Классификация методов электроразведки

Курс ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКА

1. Электромагнитные свойства горных пород. Удельное электрическое сопротивление, диэлектрическая проницаемость, магнитная проницаемость, поляризуемость. Классификация горных пород по проводимости.

2. Классификация методов электроразведки.

3. Переменные электромагнитные поля, применяемые в электроразведке.

4. Гармонически изменяющееся поле и приемы его возбуждения в Земле.

5. Принципы частотного зондирования (ЧЗ) и электромагнитного дипольного профилирования (ДЭМП). Условия применения и решаемые задачи.

6. Зондирования становлением поля(ЗС). Методика наблюдений и обработка результатов. Условия применения и решаемые задачи.

7. Магнитотеллурическое зондирование: методика наблюдений и обработка результатов. Построение кривых МТЗ и их истолкование. Условия применения и решаемые задачи.

8. Качественная интерпретация результатов электромагнитных зондирований (ЭЗ): построение разреза кажущихся сопротивлений и его истолкование.

9. Количественная интерпретация результатов ЭЗ: экспресс-методы и компьютерные программы. Построение геоэлектрического разреза и его истолкование.

10. Особенности технологии обработки и интерпретации данных ВЭЗ на ЭВМ.

11. Принципы устройства аппаратуры, применяемой в электроразведке.

12. Способы возбуждения и регистрации электромагнитных полей.

13. Региональные исследования и геологическое картирование с общими поисками.

14. Формационно-тектоническое районирование территории

15. Поиски нефтегазоносных структур при геофизических исследованиях

16. Гидрогеологическое картирование

17. Коренные месторождения алмазов.

18. Аллювиальные россыпи алмазов и золота в современных и древних отложениях (картирование и разведка древних долин, оценка мощности песков, глубины залегания "плотика", уклонов древних русел).

19. Месторождения калийных и магниевых солей.

20. Поиски и разведка месторождений пресных подземных вод (линзы, палеорусла, артезианские воды в карбонатных и терригенных породах, артезианские бассейны).

21. Геофизические исследования при изысканиях, строительстве и эксплуатации гидротехнических сооружений (плотины, дамбы, водохранилища, водозаборы и т.п.).

22. Изучение карста (картирование, изыскания под строительство, изучение условий обводнения шахт и рудников и др.).

23. Изучение многолетней мерзлоты, оползней.

24. Изыскания трасс железных и шоссейных дорог, мостовых переходов, газопроводов и др.

Электромагнитные свойства горных пород. Удельное электрическое сопротивление, диэлектрическая проницаемость, магнитная проницаемость, поляризуемость. Классификация горных пород по проводимости.

К электромагнитным свойствам горных пород относят удельное электрическое сопротивление ρ (или удельную электропроводность σ =1/ρ), магнитную μ и диэлектрическую ε проницаемости, а также поляризуемость η как особое свойство среды, характеризующее интенсивность ЭДС вызванной поляризации.

УЭС называют сопротивление 1 м³ породы постоянному току, протекающему от одной грани куба к другой. Согласно закону Ома, сопротивление линейного проводника равно , где l, s – длина и поперечное сечение проводника. Удельное электрическое сопротивление горных пород изменяется в широких пределах (10^-6-10¹⁴ Ом*м) и зависит в основном от минерального состава, пористости и трещиноватости, формы поровых каналов, влажности, минерализации подземных вод, температуры и давления, структуры и текстуры, а также от динамического состояния среды. Удельной электропроводностью σ называют величину, обратную ρ. Она измеряется в сименсах на метр (См/м). Электропроводность характеризует способность горных пород концентрировать токовые линии при заданной напряженности электрического поля.

В изотропных средах вектор плотности тока совпадает по направлению с вектором Е и между ними существует пропорциональная зависимость
- закон Ома в дифференциальной форме. Согласно закону Ома, плотность тока в любой точке физического пространства пропорциональна напряженности поля. Коэффициентом пропорциональности служит σ = 1/ρ.

Магнитной проницаемостью μ называют свойство вещества концентрировать или рассеивать поток магнитной индукции вследствие явления поляризации, т. е. упорядоченной ориентации магнитных моментов вещества. Природа ее связана с наличием в горных породах минералов, обладающих способностью намагничиваться под действием стороннего магнитного поля.
Основной характеристикой состояния поляризованного вещества служит вектор намагниченности единицы объема . Он равен произведению среднего магнитного момента т каждой частицы на число поляризующихся частиц п в единице объема вещества. В изотропных средах вектор намагниченности совпадает по направлению с вектором напряженности магнитного поля H. Между ними существует пропорциональная зависимость = χ_нН Коэффициент χ_н называют магнитной восприимчивостью, χн физическая величина, характеризующая способность вещества изменять свой магнитный момент под действием внешнего поля.

Диэлектрической проницаемостью ε называют свойство вещества концентрировать или рассеивать поток электрической индукции вследствие явления электрической поляризации, т.е. упорядоченной ориентации связанных зарядов, на которые воздействует внешнее электрическое поле. В горных породах такие заряды имеются в свободной и связанной воде, а также в твердых частицах (электроны в атомах, ионы в кристаллической решетке и т. п.).
Основной характеристикой электрического состояния поляризованного вещества служит электрический момент единицы объема Р, называемый вектором интенсивности поляризации.

Поляризуемостью называют свойство горных пород и руд, находящихся в ионной среде, поляризоваться (образовывать поверхностные и объемные заряды) под действием постоянного или низко частотного переменного тока. Поляризуемость η характеризует относительную интенсивность вторичного поля ВП в единице объема вещества. Она является безразмерной величиной и определяется отношением вторичного поля Е_вп к суммарному полю Е. Естественной поляризуемостью называют свойства горных пород и руд поляризоваться в естественных условиях под воздействием природных факторов.

Классификация ГП по проводимости:

1)электронная проводимость – самородные металлы (золото, платина), сульфиды, некоторые окислы.

2)ионная проводимость – все осадочные, метаморфические и изверженные породы, природные воды.

Классификация методов электроразведки.

Методы: электромагнитное зондирование, электромагнитное профилирование и скважинную электроразведку. В каждой из них условно выделяются две подгруппы модификаций, основанных на изучении квазистационарных и переменных электромагнитных полей Электромагнитным зондированием называют способ просвечивания слоистой толщи земли постоянным или переменным электрическим током. Он основан на измерении компонент поля в одной или одновременно в нескольких точках земной поверхности. При последовательном увеличении глубины проникновения электрических токов, К этой группе относятся: вертикальное электрическое зондирование (ВЭЗ) и его модификации, основанные на измерении амплитуд (ВЭЗ-ВП) и фаз (ВЭ3-ВПФ) поля вызванной поляризации, однополюсное комбинированное (ОКЭЗ) и дипольное (ДЭЗ) электрические зондирование а также частотное (ЧЭ), радиально-частотное индукционное (РИЗ), радиоволновое (РВЭ), магнитотеллурическое (МТЭ), зондирование становлением поля в дальней (ЭС) и ближней (ЭСБ) зонах. Электромагнитные зондирования применяют главным образом при региональных, структурно-картировочных и разведочных исследованиях, когда ставятся задачи расчленения геологического разреза на слои и блоки, определения последовательности залегания пластов и картирования тектонических структур, в частности при поисках месторождений нефти и газа.

Электромагнитным профилированием называют способ исследования верхней части разреза, основанный на изучении компонент естественного или искусственного поля вдоль профиля при ограниченной или фиксированной глубине проникновения тока. Существенным является то, что глубина охвата током горных пород вдоль всего профиля сохраняется примерно одинаковой. Если при этом изучают искусственное поле, то профилирование представляет собой по сути дела упрощенную модификацию электромагнитного зондирования. Сюда относят все виды электрического профилирования с симметричной (СЭП), дипольной (ДЭП), комбинированной (КЭП) установками, ДЭМП, ДИП, МТП, МПП, МТТ И ДР. Скважинной электроразведкой называют способ объемного изучения межскважинного пространства, основанный на возбуждении и изучении поля как внутри скважин, так и на поверхности земли, а также на электромагнитном просвечивании окружающей среды. Сюда относят все варианты электрического профилирования в скважинах (ЭПС), методы вызванной поляризации (ВПС, ВПФС), естественного электрического поля (ЕЭПС, ПЕЭМПС), электрической корреляции (МЭК), погруженных электродов (МПЭ), в том числе методы электрического (МЭ) и магнитного (МЗМ) заряда, контактный и бесконтактный способы поляризационных кривых (КСПК, БСПК), а также все виды скважинного электромагнитного профилирования, основанные на изучении поля дипольного источника (ДЭМПС), незаземленной петли (НПС), переходных процессов (МППС), радиоволновое просвечивание (РВП) и др. Скважинные модиф икации применяют для поисков залежей полезных ископаемых в околоскважинном и межскважинном пространствах, изучения формы, размеров и компонентного состава залежи, а также для увязки результатов наземных и скважинных наблюдений.
В «Инструкции по электроразведке» (1984) принят технологический принцип разделения методов и модификаций на группы по условиям работы. Выделяются наземные, морские, шахтнорудничные и аэрометоды зондирования и профилирования, а также скважинные методы исследования. Все они, по существу, сводятся к трем выделенным группам. Методы на переменном токе: ВЭЗ, МТЗ, ЧЗ, ДЭМП, ДИП, ЗС, ЭМП, ЗВТ, БИЭП, МЗ, РВП.