Электроразведка методом сопротивлений - Шевнин В.А.
ISBN 5-211-03303-5
Скачать (прямая ссылка):
А.И.Заборовский рассмотрел задачу определения поля электрического тока около точечного заземления, расположенного на поверхности анизотропной среды (рис.5.1.1). Он привел выражение для потенциала точечного источника в безграничной анизотропной среде и на поверхности земли. Именно в виде, предложенном А.И.Заборовским [20], выражения для поля и по- Рис.5.1.1 Система координат над тенциала используются анизотропной средой большинством исследователей в настоящее время.
В своих работах А.С.Семенов [62-65] отметил, что необходимо отдавать предпочтение установке потенциала, как наименее чувствительной к влиянию неоднородностей разреза. Вместе с тем он обнаружил высокую чувствительность к анизотропии дипольной экваториальной установки и % изучил особенности ее поля, Рис.5.1.2 Модель среды в работе рассматривая установки с И.И.Бреднева и С.С.Сыскова бесконечно малыми и конечными линиями. Практические исследования он проводил на территории Крымской учебной практики ЛГУ, изучая анизотропию пород таврической серии на обнажениях под плато Патиль.
Работа И.И.Бреднева и С.С.Сыскова [9] посвящена решению задачи о поле точечного источника тока в присутствии1'
At
анизотропной вертикально-слоистой среды, перекрытой слоем изотропных наносов (рис.5.1.2). Авторы решают две задачи: о поле источника тока на поверхности земли и в подстилающей анизотропной среде.
Ю.М.Гуревич и О.В.Сажина [15] рассмотрели задачу об электрическом поле точечного источника тока, погруженного в двухслойное анизотропное полупространство с произвольным падением слоистости в каждом пласте, с Одинаковым простиранием (рис.5.1.3). Задача решается авторами для двух случаев: для точечного источника, расположенного в первой среде, и для источника, расположенного во второй среде.
В.А.Шевниным [QO] для круговых наблюдений предложена установка, получившая название триполь (T -установка). Это сочетание установки Amn и двух Г-об-разных установок. В его работе приводятся результаты экспериментальных расчетов, показывающих преимущество такой установки по сравнению с традиционными. Автор отмечает, что преимущества Т-установки перед дипольной экватори- Рис.5.1.3. Модель среды для за-альной становятся особенно дачи Ю.М.Гуревича и О.В.Сажиной заметны при погружении источника тока в скважину.
у 5.1. Методика круговых наблюдений в анизотропных t средах
Для изучения анизотропных комплексов горных пород применяются круговые электрометрические наблюдения (обычно круговое ЭП (или КЭП), реже круговые зондирования - КВЭЗ).
Формулы для описания проявлений электрической анизотропии в методе сопротивления можно получить из решения задачи о поле точечного источника на поверхности анизотропной среды [10,20]. Рассмотрим основные положения этой задачи. Обозначим истинное УЭС по простиранию анизотропной толщи через рт, а вкрест простирания через pN.
Квадратный корень из отношения pN к рт - это коэффициент анизотропии А, а корень из их произведения - среднее квадратичное сопротивление рм. Расположим начало системы координат на поверхности земли в точке А, где находится источник тока с силой I. Ось Z направлена вертикально вниз, ось X - по простиранию, а ось Y - вкрест простирания анизотропной среды. Угол падения анизотропной толщи - а, а угол между линией простирания и линией разноса R от электрода А к точке измерения М-р.
Потенциал точечного источника на поверхности анизотропной среды определяется следующей формулой [20]:
U= 'Рт^ . где (D
2^y7S1 +S2
S1 = рт ( Г 2 COS2P + Г 2 SiIl2B COS2Ot +
+ Z2sin2<x +2 г Z sin р sine cosa), S2 = Pn (г2 sin2a sin2p +Z 2 COS2a -
- 2 г Z sinp sinot cosa),
где г равно проекции AM на плоскость XOY, Z - глубина источника тока, р - угол между линией простирания и проекции AM на плоскость XOY.
При вертикальном залегании анизотропной толщи (а=90°) потенциал равен:
U =- 'Рм . (2)
2Wx2 + y2+A2z2
Проводя измерения потенциала установкой AM в разных азимутах, но с сохранением величины разноса г, например вдоль и вкрест напластования, можно обнаружить, что значения U или рк окажутся различными.
Известно, что изолинии U представляют собой эллипсы, а отношение их полуосей (при a=90e) равно к, причем длинная ось эллипса ориентирована по простиранию (вдоль оси X).
Значение радиальной составляющей вектора плотности
тока jR на поверхности земли может быть определено по формуле:
з • И)
2*[pTX2 + pNY2]2
На равных удалениях от источника по осям X и Y значения плотности тока составляют:
при X=1,Y=0: Jx = ^:
при X=O, Y = 1: Jy= 1
2яа2'
а их отношение будет равно а3, что говорит о преимущественном растекании тока в направлении простирания анизотропной толщи.
Формула для расчета кажущегося сопротивления с установкой AMN может быть приведена к виду:
рк_ PMW • JMN t (4)
Jo
где J0 - плотность тока в однородном изотропном полупространстве, a pMN и jMN - УЭС и плотность тока вблизи приемных электродов в реальной среде. При ориентации установки по простиранию:
, _ IА , _ I Рмнц-Рт< 'MNH-g-^- 'o-g^-- рК||_Рм«
