Электроразведка методом сопротивлений - Шевнин В.А.
ISBN 5-211-03303-5
Скачать (прямая ссылка):
В применении к вертикальным электрическим зондированиям идею метода можно сформулировать следующим образом. Пусть на профиле наблюдений зарегистрированы значения кажущегося сопротивления на N разносах и M пикетах. Будем считать совокупность значений кажущегося сопротивления на каждом разносе за отдельный признак. Тогда каждый пикет будет выглядеть как точка в N-мерном пространстве, и у нас будет M таких точек. Границы области распространения точек в N-мерном пространстве примерно описываются N-осным эллипсоидом. Задача МГК - повернуть оси координат так, чтобы они были направлены вдоль осей N-осного эллипсоида. Тогда проекции точек на новые оси нам дадут независимые, некоррелируемые параметры, которые и называются главными компонентами. Для того, чтобы новые значения имели физический смысл, их проецируют на старые оси и получают величины, похожие на исходные поля. При этом первой компонентой можно считать проекции на первую ось исходных параметров. Сумма всех главных компонент дает нам исходное поле (в данном случае полевой разрез кажу-
щегося сопротивления). При отбрасывании компонент высокого ранга, дающих небольшой вклад в общую дисперсию поля, МГК работает как метод пространственной низкочастотной фильтрации, при которой максимально сохраняется форма низкочастотной составляющей, а высокочастотные аномалии эффективно подавляются. Экспериментальные исследования показали, что подавляющая часть информации о геоэлектрическом разрезе содержится в первых двух-трех компонентах. Остальные компоненты связаны с помехами (главным образом с аномалиями от питающих электродов, С-эффектом). Отбрасывание высокочастотных компонент приводит к значительному сглаживанию поля.
В течение ряда лет мы активно использовали метод главных компонент для подавления С-эффекта и низкочастотного сглаживания разрезов кажущегося сопротивления. Программа MPC1 с помощью которой мы реализовали этот метод, хорошо зарекомендовала себя в разнообразных геологических условиях (Крымский геологический полигон МГУ, Подмосковье, Поволжье, Краснодарский край и Донецк). Во всех этих случаях заметно устраняется С-эффект и достаточно уверенно восстанавливается одномерный геоэлектрический разрез. Для этого необходимо на завершающей стадии обработки перед интерпретацией после MPC произвести объединение двух разрезов Amn и mnB в разрез АтпВ путем суммирования.
Алгоритм медианной полировки
Алгоритм медианной полировки был предложен Тьюки, а для обработки профильных данных ВЭЗ использован Е.В.Пер-ваго. Этот алгоритм позволяет эффективно удалять из разрезов кажущихся сопротивлений как С, так и Р-эффекты. Величины P и С эффектов могут быть оценены отдельно для каждого пикета профиля и представлены в виде отдельных графиков. Данный алгоритм разделяет неоднородности, выходящие непосредственно на поверхность, и находящиеся на глубине.
Таким образом, методика обработки в пакете программ IPI-2D позволяет выявить эффекты искажений приповерхностными неоднородностями и удалить их, увидеть глубинные неоднородные объекты и выделить составляющую горизонтально-слоистого разреза. Слоистый разрез может быть подвергнут количественной 1D интерпретации. Глубинные объекты могут быть промоделированы с помощью расчета прямой задачи для
2D модели, включающей как эти неоднородности, так и слоистый разрез.
3.4. Примеры
Пример расчета поля рк для теоретической трехслойной модели с неоднородностями
Центральная часть модели показана на рис. 3.4.1. За ее пределами неоднородности отсутствуют. Общая длина области моделирования - 700 м. В первом слое находятся три объекта, имитирующие приповерхностные неоднородности (A-C). Во втором слое одна неоднородность пониженного сопротивле-
Рис.3.4.1. Модель 3-х слойного Рис.3.4.2. Разрезы рк для разреза с 5-ю неоднородностями AMN и MNB установок
ния - модель палеодолины (D)1 в третьем слое - зона пониженного сопротивления - модель тектонической зоны, являющейся основным объектом поиска (E). Шаг ВЭЗ по профилю - 10 м, разносы ВЭЗ от 3,7 до 100 м, номера пикетов ВЭЗ от -15 до +14, т.е. рабочая часть профиля - 300 м. Пикет 0 находится в середине профиля.
На рис.3.4.2 показаны разрезы рк для установок AMN и MNB. Фоновый трехслойный разрез типа К сильно искажен приповерхностными неоднородностями. На пк -9, -5 и +9 это поверхностный Р-эффект, на +5 - сильный глубинный Р-эффект. С-эффект проявлен в интервале +6+14 на разрезе для AMN и в интервале +4-7 на разрезе для MNB. С-эффект на разрезе рк сильнее заметен от погруженного во второй слой объекта D. Это можно объяснить особой позицией проводящей неоднородности во втором слое высокого сопротивления, приводящей к эффекту "пробоя" этого слоя и перетекания тока через неоднородность D из первого слоя в третий.
На рис.3.4.3 показаны разностная (вверху) и дифференци-
D-трансформации
ально-разностная (внизу) тран- т,
сформации. Основным источни- "' ~"
ком искажений поля, выявленным этими трансформациями является палеодолина D на пк+5. На пк от -2 до +2 в нижней части нижнего рисунка можно увидеть слабое проявление глубинного объекта E Рис.3.4.3 (его положение заштриховано), поля рк Для выявления подобных глубинных объектов и создана данная трансформация. На верхнем рисунке от пк+5 расходятся под углом 45° две зоны искажений, вызванные C-эффектом. В меньшей степени
