exciting field, and the measurements at the field points are carried out at these fixed times, according to the measured values of the secondary signal E, anomalous zones are distinguished by increased or decreased values of the signals relative to the values obtained in the reference point.