Электроразведка методом сопротивлений - Шевнин В.А.
ISBN 5-211-03303-5
Скачать (прямая ссылка):
Модель среды с приповерхностными неоднородностями
Все неоднородности можно разделить на приповерхностные и глубинные. Приповерхностные неоднородности обычно не представляют интереса и являются чистой геологической помехой. Глубинные, как правило, являются объектом поиска. Но влияние приповерхностных неоднородностей во много раз сильнее глубинных, так как они расположены ближе к точкам возбуждения и измерения поля. Когда приповерхностных помех много и влияние их заметно, их действие подобно эффекту разбитого стекла или покрытой рябью поверхности моря, препятствующих обнаружению за ними более глубоких объектов. Так как влияние приповерхностных помех превышает эффект от глубинных объектов, то первые помехи совершенно необходимо удалить перед интерпретацией.
3.1. Основные типы искажений кривых ВЭЗ приповерхностными неоднородностями
В процессе изучения искажений от приповерхностных неоднородностей было установлено, что их искажающее влияние может быть двух основных типов - это искажения неоднородностями, расположенными вблизи измерительных электродов и вблизи питающих электродов.
Р-эффект
Рис. 3.1.1. Р-эффект на сегменти рованной кривой ВЭЗ
л mmnn
в
Искажения неоднородностями вблизи приемных электродов получили название P (или S) эффект. P -от "potential" - измерительных электродов, a S - был впервые назван М.Н.Берди-чевским и использовался в МТЗ для описания аналогичного эффекта; от "sigma" - проводимость. Р-эффект
проявляется как вертикальный сдвиг всей кривой или ее сегментов по оси сопротивлений без изменения формы. Объяснение Р-эффекта можно дать с помощью формулы:
„aU Pmn'Jmn ^mn
(1)
где главной причиной Р-эффекта следует считать изменение pMN на приповерхностной неоднородности. Если кривая несегменти-рована, то Р-эффект обнаруживается при сопоставлении этой кривой с соседними, а для сегментированной кривой - по заметному расхождению сегментов по вертикали при сохранении общей формы кривой (рис.3.1.1). Устранение Р-эффекта называется нормализацией кривой. Для сегментированной кривой сначала осуществляется частичная нормализация (все сегменты сдвигаются до соприкосновения друг с другом). Сопоставляя кривые по профилю, можно осуществить более
1« 149 150_151 152 153 154 155 148 149 150 151 152 153 154 155
Рис.3.1.2. Р-эффект на полевых данных ВЭЗ (д.Красное, Куликово поле)
полную нормализацию, приводя все кривые к одному базовому уровню - к той части всех кривых, которая наиболее выдержана по профилю (рис.3.1.2). На рис. 3.1.2 показаны практические результаты ВЭЗ на археологическом объекте у дер. Красное на Куликовом поле. Шаг между зондированиями равен 1 м, а максимальные разносы - до 20 м. Разный уровень кривых ВЭЗ на рис.3.1.2,а не может быть вызван глубинными объектами, хотя на разрезе рк изолинии напоминают волнистую структуру. После нормализации кривых разрез рк выглядит как горизонтально-слоистый (рис.3.1.2,d). С - эффект
С-эффект - это искажения кривых ВЭЗ приповерхностными неоднородностями вблизи питающих электродов (С от слова "current"). Он был обнаружен в 1991 г., сначала на результатах математического моделирования и лишь после этого на экспериментальных данных [45]. Причина в том, что при
Рис.3.1.3. С-эффект для двухслойной модели с ППН
стандартной методике зондирования и на разрезе кажущихся сопротивлений его очень трудно распознать. С-эффект на теоретической модели двухслойной среды с одной приповерхностной неоднородностью показан на рис.3.1.3 (E - модель разреза; D - кривые ВЭЗ, искаженные С-эффектом; А,В -разрезы рк для AMN и MNB установок, С - разрез рк после устранения С-эффекта). Когда питающий электрод попадает в неоднородность, кривая ВЭЗ заметно искажается на 1-2 разносах за счет резкого перераспределения плотности тока в разрезе (jMN в формуле 1). С-эффект обладает рядом особенностей, делающих его еще более опасным, чем P-эффект: а) изменяется форма кривой и следовательно тип разреза и видимое число слоев; б) на серии кривых ВЭЗ по профилю он проявляется на разрезе рк как наклонный слой, причем с использованием логарифмического масштаба по оси разносов он выглядит изогнутым; в) при стандартной методике зондирований с 4-х электродной установкой Шлюмберже и логарифмическим шагом увеличения разносов, С-эффект может возникать то от электрода А, то от В, и на соседних кривых по профилю проявляться нерегулярно, лишь при точном попадании питающего электрода в неоднородность. При этом пропадает главный диагностический признак - форма искажения; г) на разрезах рк С-эффект виден не очень заметно за счет фоновых изменений поля.
Для четкого обнаружения С-эффекта требуется специальная методика полевых наблюдений и процедура визуализации, соответствующие изменившейся модели исследования.
3.2. Полная модель и методика ее исследования
Полная модель исследования, используемая для совершенствования методики полевых наблюдений и интерпретации включает три компонента: горизонтально-слоистую структуру, глубинные и приповерхностные неоднородности. Методика работ должна учитывать особенности этой модели.
