SU1125579A1

SU1125579A1 - Method of geoelectric prospecting

Info

Publication number: SU1125579A1
Application number: SU833594971A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Александрович Молчанов; Сергей Иванович Митюхин; Богдан Борисович Трусевич; Борис Васильевич Бучарский; Владислав Александрович Сидоров; Александр Кузьмич Ткаченко; Юрий Владимирович Николаев; Виктор Александрович Ключников; Айрат Махмутович Яхин
Priority date: 1983-02-10
Filing date: 1983-02-10
Publication date: 1984-11-23

Abstract

1. СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ , основанный на измерени х ЭДС переходных процессов в не заземленных кончурах и предусматривающий повторение измерений при заданных размерах незаземленных контуров, по результатам измерений определ ют параметры электропроводности и пол ризуемости горных пород, о т л и ч а ющ и и с тем, что, с целью повышени точности определени исследуемых свойств, первое измерение провод т с незаземленным контуром, размер которого выбирают в пределах от 0,1 до 1,0 требуемой глубины исследовани , определ ют наличие или отсутствие изменений знака производной сигнала, затем при смене знака производной повтор ют измерени , увеличива каждый раз размер незаземленного контура в ,5-2 раза до тех пор, пока при очередном размере незаземленного коптура смены знака производной не будет, а при отсутстi вии смены знака производной при первоначальном размере незаземленного (Л контура производ т повторные измерени с уменьшением размеров незаземленного контура каждый раз в 1,5 2 раза до тех пор, пока на переходном процессе не будет зафиксирована смена знака производной. 2. Способ по п.1,0 тлим ающ и и с тем, что при измерении № ЭДС в незаземленных контурах дл gi определени их минимальных и макси 1 мальных размеров используют первую со производную сигнала, а при измерени х магнитного пол и магнитной индукции - вторую производную сигнала . 1. METHOD OF GEOELECTRIC EXPLORATION, based on measurements of EMF of transient processes in not grounded tails and providing for the repetition of measurements at specified dimensions of ungrounded contours, determine the parameters of the electrical conductivity and polarisability of rocks, so that that, in order to increase the accuracy of determining the properties under study, the first measurement is carried out with an ungrounded contour, the size of which is chosen in the range from 0.1 to 1.0 of the required depth of investigation, the presence of silt is determined no change in the sign of the derivative signal, then when changing the sign of the derivative, the measurements are repeated, each time increasing the size of the ungrounded contour by 5–2 times until the next sign of the size of the ungrounded contour will not change the sign of the derivative, and if there is no change in the sign of the derivative at the initial size of an ungrounded (L contour, repeated measurements are made with a decrease in the dimensions of the ungrounded contour 1.5–2 times each time until a change in the sign of p derivative 2. The method according to p.1.0 tlym and with the fact that when measuring the number of emf in ungrounded circuits for gi, determining their minimum and maximum dimensions using the first with the derived signal, and for measuring the magnetic field and magnetic induction second derivative of the signal.

Description

Изобретение относитс к нндуктив ным методам электромагнитной раэведiCH , использующим неустановившиес по л (метод переходных процессов(МГО1) зондировани становлением пол (ЗС) и предназначено дл исследовани пород, обладающих как электропроводностью ё , так и пол ризуемостью , о которых суд т по характеру переход ных процессов в незаземленных контуpax . Известен способ геоэлектроразведки , в котором на поверхности земли раскладывак1Т незаземленный контур из провода (форма контура квадратна , кругла или пр моугольна , дл простоты в дальнейшем будем приводить пр1{меры дл квадра-уного конту ра с размерами qTopo4bi I, или круглого диаметром L), В контур посылают посто нный ток I. Затем в момент времени, пр1инимаемь1й за начало переходного процесса t О, ток выключают . По закону индукции в окружающих проводниках возникают затухаюшие со временем вихревые токи; они в свою очер«гдь. могут вызывать и токи вызванной пол ризации. Дл изучени переходного процесса измер ют спад магнитного пол Н (t) после выключени тока или, что вл етс сино11 гй5М, магнитной индукции В (t) с ЯОМСЩ5ЫО магнитометров. Другой более распространенней вариант - измерение ЭДС E(t), наводимых спадающим магнитным полем, на приемном контуре из провода. Примен ют контуры размеров (по срав нению с генераторнда) или такого же размера как генёраторньй, тогда это называетс ео мещенна установка или совмещенные петли ij . Способ не позвол ет зондирование горных пород, залегак цих под изол тором . Наиболее близким к изобретению по числу существеншлх признаков и решаемой задаче вл етс способ гео электроразведки, основанный на измерении ЭДС переходных процессов в незаземленных контурах и предусматривающий повторение измерений при заданных разных размерах незазем ленных КОИТУ1ЮВ, по результатам измарений определ ют параметры электро проводности и пол ризуемости горных пород. Способ основан на известном характере переходного процесса над однородным полупространством. За счет вли ни ВП процесс в момент вреМени t/j мен ет знак и после отрицательного экстремума (сигнал в мо мент монотонно стремитс к нудю ). По значени м t, t „.„ и можно вычислить значение 6 и у однородного полупространства. Способ предусматривает повторение измерений с несколькими разньми размерами петель L, По каждому измерению вычисл ют кажущиес параметры йц и2 к , изменение их от L указывает на увеличение или уменьшение с глубиной 2}. Однако способ предусматривает зондирование только в таком диапазоне L, в котором наблюдаетс смена знака и отрицательный экстремум, а по,этом1 даёт ограниченные сведени о параметрах среды, в частности неизвестно, как определить форму переходного процесса без вли ни ВП над слоистым разрезом (а значит нельз и произвести послойную интерпретацию процесса). Кроме того, в реальных услови х смена знака процесса может вообще отсутствовать в изучаемом временном диапазоне или сопровождатьс возвратом сигнала в положительную область. Цель изобретени - повьшение точности определени исследуемых свойств. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу геоэлектроразведки , основанному на измерени х ЭДС иереходйых процесбов в незаземленных контурах и предусматривающему повторение {f3MepeHitfi при заданных разных разгдарах незаземленных контуров, по результатам измерений определ ют параметры электропроводности и пол ризуемости горных пород, первое измерение провод т с незаземленным контуром , размер которого выбирают в пределах от 0,1 до 1,0 требуемой глубины исследовани , определ ют наличие или отсутствие изменени знака производной сигнала, затем при смене знака производной повтор ют измерени , увеличива каждый раз размер незаземленного контура в 1,5-2 раза до тех пор, пока при очередном размере незаземлениого контура смены знака производной не будет , а при отсутствии смены знака производной при первоначальном размере иезаземлённого контура производ т повторные измерени с у меньшением размеров незаземленного кЬнTypF каждый раз в 1,5-2 раза до тех пор, пока на переходном процессе не будет зафиксирована с а знака производной. Предпочтительно при измерении ЭД в казаэемленных контурах дл опреде лени их минимальных и максимальных ;размеров использовать первую производную сигнала, а при измерени х магнитного пол и магнитной индукции - вторую производную сигнала. Изобретение основано на вы вленных приближенной теорией следующих фактах. Индукционна ЕИНД пол ризацион на Е д части переходного .процесс в первом приближении складываютс аддитивно. Пол ризационна часть слабее зависит от изменени размеров устано ки, чем индукционна Конкретно, в совмещенных контурах дл разных типов разрезов ЕИНД L , Е, L . При достаточно больших L в заданно временном диапазоне JE | . Е,д и сме ны знака процесса не происходит (отмечаютс лишь более слабые искажени хривой со сменой знака производной ) . При еще больших L оказываетс 1Евп| инА процесс практи чески не искажен вли нием ВП. Сходные закономерности и в установках других типов. Сущность изобретени состоит в том, чтобы проводить зондировани с установками разных размеров L , и мен L -в таких пределах, в кото1«лс будут отмечены как искаженные ВП процессы, так и (при максимальных L) практически неискаженные или слабо искаженные, у которых перва производна ЭДС не мен ет знак (или втора производна , если измер ют не ЭДС на рамке, а само магнитное поле). Таким образом, по результатам измерений оцениваетс в полевых услови х знак производной сигнала. В качестве установки, на результаты измерений которой не вли ет вызванна пол ризаци , выбираетс уста новка такого разреза, когда знак производной сигнала совпадает со зн ком, производной переходного процесса без вли ни вызванной пол ризации . в качестве минимальной установки выбирают такую, в которой отмечаетс надежное изменение знака производной сигнала по сравнению со знаком производной процесса при отсутстЬии пол ризуемости среды. Дл . того, чтобы по снить переходные процессы, регистрируемые в приемных контурах при изменении t, представим ЭДС Е переходного процесса в совмещенных контурах над однородным полупространством в виде суммы (дл достаточно поздних ста- „ дий, следу выводам приближенной теории). . .Н.1- „„л Ь%п11)-Е,,,И)1 -Е8пИ)и W i- 2где К - коэффициент, не завис щий от 6 Л и L;: инА (О переходного процесса , разделенна -относительно L. Введем нормированные ЭДС ° 4 (А При больших L получим Е (L) sEj, (1) , Т.е. нормированный чисто индукционный процесс. По нему можно получить мощности и (J различных слоев разреза . При малых L найдем l : L как разность Е(1)- Е (L). Зна и L, определим зависимость произведени (ч -f)} от L (в общем случае это зависимость кажущихс (Р6)ь от (L). По этой зависимости можно судить о глубинной зональности разреза по ij . d , а при наличии заранее рассчитанных палеток определить слоистость разреза по параметру 2 . и Ранее полученна из Е . лоистость разреза по позвол ет окон- . чательно разделить оба параметра. Как варианты получени Е «цд () при недостаточно больших максимальных )aic предлагаютс , и опробованы следующие. Дп р да выбранных значений времени стро т зависимость Б (L) и графически , экстрапол цией наход т дл The invention relates to inductive electromagnetic methods of electromagnetic radiation using unspecified l (transient processes (MGO1) method of sounding the formation of a field (CS) and is intended to study rocks that have both electrical conductivity and polarizability, which are judged by the nature of the transition processes in non-grounded circuits. There is a known method of geoelectromagnetic exploration, in which an ungrounded contour of a wire is laid out on the surface of the earth (the shape of the contour is square, round or rectangular, for simplicity Further, we will give the right {measures for a quad-loop circuit with the dimensions qTopo4bi I, or round with a diameter L), a direct current I is sent to the circuit. Then at the moment of time, when the transition process starts, the current is turned off. In the surrounding conductors, eddy currents fading with time appear; they can also cause induced polarization currents. Owing to the transient process, the decrease of the magnetic field H (t) after switching off the current is measured or, which is a magnetic field. induction B (t) with IAMSSCh5YO agnitometrov. Another more common option is to measure EMF E (t), induced by a falling magnetic field, on the receiving circuit from the wire. The contours of the dimensions (as compared with the generator) or the same size as the generator loop are used, then this is called its substitute setting or the combined loops ij. The method does not allow sounding of rocks, located under the insulator. The closest to the invention in terms of the number of essential features and the problem to be solved is a geo-electrical prospecting method based on measuring the emf of transient processes in non-grounded circuits and providing for the repetition of measurements at given different sizes of ungrounded OITCS, the parameters of electrical and polarizability of mining rocks. The method is based on the well-known nature of the transition process over a homogeneous half-space. Due to the influence of the VP, the process at the time of time t / j changes sign and after a negative extremum (the signal at the moment monotonously tends to nudge). Using the values of t, t „.„ And it is possible to calculate the value of 6 for a homogeneous half-space. The method involves the repetition of measurements with several different sizes of loops L. For each measurement, the apparent parameters k2 and k 2 are calculated, their change from L indicates an increase or decrease with a depth of 2}. However, the method provides for probing only in such a range L, in which a change of sign and a negative extremum is observed, and, this gives limited information about the parameters of the medium, in particular, it is not known how to determine the shape of the transient without affecting the EP over the layered section (and therefore and produce a layered interpretation of the process). In addition, under real conditions, a change in the sign of the process may be absent altogether in the time range being studied or accompanied by a return of the signal to the positive region. The purpose of the invention is to increase the accuracy of determining the properties under investigation. The goal is achieved by the fact that, according to the method of geoelectromagnetic exploration, based on measurements of electromotive forces and unparalleled processes in ungrounded circuits and involving the repetition of {f3MepeHitfi at given different types of ungrounded contours, the first and second dimensions of the conductors and polarizability of rocks are determined by measuring results an ungrounded contour, the size of which is chosen in the range from 0.1 to 1.0 of the required depth of investigation, determines the presence or absence of a change in sign then, when changing the sign of the derivative, the measurements are repeated, each time increasing the size of the ungrounded contour by 1.5–2 times until the next time there is no change of the sign of the derivative at the initial size Of the earthed circuit, repeated measurements are made with a smaller ungrounded QHTypF size each time 1.5-2 times until the transition process is fixed with a sign of the derivative. It is preferable to measure the ED in the coaxial circuits in order to determine their minimum and maximum dimensions, to use the first derivative of the signal, and when measuring the magnetic field and magnetic induction, to use the second derivative of the signal. The invention is based on the following facts as found by approximate theory. Induction END polarization on the E of the transient part of the transition process is additive in the first approximation. The polarization part is less dependent on the change in the size of the installation than on the induction. Specifically, in the combined contours for different types of END L, E, L cuts. For sufficiently large L in a given time range, JE | . E, g, and process sign changes do not occur (only weaker distortions by the curve with a change in the sign of the derivative are noted). For even larger L, it turns out to be 1Ef | The process is practically not distorted by the influence of the EP. Similar patterns in other types of installations. The essence of the invention is to conduct probes with installations of different sizes L, and changes L-within the limits in which the distorted EAP processes will be noted, and (at maximum L) practically undistorted or poorly distorted, in which the derivative EMF does not change the sign (or the second derivative, if not the EMF on the frame is measured, but the magnetic field itself). Thus, a measured signal is derived from the measurement results under field conditions. As a setup, the measurement results of which are not affected by the induced polarization, the installation of such a cut is chosen, when the sign of the derivative of the signal coincides with the sign of the derivative of the transient process without the influence of the induced polarization. as the minimum setting, choose one in which a reliable change in the sign of the derived signal is noted compared to the sign of the derivative of the process in the absence of polarizability of the medium. For In order to clarify the transients recorded in the receiving circuits as t changes, we represent the EMF E of the transient process in the combined circuits over a homogeneous half-space as a sum (for a sufficiently late stage, the conclusions of the approximate theory). . .N.1- „„ l L% P11) -E ,,, I) 1 -E8pI) and W i - 2 where K is a coefficient not dependent on 6 L and L ;: inA (On the transition process, divided - with respect to L. Let us introduce the normalized emf ° 4 (A For large L we get E (L) sEj, (1), Ie the normalized purely induction process. Using it we can obtain the powers and (J different layers of the cut. For small L we find l : L as the difference E (1) - E (L). By knowing and L, we define the dependence of the product (h –f)} on L (in general, it is the dependence of the apparent (P6) on (L). From this dependence it is possible to judge about the deep zonality of the section along ij. d, and if there is a pre-availability of the calculated palettes to determine the layeredness of the cut by the parameter 2. and the previously obtained cut leafiness from E. It allows the final separation of both parameters. As options for obtaining E "cd () for not sufficiently large) aic are offered and the following are tested. Yes, the selected time values are used to plot the dependence B (L) and graphically, by extrapolation to find

каждого времени предел Ё (L) при Этот способ применим при наличии таких , , при которьпс уже незаметно искажений формы процесса (смены знака производнойi а тем более самого сигнала).of each time, the limit is E (L). This method is applicable when there are such, with which the imperceptible distortions of the process form (change of the sign of the derivative and especially of the signal itself) are imperceptible.

Име модель разреза , теоретически рассчитывают Е (L).Having a cut model, theoretically, E (L) is calculated.

Нафиг. 1 покачаны теоретические двухслойные кривые переходных продеесов ( р., -|б Р« разной пол ризуемости 2, верхнего сло ; где индексы --отношение , -04 /L. усг1-,ед; второй слой не пол ризуетс ; |.2 и |), - удельные электрические сопротю-лени двухслойного разреза , t - врем , цифрами обоэначен шифр кривых; на,.2 - экспериментальные кривые Е (L) в сонмещеннык контурах в алмазоносных районах Якутии,Nafig 1, the theoretical bilayer curves of transitional prodesses (p., - | b P "of different polarizabilities 2, upper layer; where the indices are the ratio, -04 / L. Usg1-, units; the second layer is not polarized; | .2 and |), is the specific electrical resistance of a two-layer section, t is time, the number of curves is designated by numbers; on, .2 are the experimental E (L) curves in connected contours in the diamondiferous regions of Yakutia,

НормалЕЬный процесс установлен экстрапол щ1ей ЕИНД (L) к L- осThe normal process is established by extrapolation of the END (L) to the L-base.

и проверен по другим данным о разрезе .and verified by other cut data.

Фиг,2 одновременно вл етс примером реализации способа при опытнометодических работах. В услови х резких искажений сигнала удалось восстановить чисто индукционный процесс и оценить произведение (1 , которое , как оказалось, в данном регионе возрастает вблизи месторождений .алмазов. Известнь:й способ здесь не применим, так как разрез иной и формы процессов иные.Fig. 2 is at the same time an example of the implementation of the method during experimental work. Under conditions of sharp distortions of the signal, it was possible to restore a purely induction process and evaluate the product (1, which, as it turned out, increases in this region near diamond deposits. The limestone method is not applicable here, since the cut is different and the forms of the processes are different.

Геологическа эффективность способа значительна по двум причинам: во- первых, процессы, искаженные ВП, встречаютс во многих районах СССР и за рубежом, и обычна их интеппретаци может приводить к принципиальным ошибкам (пропуску рудных тел, слоев j ошибочным определени м глубин, типов структур); йо - вторых, значение . б само имеет геологическую ценность, 3 частности при поискахThe geological efficiency of the method is significant for two reasons: firstly, processes distorted by VP are found in many regions of the USSR and abroad, and their usual interpretation can lead to fundamental errors (omission of ore bodies, layers j and incorrect definitions of depths, types of structures) ; yo - second, meaning. b itself has geological value, 3 particulars when searching

кимберлитовых тел.kimberlite tel.

,1 , /са. ед., 1, / sa. units

f; усл. едf; conv. ed

Фиг. 2FIG. 2

Claims

1. METHOD OF GEOELECTRIC EXPLORATION, based on measurements of the EMF of transients in ungrounded loops and providing for the repeat of measurements at given sizes of ungrounded loops, the electrical conductivity and polarizability of rocks are determined from the measurements, characterized in that, in order to improve the accuracy of determining the properties under study, the first the measurement is carried out with an ungrounded circuit, the size of which is selected in the range from 0.1 to 1.0 of the required depth of study, determine the presence or absence changes in the sign of the derivative of the signal, then when the sign of the derivative changes, the measurements are repeated,

K) increasing each time the size of the non-grounded contour by 1.5-2 times until, at the next size of the non-grounded contour, the derivative will not change sign, and if there is no change in the sign of the derivative, at the initial size of the non-grounded contour, repeated measurements shall be made with a decrease in the size of the non-grounded contour each time 1.5 to 2 times until a change in the sign of the derivative is recorded in the transition process.

2. The method of pop. 1, characterized in that in the measurement. EMF in ungrounded circuits to determine their minimum and maximum sizes, use the first derivative of the signal, and for measurements of the magnetic field and magnetic induction - the second derivative of the signal.

>

1,125,579 ϊ