RU1835939C - Process of geological prospecting - Google Patents
Process of geological prospecting Download PDFInfo
- Publication number
- RU1835939C RU1835939C SU5002105A RU1835939C RU 1835939 C RU1835939 C RU 1835939C SU 5002105 A SU5002105 A SU 5002105A RU 1835939 C RU1835939 C RU 1835939C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- geoelectric
- section
- properties
- elements
- iii
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электроразведке и может быть применено при исследовании изменения электропроводности во времени в стационарных пунктах наблюдений, в частности для прогноза землетрясения, контроля за экологической обстановкой и др. The invention relates to electrical exploration and can be applied in the study of changes in electrical conductivity over time at stationary observation points, in particular for earthquake prediction, environmental monitoring, etc.
Целью изобретения является повышение точности определения изменения геоэлектрических свойств разреза во времени путем измерения компонент электрического поля, их пространственных производных и формирования интерпретационных алгоритмов, защищенных от действия локальных приповерхностных неоднородностей. The aim of the invention is to improve the accuracy of determining changes in the geoelectric properties of the section over time by measuring the components of the electric field, their spatial derivatives and the formation of interpretation algorithms protected from local near-surface inhomogeneities.
Поставленная цель достигается тем, что геоэлектрический разрез последовательно возбуждается разнонаправленными электрическими линиями. В линию подается периодический сигнал тока. В пунктах наблюдения перпендикулярными установками измеряют первую и вторую разности потенциалов или их отношения. По измеренным величинам определяют элементы матрицы тензорной характеристики электропроводности. Изменение этих элементов во времени и пространстве характеризует изменение геоэлектрических свойств. The goal is achieved in that the geoelectric section is sequentially excited by multidirectional electric lines. A periodic current signal is applied to the line. In observation points perpendicular installations measure the first and second potential differences or their relations. The measured values determine the elements of the matrix tensor characteristics of electrical conductivity. A change in these elements in time and space characterizes a change in geoelectric properties.
Сущность способа заключается в следующем. В трехмерных разрезах пространственные разности потенциала связаны линейными уравнениями вида:
Δ2Ux x(I, II, III) txx x ΔUx + txy xΔ Uy + txz x ΔUz
Δ2Uy x(I, II, III) tyx x ΔUx + tyy x ΔUy + tyz x ΔUz
Δ2Uz x(I, II, III) tzx z ΔUx + tzy x ΔUy + tzz x ΔUz
Δ2Ux y(I, II, III) txx y ΔUx + txy yΔ Uy + txz y ΔUz
Δ2Uy y(I, II, III) tyx y ΔUx + tyy y ΔUy + tyz y ΔUz
Δ2Uz y(I, II, III) tzx y ΔUx + tzy y ΔUy + tzz y ΔUz
Δ2Ux z(I, II, III) txx z ΔUx + txy z ΔUy + txz z ΔUz
Δ2Uy z(I, II, III) tyx z ΔUy + tyy z ΔUy + tyz z ΔUz
Δ2Uz z(I, II, III) tzz yΔUz + tzy z ΔUy + tzz zΔUz, (1) где txx(yx, zx) x(y, z) коэффициенты, характеризующие трехмерный геоэлектрический разрез;
I, II, III линейно-независимые направления, в которых возбуждается разрез;
Δ Ux, Δ Uy, Δ Yz первые пространственные разности потенциалов в направлениях x(y, z);
Δ2Ux(y, x) x(y, z) вторые пространственные разности потенциалов в направлении x(y, z).The essence of the method is as follows. In three-dimensional sections, the spatial differences of the potential are connected by linear equations of the form:
Δ 2 U x x (I, II, III) t xx x ΔU x + t xy x Δ U y + t xz x ΔU z
Δ 2 U y x (I, II, III) t yx x ΔU x + t yy x ΔU y + t yz x ΔU z
Δ 2 U z x (I, II, III) t zx z ΔU x + t zy x ΔU y + t zz x ΔU z
Δ 2 U x y (I, II, III) t xx y ΔU x + t xy y Δ U y + t xz y ΔU z
Δ 2 U y y (I, II, III) t yx y ΔU x + t yy y ΔU y + t yz y ΔU z
Δ 2 U z y (I, II, III) t zx y ΔU x + t zy y ΔU y + t zz y ΔU z
Δ 2 U x z (I, II, III) t xx z ΔU x + t xy z ΔU y + t xz z ΔU z
Δ 2 U y z (I, II, III) t yx z ΔU y + t yy z ΔU y + t yz z ΔU z
Δ 2 U z z (I, II, III) t zz y ΔU z + t zy z ΔU y + t zz z ΔU z , (1) where t xx (yx, zx) x (y, z) are the coefficients characterizing three-dimensional geoelectric section;
I, II, III linearly independent directions in which the incision is excited;
Δ U x , Δ U y , Δ Y z the first spatial potential differences in the directions x (y, z);
Δ 2 U x (y, x) x (y, z) are the second spatial potential differences in the x (y, z) direction.
Элементы t зависят от геоэлектрических свойств разреза, местонахождения точки наблюдения и типа источника возбуждения. Они не зависят от интенсивности и поляризации источника. Elements t depend on the geoelectric properties of the section, the location of the observation point, and the type of excitation source. They are independent of the intensity and polarization of the source.
На поверхности земли, где Uz 0, система (1) упрощается:
Δ2Ux x(I, II) txx x ΔUx + txy x ΔUy
Δ2Uy x(I, II) tyx x ΔUx + tyy x ΔUy (2)
Δ2Ux y(I, II) txx x ΔUx + txy y ΔUy
Δ2Uy y(I, II) tyx y ΔUx + tyy y Δ Uy.On the surface of the earth, where U z 0, system (1) is simplified:
Δ 2 U x x (I, II) t xx x ΔU x + t xy x ΔU y
Δ 2 U y x (I, II) t yx x ΔU x + t yy x ΔU y (2)
Δ 2 U x y (I, II) t xx x ΔU x + t xy y ΔU y
Δ 2 U y y (I, II) t yx y ΔU x + t yy y Δ U y .
Коэффициенты t характеризуют трехмерный геоэлектрический разрез и обладают следующим свойствами. Coefficients t characterize a three-dimensional geoelectric section and have the following properties.
1. Защищены от действия локальных приповерхностных неоднородностей, возникающих вблизи возбуждающей и измерительной установок. 1. Protected from the action of local near-surface inhomogeneities arising near the exciting and measuring installations.
2. Позволяют судить о направлении максимального изменения свойства разреза в каждом пункте измерения. 2. Allow to judge the direction of the maximum change in the properties of the section at each measurement point.
На фиг. 1 сравнивается устойчивость определения традиционных параметров Ех и Еу и дифференциально-нормированных па- раметров /Ex; /Ey
txx x; tyx y; tyy y. Разрез состоит из полупространства, содержащего сферу повышенного сопротивления. Моделируется профилирование установкой меньшего радиуса сферы. Модель возбуждается заземленным диполем постоянного тока, азимуты которого 0,30 и 60о. Графики компонент электрического поля существенно зависят от поляризации источника. Гораздо более устойчивы графики отношений пространственной производной поля к напряженности. Не зависимы от поляризации источника элементы дифференциальной матрицы. В такой модели изменение поляризации возбуждающего тока может происходить из-за возникновения неоднородности вблизи источника. Неоднородность исказит значения Е и Δ Е/Е, но не действует на t.In FIG. 1 compares the stability of the determination of traditional parameters E x and E y and differentially-normalized parameters / E x ; / E y
t xx x ; t yx y ; t yy y . The section consists of a half-space containing a sphere of increased resistance. Profiling is simulated by installing a smaller sphere radius. The model is excited by a grounded DC dipole, the azimuths of which are 0.30 and 60 ° . The graphs of the components of the electric field substantially depend on the polarization of the source. The graphs of the relations of the spatial derivative of the field to tension are much more stable. The elements of the differential matrix are independent of the source polarization. In such a model, a change in the polarization of the exciting current can occur due to the appearance of inhomogeneity near the source. Inhomogeneity will distort the values of E and Δ E / E, but does not affect t.
На фиг. 2 показано, как с помощью круговых диаграмм дифференциально-нормированной характеристики можно определить градиенты неоднородности трехмерного геоэлектрического разреза. Двухслойная проводящая модель содержит выступ высокоомного основания, осложненный проводящим каналом. Модель возбуждается двумя перпендикулярными заземленными диполями, расположенными на поверхности и генерирующими синусоидальные импульсы тока с частотой 0,25 Гц. Не закрашены диаграммы, полученные из поверхности одномерного двухслойного разреза. Это окружности: свойства разреза одинаковы во всех горизонтальных направлениях. Радиус окружностей уменьшается с удалением от источника возбуждения. Закрашены диаграммы на поверхности трехмерного разреза. Направление максимальных осей указывает на направление максимальной неоднородности. Площадь диаграмм уменьшается при уменьшении неоднородности. В стороне от неоднородности диаграммы для одномерной и трехмерной модели совпадают. In FIG. Figure 2 shows how, using pie charts of a differential-normalized characteristic, one can determine the inhomogeneity gradients of a three-dimensional geoelectric section. The two-layer conductive model contains a protrusion of a high-resistance base, complicated by a conductive channel. The model is excited by two perpendicular grounded dipoles located on the surface and generating sinusoidal current pulses with a frequency of 0.25 Hz. The diagrams obtained from the surface of a one-dimensional two-layer section are not filled over. These are circles: the properties of the section are the same in all horizontal directions. The radius of the circles decreases with distance from the source of excitation. Charts are painted on the surface of a three-dimensional section. The direction of the maximum axes indicates the direction of maximum heterogeneity. The area of the diagrams decreases with a decrease in heterogeneity. Aside from the heterogeneity, the diagrams for the one-dimensional and three-dimensional models coincide.
На фиг.3 показана схема датчиков возбуждения и приема сигналов на поверхности Земли. Возбуждение осуществляется последовательно перпендикулярными электрическими линиями I-I и II-II. Регистрация сигнала производится девятиэлектродной измерительной установкой. Например, для того чтобы воспользоваться системой (2) необходимо сигнал Δ Ux снять с электродов 4 и 6; сигнал Δ Uy с электродов 2 и 8; сигнал Δ2Ux с электродов 4-6; сигнал Δ2Uy с электродов 1, 7, 3 и 9.Figure 3 shows a diagram of the sensors for the excitation and reception of signals on the surface of the Earth. Excitation is carried out sequentially by perpendicular electric lines II and II-II. The signal is recorded by a nine-electrode measuring device. For example, in order to use system (2), it is necessary to remove the signal Δ U x from
Способ реализуется следующим образом. The method is implemented as follows.
Для практического определения коэффициентов, например, системы (2) необходимо при двух линейно независимых положениях источника (положения I, II), измерить первые и вторые пространственные разности потенциалов и определить коэффициенты t. For the practical determination of the coefficients, for example, of system (2), it is necessary for two linearly independent positions of the source (positions I, II) to measure the first and second spatial potential differences and determine the coefficients t.
Например,
t
Возбуждение разреза осуществляется перпендикулярными заземленными электрическими линиями АВ размером 1-2 км. Токовые импульсы генерируются используемыми при стационарных работах источниками периодических сигналов силой в несколько сотен ампер. Используются три частоты возбуждения ω1;ω2= 0,1ω1;ω3=0,1ω2 такие, что ω1 в данных геоэлектрических условиях обеспечивает изучение разреза на глубину в 2-3 км.For example,
t
The section is excited by perpendicular grounded electric lines AB 1-2 km in size. Current pulses are generated by sources of periodic signals with a power of several hundred amperes used in stationary work. Three excitation frequencies are used: ω 1 ; ω 2 = 0,1ω 1 ; ω 3 = 0,1ω 2 such that ω 1 under given geoelectric conditions provides a study of the section to a depth of 2-3 km
Выполняются площадные измерения. Последовательно от каждой из возбуждающих линий регистрируются сигналы ΔUx, ΔUy, Δ2Ux, Δ2Uy.Areal measurements are performed. Sequentially from each of the exciting lines are recorded signals ΔU x , ΔU y , Δ 2 U x , Δ 2 U y .
Стационарные пункты наблюдений располагаются с учетом геосейсмических особенностей района исследования. Измерения выполняются 4-6 раз в сутки. Stationary observation points are located taking into account the geoseismic features of the study area. Measurements are performed 4-6 times a day.
Объектом изучения данным способом являются аномальные изменения во времени элементов тензорной характеристики электропроводности, которые могут быть вызваны, в частности, изменением напряжений горных пород, предшествующим землетрясению; изменением экологической обстановки при закачке промышленных отходов; извлечением полезных ископаемых при эксплуатации месторождений и др. The object of study by this method is the anomalous changes in time of the elements of the tensor characteristics of electrical conductivity, which can be caused, in particular, by changes in rock stresses preceding an earthquake; environmental changes during the injection of industrial waste; mineral extraction during the exploitation of deposits, etc.
Интерпретационным параметром являются аномальные (на 10 и более) изменения во времени и пространстве коэффициентов t, полярных диаграмм этих коэффициентов и их частотных или пространственных трансформаций. The interpretation parameter is anomalous (by 10 or more) changes in time and space of the coefficients t, polar diagrams of these coefficients and their frequency or spatial transformations.
Технико-экономические преимущества предлагаемого способа по сравнению с известными заключаются в том, что повышение точности определения изменений геоэлектрических свойств разреза приведет к существенному уменьшению негативных последствий геодинамических процессов и экологического загрязнения. The technical and economic advantages of the proposed method compared to the known ones are that increasing the accuracy of determining changes in the geoelectric properties of the section will significantly reduce the negative consequences of geodynamic processes and environmental pollution.
Claims (1)
где Δ2v
t
строят полярные диаграммы этих элементов, а о геоэлектрических свойствах разреза судят по аномальным отклонениям во времени и пространстве элементов матрицы Z и полярных диаграмм.METHOD OF GEOELECTRIC EXPLORATION, including excitation of periodically different frequency pulses of current by a grounded electric line, measurement of the first difference in electric field potentials on the area at stationary points, by which the properties of the section are judged, characterized in that, in order to improve the accuracy of determining the change in the geoelectric properties of the section over time, additionally excite current pulses in linearly independent directions, in the indicated directions the first and second potential differences are additionally measured electric field, the measured differences determine the matrix elements of the tensor of geoelectric properties of the section, based on the system of equations:
where Δ 2 v
t
construct polar diagrams of these elements, and the geoelectric properties of the section are judged by anomalous deviations in time and space of the elements of the matrix Z and polar diagrams.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5002105 RU1835939C (en) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | Process of geological prospecting |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5002105 RU1835939C (en) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | Process of geological prospecting |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1835939C true RU1835939C (en) | 1995-06-27 |
Family
ID=30442109
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5002105 RU1835939C (en) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | Process of geological prospecting |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1835939C (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2469358C1 (en) * | 2011-08-11 | 2012-12-10 | Лев Григорьевич Голубчиков | System for monitoring local surface earthquake precursors |
-
1991
- 1991-07-25 RU SU5002105 patent/RU1835939C/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1287079, кл. G 01V 3/06, 1985. * |
Авторское свидетельство СССР N 851304, кл. G 01V 3/02, 1979. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2469358C1 (en) * | 2011-08-11 | 2012-12-10 | Лев Григорьевич Голубчиков | System for monitoring local surface earthquake precursors |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Aizebeokhai | 2D and 3D geoelectrical resistivity imaging: Theory and field design | |
Sørensen | Pulled array continuous electrical profiling | |
RU2284555C1 (en) | Method of naval geological survey based onto focusing of electric current (versions) | |
CN103995301A (en) | Method and device for evaluating total organic carbon content in shale gas reservoir | |
Mehanee et al. | A rapid technique for estimating the depth and width of a two-dimensional plate from self-potential data | |
JI et al. | A study on solution of transient electromagnetic response during transmitting current turn‐off in the ATTEM system | |
RU2236028C1 (en) | Method for marine geoelectrical exploration (alternatives) | |
Garré et al. | Geophysical methods for soil applications | |
RU1835939C (en) | Process of geological prospecting | |
RU2594112C2 (en) | System for exploration of oil and gas in complex-structure areas with developed salt-dome tectonics with mapping of roof of salt and subsalt deposits and computer-process system therefor | |
Murali et al. | Comparison of anomalous effects determined using telluric fields and time domain IP technique (test results) | |
Bataleva | Processing, analysis and interpretation of time-frequency series for magnetotelluric monitoring | |
RU2235347C1 (en) | Method for geoelectrosurveying (variants) | |
Troiano et al. | Application of principal component analysis to geo-electrical recordings | |
RU2229735C1 (en) | Process of electric logging of cased well | |
RU2568986C1 (en) | Method of geological monitoring | |
RU2231089C1 (en) | Process of geoelectric prospecting | |
LUO et al. | Feasibility of natural source induced polarization | |
RU2721475C1 (en) | Method for direct search for hydrocarbons using geoelectrics | |
RU2351958C1 (en) | Method of sea geo-electro-survey with electrical focusing (versions) | |
RU2657366C2 (en) | Method for search for offshore hydrocarbon deposits | |
RU2279106C1 (en) | Method for geo-electro-surveying with focusing of electric current (variants) | |
Maniak et al. | Apparatus for the Measurement of Electromagnetic Activity of Landslides | |
Rizzo et al. | Deep geophysical investigation in urban area: Ferrara city example | |
SU1233071A1 (en) | Method of geoelectroprospecting |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
REG | Reference to a code of a succession state |
Ref country code: RU Ref legal event code: MM4A Effective date: 20100726 |