Електророзвідувальна апаратура і обладнання

4.1.1 Мета і завдання роботи

Метою даної роботи є ознайомлення студентів з електророзвідувальною апаратурою, обладнанням, технікою і методикою проведення польових вимірювань методом ВЕЗ, обробкою польових вимірювань і побудовою кривих зондування.

Завданням роботи: вивчити будову автокомпенсатора електророзвідувального АЕ-72, виконати контрольні вимірювання з ним; монтаж симетричної чотирьохелектродної установки, розрахунок коефіцієнтів установок і виконання вимірювань на польових точках профіля. За отриманими результатами вимірювань виконати розрахунки і побудувати криві ВЕЗ.

4.1.2 Короткі теоретичні відомості про електророзвідувальне обладнання

Для проведення електророзвідувальних робіт, окрім апаратури, необхідно: заземлювачі (електроди), проводи, джерела струму для створення штучних електричних полів, батереї гальванічних елелементів, котушки, кувалди, слюсарний і електротехнічний інструмент.

Для установок при роботі з малими розносами часто використовують польовий телефонний провід або інший у хлорвініловій ізоляції. При використанні великих струмів, лінії живлення виготовляють з спеціального кабеля.

Заземлення в методах електророзвідки виконують за допомогою металічних електродів і електродів, які не поляризуються. У лініях живлення використовують стальні електроди діаметром 15-20 мм і довжиною 0,7-1 м, а в лініях реєстрації - мідні (латунні) електроди і електроди, які не поляризуються.

Електроди, які не поляризуються, сконструйовані таким чином, що метал, до якого під`єднані проводи лінії реєстрації знаходяться у розчині власної солі. Цей розчин є проміжним середовищем між металом і грунтом. На границі метал-розчин проходять зворотні електрохімічні реакції, а випадковий склад солей грунту впливає тільки на дифузійний потенціал електроду. Останній має значно меншу величину ніж сам електродний потенціал, і тому суттєво не впливає на величину і стійкість потенціалу електрода у цілому.

Найбільш часто використовують мідні і свинцеві електроди, які слабо поляризуються. Загальний вигляд і схема такого електрода показана на рис.4.1.

1 - мідний стрижень;

2 - мідний ковпак;

ЇВДДДДї ЇДДДДВї 3 - провід вимірної лінії;

pЇДДДДї ЇДДДДїЇДДДД]5 4 - гумові прокладки;

pЇДДДДї ЇДДДДїp 5 - бризентовий кожух;

pЇДДДДї ЇДДДДїp 6 - розчин мідного купоросу;

pp pp 7 - мідний купорос.

Рисунок 4.1 - Схема електрода, який не поляризується

Є і інші конструкції електродів, що слабо поляризуються.

Одним із розповсюджених приладів, які використовуються виробничими українськими організаціями для вимірювання параметрів на постійному струмі, є автокомпенсатор електророзвідувальний.

Будова АЕ-72 і робота з ним. Автокомпенсатор електророзвідувальний АЕ-72 призначений для індикації різниці потенціалів у приймальному диполі MN і струму у диполі живлення АВ при виконанні електророзвідувальних робіт методами постійного струму, або методами природного поля. Автокомпенсатор є індикатором напруги постійного струму з безпосереднім відліком.

При вивченні штучних електричих полів окрім визначення різниці потенціалів DU в приймальій лінії MN вимірюється ще сила струму І в лінії живлення АВ за схемою, яка показана на рис.4.2.

Рисунок 4.2 - Схема вимірювання сили струму

R - еталонний опір, через який у землю пропускається струм.

Падіння напруги і вимірюються тим же приладом АЕ-72.

Величина опору R підбирається такою, щоб сила струму за законом Ома

(4.1)

не вираховувалась, а за значенням дорівнювала .

У роботі з різними величинами використовують магазин калібрувальних опорів R .

Зовнішня панель АЕ-72. Перемикач “ПИТАНИЕ-КОНТРОЛЬ” призначений для вмикання живлення автокомпенсатора (положення “РАБОТА”) і для перевірки напруги живлення (положення “U₁“ і “U₂“).

У положенні “U₁“ вимірюється падіння напруги живлення підсилювача, а в положенні “U₂“ - компенсатора ЕРС (електрорушійної сили) поляризації. При вимірах напруги “U₁“ на всю шкалу приладу приходиться 31,6 В, а при вимірах напруги “U₂“- 3,16 В. Контроль живлення зручніше здійснювати по нижній шкалі.

Гніздо “ВНЕШНЕЕ ПИТАНИЕ” використовують для підведення до автокомпенсатора зовнішнього джерела живлення.

Тумблер “∆U – I_АВ“ призначений для увімкнення до виходу підсилювача шунта (резистора), а самого АЕ-72 включення по схемі, яке показано на рис.4.2 для вимірювання струму в лінії АВ, або по схемі на рис.4.3 для вимірювання напруги ∆U в лінії MN.

Зміна меж напруги (градуювання в мВ) або струму (градуювання в сА) виконують перемикачем “ПРЕДЕЛЫ ∆U – I_АВ“. Кнопка “АВ” дозволяє вмикати струм у лінії АВ тільки на час вимірів.

Рисунок 4.3 - Схема вимірювання напруги

Ручки “ГРУБАЯ - СРЕДНЯЯ і ТОЧНАЯ” - для виключення впливу величини природної ЕРС поляризації на виміри за допомогою зворотньої напруги компенсатора поляризації, який вмикається тумблером “КП”.

Тумблер “М (+, -)” дозволяє змінювати полярність на вході підсилювача при зміні полярності сигналу на електродах MN.

Гнізда “АВ” і “MN” - для підключення лінії живлення АВ і прийомної лінії MN.

Ручка “Уст. НУЛЯ” призначена для встановлення стрілки індикатора на нуль при вимкненому компенсаторі поляризації.

Перевірка напруги джерела живлення:

- поверніть ручку перемикача “ПИТАНИЕ-КОНТРОЛЬ” у положення “U₁“, а потім у “U₂“, перевірте по стрілочному приладу напругу жив лення (для “U₁“ межі живлення 14+22 В, для “U₂“ - 1,2+1,5 В);

- замініть батерею 336Л, якщо напруга “U₁“ нижче ніж 14 В;

- замініть також і батерею РЦ854, якщо “U₂“ менше 1,2 В.

Перевірка працездатності АЕ-72. У лабораторних умовах використовують зовнішні джерела живлення з напругою від 14 В до 22 В, які під`єднюють до розетки “ВНЕШНЕЕ ПИТАНИЕ (+, -)”.

У польових умовах зовнішні джерела не використовуються, через те що відбувається стікання струму між зовнішньою батереєю і корпусом автокомпенсатора або землею, що призводить до великих похибок. Перевірка здійснюють таким чином:

- поверніть тумблер “∆U-I_АВ“ у положення “І_АВ“, тумблер “КП-ВЫКЛ” у положення “ВЫКЛ”.

перемикач “ПРЕДЕЛЫ ∆U-I_АВ“ у положення “1000”;

- увімкніть живлення, встановивши перемикач “ПИТАНИЕ-КОНТРОЛЬ” у положення “РАБОТА”;

. - перевірте роботу системи установки нуля, для цього поверніть ручку “УСТ.0.”, щоб встановити стрілку приладу на нульову позначку шкали. Перемикаючи межі вимірів від “1000” до “1” послідовно перевірте установлення стрілки індикатора на нуль на всіх діапазонах від “1” до “1000”;

- встановіть перемикач “ПРЕДЕЛЫ ∆U-I_АВ“ у положення “1000”, перемикач “М (+,-)” у положення “(+)”, три ручки “КОМПЕНСАТОР ПОЛЯРИЗАЦИИ” поверніть вправо до упору;

- увімкніть компенсатор поляризації, встановивши тумблер “КП-ВЫКЛ.” у положення “КП”, при цьому стрілка індикатора повинна показувати напругу від 0,5 В до 0,6 В;

- добийтесь нульових показів стрілки індикатора, повертаючи ручки “ГРУБАЯ, СРЕДНЯЯ, ТОЧНАЯ”; перевірте можливість установки нуля ручкою “ТОЧНАЯ” на самому чутливому діапазоні “1”.

Перевірка роботи підсилювача. Ручку перемикача “ПРЕДЕЛЫ ∆U – I_АВ“ встановити у положення “1000”, клеми MN закоротити, тумблер “∆U – I_АВ“ встановити у положення “∆U”, компенсатор поляризації “КП-ВЫКЛ.” у положення “КП”. З поворотом ручок компенсатора поляризації “ГРУБАЯ, СРЕДНЯЯ, ТОЧНАЯ” стрілка приладу повинна встановлюватись на будь-яку поділку шкали.

Градуювання шкали індикатора під напругою. Закоротити клеми MN, ручку “ПРЕДЕЛЫ ∆U-I_АВ“ встановити у положення “1” і за допомогою ручок КП стрілку пристрою встановити на поділці “100” верхньої шкали; ручку “ПРЕДЕЛЫ ∆U-I_АВ“ повернути в положення “3”- стрілка приладу повинна знаходитись на поділці 10 1 нижньої шкали. Стрілку індикатора необхідно встановити на поділці “30” нижньої шкали; при перемиканні ручки “ПРЕДЕЛЫ ∆U-I_АВ“ у положення “10” стрілка приладу повинна знаходитись на поділці 30 3 верхньої шкали.

Ці операції необхідно провести на всіх діапазонах, щоб переконатись у правильності градуювання приладу під напругою.

ЗАУВАЖЕННЯ: Перед кожним виходом на роботу у польових умовах необхідно перевірити ізоляцію електромережі автокомпенсатора відносно його корпусу. Для цього необхідно закоротити клеми АВ і MN, підключити до них одну клему мегометра з напругою 1000 В, а другу його клему підключити до будь-якої деталі корпуса, яка проводить струм. Опір ізоляції повинен бути не нижче 1000 МОм.

Порядок роботи на профілі. Переведіть тумблер “КП-ВЫКЛ.” у положення “КП”, і, якщо необхідно, скомпенсуйте ЕРС поляризації; за допомогою ручок КП “ГРУБАЯ, СРЕДНЯЯ, ТОЧНАЯ” встановіть стрілку індикатора на нульову поділку шкали. Встановлення стрілки на нуль починається з положення ручки “ПРЕДЕЛЫ ∆U-I_АВ“на “1000” з послідовним переходом на більш чутливі діапазони вимірювання до “1”.

Натисніть кнопку “АВ” і зніміть відлік, встановивши такий діапазон вимірювань за допомогою ручки “ПРЕДЕЛЫ ∆U-I_АВ“, у якому покази стрілки перевищують третину шкали. Коли взято відлік, відпустіть кнопку “АВ” і запишіть покази в польовий журнал.

Переведіть тумблер “∆U-I_АВ“ у положення “I_АВ“ і, натиснувши на кнопку “АВ”, зніміть відлік I_АВ і запишіть його у журнал.

Після замірів перемикач “ПИТАНИЕ-КОНТРОЛЬ” встановіть у положення “ВЫКЛ.” Якщо роботи проводяться методами, які використовують природні електричні поля,тобто коли компенсувати поляризацію не треба, то тумблер “КП-ВЫКЛ.” постійно залишається в положенні “ВЫКЛ.”

Методу природного поля передбачає порядок виміру напруги такий:

1) встановлення тумблером “М (+,-)” відповідної полярністі ЕРС поляризації;

2) вибір необхідного діапазону замірів (перемикачем “ПРЕДЕЛЫ ∆U-I_АВ“);

3) взяття відліку і запис у журнал;

4) встановлення перемикача “ПИТАНИЕ-КОНТРОЛЬ” у положення “ВЫКЛ.”

4.1.3 Короткі теоретичні відомості про ВЕЗ

ВЕЗ є різновидністю методу опору, у якому вимірюють позірний опір за допомогою набору установок з різними віддалями між електродами живлення і приймальними, тобто використовується геометричний принцип, а саме, збільшення розміру установки веде до збільшення глибинності досліджень. У результаті вимірювань отримують криві зондування, які несуть інформацію про зміну електричних опорів шарів порід по вертикалі і послідовність їхнього залягання.

Для вимірювання використовують установки, що відрізняються одна від другої числом електродів живлення і вимірювання, а також їх взаємним розташуванням.

Залежно від числа електродів установки можуть бути двоелектродні, трьохелектродні, чотирьохелектродні і т. д. Відповідно до взаємного розташування електродів установки поділяються на прямолінійні - коли всі електроди знаходяться на одній прямій лінії, і непрямолінійні - електроди розміщені довільно.

Чотирьохелектродна прямолінійна установка AMNB (рис.4.4).

Коефіцієнти установок визначаються за формулою

. (4.2)

[ДQДДДДДДДQДДДQДДДQДДДДДДДQД] [ДQДДДДДДДQДДДДДДДQДДДДДДДQДД]

а) б)

Рисунок 4.4 - Установки для вимірювання позірного опору:

а) Шлюмберже; б) Веннера

Коефіцієнт К для чотирьохелектродної симетричної, або установки Шлюмберже (рис.4.4,а) розраховується за формулою

. (4.3)

Число 10 у знаменнику означає, що струм вимірюється в сантиамперах, а ∆U у мілівольтах (для АЕ-72).

Чотирьохелектродна установка Веннера. Для даної установки віддалі AM=MN=NB=a, (рис.4.4,б). Для такої установки коефіцієнт К визначається за формулою

. (4.4)

4.1.4 Методика польових робіт

Існує декілька видів електричних зондувань, з яких найбільш поширене симетричне вертикальне електричне зондування, умовно позначене AMNB. У процесі робіт електроди живлення АВ розносять в діаметрально протилежних напрямках відносно центру установки

точки О), розміщеного посередині приймальних електродів MN. На рис.4.5. показано схему розміщення електродів живлення та приймальних електродів відповідно до методу симетричного вертикального зондування. При цьому електроди MN розміщують вздовж лінії АВ. Для кожного положення електродів лінії живлення та приймальної лінії вимірюються напруга між приймальними електродами (∆U) MN і струм між електродами живлення (I_АВ).

Рисунок 4.5 - Схема розміщення електродів

При виконанні ВЕЗ у лінії живлення застосовуються стальні електроди діаметром 2 см і заввишки 60-70 см, а у приймальній лінії - з кольорових металів та їхніх сплавів (мідь, латунь). В процесі проведення польових робіт проводиться перевірка лінії живлення на витоки струму. Для цього один електрод (А) заземлюється, а електрод В встановлюється на ізолятор. Приладом АЕ-72 вимірюється струм, який повинен бути рівний “0”. Після цього електроди міняють, тобто електрод В заземлюють, а А кладуть на ізолятор. Знову вимірюють струм. Якщо величина струму більше 0, то це означає, що в лінії живлення АВ має місце порушєння ізоляції проводів. З такою лінією працювати не можна. Вимагається ремонт такої лінії або її заміна.

Заміри починають з невеликих розносів АВ (АВ/2 = 0,4 м). У такому разі струм розповсюджується на незначну глибину, а підрахована величина позірного опору характеризує породи тільки верхньої частини геологічного середовища. Початкова віддаль між приймальними електродами MN становить не більше 1/3 довжини АВ.

При стабільних значеннях сили струму і опорі гірських порід різниця потенціалів між MN змінюється приблизно обернено пропорційно квадрату віддалі між електродами АВ. З зростанням лінії АВ у процесі зондувань настає мить, коли (на даній лінії MN) заміряти ∆U з похибкою не більшою 5% вже неможливо. Тоді, з зростанням довжини лінії АВ, збільшують віддаль між електродами MN. Як правило, ця віддаль повинна бути не більшою, ніж 1/3 АВ. Необхідно мати на увазі, що чим менша довжина лінії MN, тим точнішими будуть результати вимірювань при інших рівних умовах.

Коли переходять від замірів ∆U з однією віддаллю між до наступної - , два останніх заміри дублюються з двома розносами лінії АВ.

Максимальна довжина лінії АВ повинна у 5-10 разів перевищувати заплановану глибину досліджень.

За результатами замірів ∆U та I_АВ вираховують значення для кожного положення електродів АВ та MN і будується крива ВЕЗ на спеціальному бланку з білогарифмічним масштабом. Модуль такого бланку рівний 6,25. На горизонтальній вісі відкладається величина напіввіддалі АВ (тобто ), а на вертикальній - вираховані значення (див. рис.4.6). Ця крива відноситься до центру приймальної лінії MN. Позірний опір розраховується за формулою:

, (4.5)

де К - коефіцієнт установки, який визначається за формулою (4.3).

Одиниця вимірювання отримана з формули (4.5)

Результати вимірювань у процесі проведення робіт та розрахунки заносять у польовий журнал (див. табл.4.1).

Рисунок 4.6 - Крива ВЕЗ

Таблиця 4.1 - Взірець польового журналу ВЕЗ

У графі “Примітки” записують результати перевірки лінії на витоки струму.

4.1.5 Запитання для самоперевірки

1. Які джерела струму використовуються в електророзвідці?

2. Які електроди використовуються в лінії живлення, а які у лінії реєстрації?

3. Розкажіть будову ектрода, який не поляризуються?

4. Для чого призначений авто компенсатор електророзвідувальний?

N ПК	(м	(м	К		IАВ		Примітки
	0,4 0,75 1,0 1,5 1,5	0.125 0.125 0.125 0.125 0.5 0.5 0.125 0.5 0.5 0.5

я чого призначений автокомпенсатор електророзвідувальний?

5. Яким способом вимірюється різниця потенціалів?

6. Як здійснюється перевірка напруги джерел живлення?

7. Як перевірити працездатність АЕ-72?

8. Як проградуювати шкалу індикатора?

9.Яка послідовність вимірювання приладом АЕ-72 на профілі?

10. В чому суть методу ВЕЗ?

11. Які Ви знаєте типи установок, і за якими формулами розраховуються коефіцієнти цих установок?

12.Яким повинно бути співвідношення довжин ліній MN і АВ?

13. Від чого залежить глибинність дослідження у методі ВЕЗ?

14. Що є результатом польових вимірювань методом ВЕЗ?

15. Розкажіть порядок проведення польових вимірювань ВЕЗ.

16. У яких одиницях вимірюється I_АВ, ∆U, і К?

4.1.6 Прилади і матеріали

1. Автокомпенсатор електророзвідувальний АЕ-72.

2. Магазин опорів.

3. Джерела живлення.

4. З`єднювальні проводи.

5. Комплект стальних і латунних електродів.

6. Дві котушки з проводом ПВР, завдовжки 500 м.

7. Молоток.

8. Мірна стрічка.

9. Гумовий килимок.

4.1.7 Завдання роботи

1. Перевірити напругу джерел живлення, виконати перевірку працездатності приладу і перевірти роботу підсилювача, виконати градуювання шкали індикатора.

2. Розрахувати коефіцієнти установок для розносів, що наведені в таблиці 4.1.

3. Виконати монтаж симетричної установки і провести польові вимірювання по заданому профілю з розносами, що наведені в таблиці 4.1.

У В А Г А! При виконанні польових вимірювань дотримуватись правил техніки безпеки:

1) всі проводи повинні бути ізольовані;

2) перед включенням струму в лінію АВ обов`язково оповістити бригаду, що працює на лінії АВ;

3) вимірювальний прилад і батереї живлення розміщуються на гумовому килимку.

4. Провести необхідні розрахунки і побудувати криві ВЕЗ.

5. Оцінити точність замірів.

У разі неможливості виконання польових вимірювань, для побудови кривих ВЕЗ використати дані, що наведені в таблиці 4.2.

4.1.8 Порядок виконання роботи

1. Перевірити працездатність приладу АЕ-72, виконавши всі необхідні для цього вимірювання.

2. Підготувати лінію живлення. Для цього розмотати провід з котушки і за допомогою мірної стрічки відкласти віддалі АВ/2, які наведені у таблиці 4.1. Мітки на проводі ставити так, щоб вони не зміщувались при намотуванні і розмотуванні з котушки.

Таблиця 4.2 - Польовий журнал ВЕЗ

№ п\п	(м	(м	К	(мВ)	І(сА)
					1,3 2,4 5,5 9,9 15,5 63,0 12,0 14,0 27,5 49,5 11,5 20,0

3. Аналогічно підготувати приймальну лінію MN.

4. На заданому профілі змонтувати установку згідно з схемою, що показано на рис.4.7.

Рисунок 4.7 - Схема монтажу чотирьохелектродної установки ВЕЗ

Стальні електроди використати для живлення лінії АВ, а латунні для приймальної лінії MN.

5. Вирахувати коефіцієнти К для різних розносів.

6. Виконати вимірювання ∆U і I_АВ. Результати записати у польовий журнал.

7. Збільшити лінію АВ, тобто перейти на новий рознос, і знову виконати заміри. Виконати вимірювання на всіх розносах, які наведені у таблиці 4.1.

8. Виконати контрольні заміри.

9. Виконати розрахунки за формулою (4.5).

10. На подвійному логарифмічному бланку з модулем 6,25 побудувати криву ВЕЗ.

4.1.9 Форма звітності

1. Всі дані контрольних замірів запишіть у зошит у вигляді таблиці.

2. Зробіть висновок щодо можливості використання даного приладу для польових вимірювань.

3. Накресліть схему монтажу чотирьохелектродної установки ВЕЗ.

4. Наведіть коефіцієнти установки з заданими розносами.

5. Зведіть у таблицю дані вимірювань ∆U, I_АВ та розрахункові значення позірного опору .

4. Побудуйте криву ВЕЗ.

5. Визначте тип кривої.

6. Оцініть точність вимірювань .

Література

1. Основы геофизических методов разведки \ Толстой М.И. и др. – К.: Вища школа. Головное издательство, 1985. – 327 с.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4.2

ІНТЕРПРЕТАЦІЯ КРИВИХ ВЕРТИКАЛЬНОГО ЕЛЕКТРИЧНОГО ЗОНДУВАННЯ

4.2.1 Мета і завдання роботи

Метою роботи є ознайомлення студентів з деякими питаннями якісної і кількісної інтерпретації кривих ВЕЗ, з поняттям - опорний електричний горизонт. Також студенти повинні одержати практичні навички побудови карт в ізолініях, навчитись аналізувати карту аномалій уявного опору, користуватись ПЕОМ для обробки та інтерпретації кривих ВЕЗ.

Завдання роботи: виконати якісну інтерпретацію кривих ВЕЗ з побудовою різних карт. Кількісну інтерпретацію виконати з використанням ПЕОМ. Побудувати геоелектричний розріз, використавши результати інтерпретації.

4.2.2 Короткі теоретичні відомості

Залежно від числа шарів в геологічному розрізі та їхніми питомими електричними опорами криві ВЕЗ мають різний характер. Розрізняють два типи двошарових і чотири типи тришарових кривих ВЕЗ (рис.4.8). Чотирьохшарові криві поділяються на вісім типів: HK, HA, KH, KQ, AA, AK, QQ, QH.

Інтерпретація результатів ВЕЗ здійснюється з метою побудови геологічного розтину досліджуваної ділянки. Для інтерпретації кривих ВЕЗ введено поняття “опорний електричний горизонт”, при вживанні якого мають на увазі товщу гірських порід дуже низького або надто високого питомого опору порівняно з вищими і розташованими унизу товщами. Наприклад: глинисті відклади характеризуються низьким питомим опором; гіпси, ангідрити, вапняки, породи кристалічного фундаменту - високим. Ті та інші можуть виступати в якості опорного горизонту. Опорний горизонт також повинен мати достатньо велику потужність (товщину), щоб чітко виділятись на кривих ВЕЗ. Фізичні властивості порід цього горизонту повинні бути витримані по всій ділянці досліджень.

4.2.2.1 Якісна інтерпретація

Інтерпретація кривих ВЕЗ поділяється на якісну та кількісну.

Якісна інтерпретація полягає у співставленні кривих зондувань за формою, у зображенні просторових закономірностей розподілу тих чи інших особливостей їхніх форм у вигляді карт типів кривих, карт повздовжньої провідності або поперечного опору, карт розрізів ізоом і т.ін. Відображаючи особливості геоелектричного розтину на площі досліджень, якісна інтерпретація дозволяє:

1. Отримати загальне уявлення про геологічну будову площі;

2. Якісно охарактеризувати поведінку опорного електричного горизонту, а, отже, виділити геологічні структури, які цікаві в практичному плані;

3. Одержати якісну характеристику фаціальної зміни окремих товщ порід у межах площі досліджень (обмежити ділянки збагачені піщаною фракцією, зони тріщинуватості і т.ін.).

Графічні матеріали якісної інтерпретації:

1) карти типів кривих ВЕЗ;

2) карти однакових значень повздовжньої провідності (карти S);

3) карти рівних значень позірного опору при певних розносах;

4) карти рівних значень абсцис і ординат максимумів і мінімумів кривих зондувань;

5) карти і графіки кутів нахилу правих асимптот кривих ВЕЗ;

6) вертикальні розрізи уявних опорів.

Карти типів кривих ВЕЗ. Щоб побудувати карти, всі криві, які одержані в межах площі досліджень, систематизуються за типом (рис.4.9,а), а також за ознаками, які відображають найбільш цікаві особливості геологічного розтину, наприклад, за відношенням опорів різних горизонтів, за кількістю і т.ін. Кожному типу кривих надають умовну позначку, яку надалі наносять на план розміщення точок ВЕЗ. Області розміщення кривих одного типу виділяють на плані за допомогою штриховки або кольорової легенди.

У деяких випадках за типом кривої ВЕЗ можна якісно визначити кількість шарів (пластів), послідовність їхнього відкладення, наявність тих чи інших пошукових об`єктів. Будь-яка суттєва зміна геоелектричних властивостей розтину, яка пов`язана, наприклад, з виклинуванням шарів, регіональним зміщенням порід, переходом через контакт і т.д., у тій чи іншій мірі впливає на форму кривої ВЕЗ. Тобто, тип кривої та його зміна зумовлені геологічними причинами (рис.4.9,б).

Карти рівних значень повздовжньої провідності. Карти S будуються у тому випадку, коли в геологічному розрізі є горизонт нескінченно високого електричного опору, або коли, принаймі, опір опорного горизонту є набагато більший за опір порід, які перекривають даний горизонт, криві ВЕЗ типу H і A.

Для побудови карти S по правій асимптотичній гілці кожної кривої ВЕЗ (у випадку підстеленого горизонту нескінченно високого опору) визначають величину сумарної повздовжньої провідності

ВЕЗ 1 ВЕЗ 2 ВЕЗ 3 ВЕЗ 4 ВЕЗ 5

ПР1 q q q q q

ПР2 q q q q q

ПР3 q q q q q

ПР4 q q q q q

а

k k k k k

p p p p p

p p p p p

AB p ABp ABp ABp ABp

[ДДДДДДqДДДДДДДДДДqДДДДДДДДДДqДДДДДДДДДДqДДДДДДДДДДqДДДД]

r r

r

r r >r <r >r

б

1 2 3 4

Рисунок 4.9 - Карти типів кривих (а) і геологічний розтин

дослідженої ділянки (б) по профілю 1

Криві: 1 - типу HK; 2 - типу K; 3 - двохшарові; 4 - над од-

норідним середовищем з опором .

надопорної товщі, яка чисельно дорівнює точці перетину дотичної до правої асимптоти кривої ВЕЗ (рис.4.10) з віссю АВ/2 (точка А).

Рисунок 4.10 - Визначення параметра S

Значення S виписують з правого боку точки відповідного зонду вання. В одержаному полі чисел проводять ізолінії S. Крок ізоліній вибирають відповідно до характеру зміни S з точністю замірів та вимог деталізації піддослідних структур. При умові =const повздовжня провідність прямопропорційна сумарній товщині провідної частини геологічного розтину, яка перекриває високоомний горизонт. Тобто, карта S якісно характеризує рельєф опорного високоомного горизонту, причому, тим точніше, чим стабільнішим буде повздовжній опір .

Якщо повздовжній опір відомий, наприклад, з електрометрії свердловин, то можна побудувати карту товщини (в ізопахітах) провідної товщі. Від карти ізопахіт можна перейти до структурної карти, тобто карти ізогіпс покрівлі опорного горизонту.

Формула для розрахунку абсолютних відміток

(4.7)

Карти рівних значень позірного опору. Карта рівних значень (ізоом) будується для фіксованої ефективної глибини зондування, що відповідає фіксованим розносам (тобто тут перехід від результатів ВЕЗ до ЕП (електропрофілювання). Конкретний розмір розносів АВ вибирають на опорних точках при порівнянні з геологічним

матеріалом характерних точок кривої зондування, які відображають поведінку пошукового об`єкта, наприклад, опорного горизонту, локального включення, зони глубинного розлому, заглибленного русла ріки і т.ін.

На картах ізоом породи високого опору, а також підняття опорного горизонту відображаються зонами відносного підвищення значень позірного опору.

Вертикальний розріз позірного опору . Побудова даних розрізів найбільш розповсюджена на стадії якісної інтерпретації кривих ВЕЗ. Для прикладу, на рис.4.9,а показана якісна залежність кривих ВЕЗ від геологічного середовища розрізу.

Побудову вертикального розрізу розпочинають з винесення точок ВЕЗ на профіль в лінійному масштабі. Масштаб вибирається довільним, але так, щоб віддаль між точками ВЕЗ була приблизно 1,5-2,0 см. По вісі ординат (вісь направлена вниз) відкладають піврозноси лінії живлення ( ) у логарифмічному масштабі (див. рис.4.11).Потім для кожної точки ВЕЗ по профілю і кожного значення розносів АВ по кривим зондування знімаються значення і виносяться на розтин чорнилами або тушшю. Наступним кроком побудови карти є проведення ізоліній , використовуючи правило інтерполяції. Крок ізоліній вибирають довільним залежно від діапазону значень , але він повинен бути кратним 2,5; 5; 10 Ом і т.д. Ізолінії наводять олівцем, відповідно до вимог інструкції з топографічного креслення.

Рисунок 4.11 - Вертикальний розріз позірного опору

Вертикальний розріз позірного опору характеризує геоелектричні властивості розрізу і дозволяє виділити локальні аномальні ділянки, які відображають поведінку електричного поля навколо горизонтальних неоднорідностей.

4.2.3 Автоматизована інтерпретація кривих ВЕЗ

Інтерпретація за допомогою палеток досить працемістка і займає багато часу. Поява комп`ютерної техніки значно полегшила роботу інтерпретаторів. Існують різні програми обробки кривих ВЕЗ. Ми зупинемось на одній з них під назвою VEZ, що розроблена в ІФНТУНГ на кафедрі польової нафтогазової геофізики.

Для того, щоб запустити програму VEZ потрібно курсором відмітити директорій VEZ і натиснути на “Enter”. Курсором відмітити файл VEZ.EXE і натиснути на “Enter”. На екрані появляється головне меню програми VEZ:

Головне меню

Для роботи слід курсором відмітити “Ввід редагування” і натиснути на “Enter”. Знову на екрані появляється вікно:

Створити новий файл

	Внести зміни в існуючий

Курсором відмітити “Створити новий файл” і натиснути на “Enter”. На екрані появляється вікно:

Введіть ім’я файлу

Введіть ім`я файлу латинськими літерами і натисніть на “Enter”. На екрані появляється логарифмічний бланк і вікно:

Ввівши номер пікета, натисніть на “Enter”. На екрані появляється таблиця, у якому потрібно ввести значення розносів і опорів:

	Розноси	Опір
	1,5 3,0 5,0 9,0 15,0 25,0 40,0 65,0 100,0 150,0 220,0 340,0 500,0 0,0

Розноси можна вводити свої або використати ті, що наведені у таблиці. Курсор рухається за допомогою стрілок. Значення опору вводиться навпроти кожного розносу. Курсор переміщається за допомогою стрілки вниз. Ввівши всі значення опору, натисніть на “Enter”. На логарифмічному бланку появляється збудована крива ВЕЗ. Щоб зберегти криву у файлі - натисніть на “F2”, після чого на екрані появляється знову вікно на ввід наступного пікета. Якщо не потрібно вводити інші пікети, то натисніть на кнопку “ESC” і “F10”. Ви знову повернулись у головне меню. Курсором відмічаєте

вікно “Обробка” і натискаєте на “Enter”. На екрані - список файлів з даними. Знаходите ім`я свого файлу і натискаєте на “Enter”. На екрані появиться вікно:

Курсором відмічаєте “Перегляд” і натискаєте на “Enter”. У лівому верхньому куті екрану - крива ВЕЗ у зменшеному вигляді. Натиснувши знову на “Enter”, крива на екрані зліва - у збільшеному вигляді. Внизу екрана - лінійка підказки. Для створення моделі потрібно натиснути на “F6”. На екрані появиться вікно:

Курсором відмітити “Завдати в ручну” і натиснути на “Enter”.

Появляється вікно:

Вводите цифру, що відповідає кількості шарів введеної кривої і натискаєте на “Enter”. Знову появляється вікно:

	опір	товщина
1 пласт 2 пласт 3 пласт ...

Потрібно ввести опір і товщину кожного пласта. Курсор переміщується за допомогою стрілок. Після вводу всіх даних натисніть на “Enter”. Ліворуч на екрані - крива ВЕЗ, а праворуч - модель. На моделі цифри зліва - товщина пласта, справа - опір пласта. Місце знаходження курсора - підсвічена цифра (білого кольору). Курсор переміщається за допомогою стрілок уверх і вниз. Змінювати цифри можна за допомогою стрілок вліво (зменшення значення) і вправо (збільшення значення). Щоб перевести курсор з цифр товщини на цифри опору потрібно натиснути на кнопку “Tab”. Після внесених змін обов`язково натисніть на “Enter” (курсор повинен зникнути). Для проведення розрахунку теоретичної кривої натисніть на “F7”. На бланку червоним кольором показано польову криву ВЕЗ, а зеленим - теоретичну криву від заданої моделі. Змінюючи значення моделі, потрібно підібрати теоретичну криву так, щоб вона співпала з польовою. Для цього знову натискаєте на “F6”, вносите зміни в модель, натискаєте на “Enter” і на “F7”. Дану процедуру повторяєте доти, поки не підберете таку модель, крива якої співпаде з теоретичною. Якщо модель підібрали, то натискаєте на “F10”. На екрані появляється вікно:

Підведіть курсор на “Записати” і натисніть на “Enter” (курсор синього кольору). Програма автоматично повертає Вас у головне меню, в якому відмічаєте курсором “Вивід результату” і натискаєте на “Enter”. На екрані появляється список файлів. Курсором вибираєте свій файл і натискаєте на “Enter”. На екрані меню виводу:

Курсором відмічаєте “Вибірково” і натискаєте на “Enter”. На екрані появляється крива ВЕЗ і модель. Натискаєте на “Esc”. Програма повертається в меню виводу. Курсором вибираєте “Вихід” і натискаєте на “Enter”. Ви повертаєтесь у головне меню програми. Знову курсором вибираєте “Вихід” і натискаєте на “Enter”. Робота з програмою VEZ закінчена. Результати обробки записані у файлі з назвою, яку Ви дали і розширенням o0 або o1 (наприклад: pr. o1). Для перегляду - наведіть курсор на назву Вашого файлу і натисніть на “F4”, щоб вийти – “Esc”. Використовуючи ці дані, будують геологічні розрізи, карти горизонтів.

Якщо важко підібрати модель для польової кривої, то можна скористатись автоматичним підбором. Для цього, при підборі моделі слід натиснути на кнопку F9 (тобто ключ для переходу в автоматичний режим роботи) і “F7”. Програма сама підбере початкову модель, що буде відповідати введеній польовій криві ВЕЗ.

4.2.4 Запитання для самоперевірки

1. Які Ви знаєте типи кривих ВЕЗ?

2. Які є види інтерпретації кривих ВЕЗ?

3. У чому суть якісної інтерпретації, і що є її кінцевим результатом?

4. Що представляє собою карта типів кривих?

5. Навіщо будується карта рівних значень уявного опору певного розносу?

6. Для яких типів кривих будуються карти повздовжньої провідності?

7. Як будується вертикальний розріз уявного опору?

8. Що визначається кількісною інтерпретацією кривих ВЕЗ?

9. Які Ви знаєте палетки кривих ВЕЗ?

10. Як здійснюється інтерпретація кривих ВЕЗ за допомогою ПЕОМ?

4.2.5 Прилади і матеріали

1. Польовий журнал кривих ВЕЗ.

2. Калька і білогарифмічні бланки.

3. Мікрокалькулятор і ПЕОМ.

4.2.6 Завдання роботи

1. За результатами вимірювань, що наведені в таблиці 4.3:

а) побудувати криві ВЕЗ;

б) намалювати карту типів кривих ВЕЗ;

в) намалювати карту рівних значень уявного опору для заданого викладачем розносу;

г) побудувати карту рівних значень абсцис і ординат максимумів і мінімумів кривих зондувань;

д) побудувати карти і графіки кутів нахилу правих асимптот кривих ВЕЗ;

е) побудувати вертикальний геоелектричний розріз.

2. Визначити типи кривих, дати геоелектричну характеристику розрізу (число шарів, їх потужність і опір кожного шару).

3. Виконати інтерпретацію кривих ВЕЗ за допомогою ПЕОМ за програмою VEZ. Порядок виконання описаний у розділі 4.2.3 даної лабораторної роботи.

4.2.7 Форма звітності

1. На білогарифмічному бланку намалювати розрахункові та теоретичні криві ВЕЗ.

2. Показати побудовані карти якісної інтерпретації кривих ВЕЗ.

3. Накреслити геоелетричний розріз профілю.

4. Прикласти роздруківку параметрів розрізу за даними інтерпретації кривих ВЕЗ на ПЕОМ.

Література

1. Основы геофизических методов разведки \ Толстой М.И. и др. – К.: Вища школа. Головное издательство, 1985. – 327 с.

Таблиця 4.3 – Дані польових вимірювань методом ВЕЗ