RU2071095C1 - Method for geoelectric prospecting - Google Patents

Method for geoelectric prospecting Download PDF

Info

Publication number
RU2071095C1
RU2071095C1 RU93008618A RU93008618A RU2071095C1 RU 2071095 C1 RU2071095 C1 RU 2071095C1 RU 93008618 A RU93008618 A RU 93008618A RU 93008618 A RU93008618 A RU 93008618A RU 2071095 C1 RU2071095 C1 RU 2071095C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
geoelectric
parameters
source
loop
electromagnetic field
Prior art date
Application number
RU93008618A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93008618A (en
Inventor
Юрий Самуилович Копелев
Original Assignee
Юрий Самуилович Копелев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юрий Самуилович Копелев filed Critical Юрий Самуилович Копелев
Priority to RU93008618A priority Critical patent/RU2071095C1/en
Publication of RU93008618A publication Critical patent/RU93008618A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2071095C1 publication Critical patent/RU2071095C1/en

Links

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: geoelectric prospecting for determination of parameters of geoelectric layers forming sedimentary section. SUBSTANCE: unsteady electromagnetic field is excited by ungrounded loop or by line AB of finite length grounded at ends of each observation point. Points are positioned at unspecified distances from center of source. At the same time, derivatives from radial and vertical components of magnetic induction is recorded. Ratios $$$ are found for each particular time of formation and parameters of layers of geoelectric section are determined by their assemblage. EFFECT: improved reliability.

Description

Изобретение относится к геофизическим методам разведки, в частности к области электромагнитных зондирований, предназначенных для определения параметров геоэлектрических слоев, слагающих осадочный разрез, и может быть использовано в структурной электроразведке, при поисках нефтяных и газовых месторождений, гидрогеологических исследованиях, поисках строительных материалов и т.п. The invention relates to geophysical methods of exploration, in particular to the field of electromagnetic sounding, designed to determine the parameters of geoelectric layers composing a sedimentary section, and can be used in structural electrical exploration, in the search for oil and gas fields, hydrogeological studies, searches for building materials, etc. .

В практике электроразведочных исследований слоистых сред хорошо известны зондирования по методу становления электромагнитного поля в различных модификациях [1,2] основанные на том, что компоненты неустановившегося электромагнитного поля связаны с параметрами изучаемого геоэлектрического разреза. Так, при обычно применяемых размерах источника и приемника и при расстояниях между ними, превышающих мощность слоистой толщи, процесс становления определяется суммарной продольной проводимостью разреза. Однако определение параметров отдельных геоэлектрических слоев не представляется возможным. In the practice of electrical exploration studies of layered media, sounding according to the method of establishing an electromagnetic field in various modifications [1,2] is well known based on the fact that the components of an unsteady electromagnetic field are associated with the parameters of the studied geoelectric section. So, with the commonly used sizes of the source and receiver and with distances between them exceeding the thickness of the layered thickness, the formation process is determined by the total longitudinal conductivity of the section. However, the determination of the parameters of individual geoelectric layers is not possible.

Известен способ [3] в котором неустановившееся электромагнитное поле в ближней к источнику зоне, при размерах контуров источника и приемника, меньших мощности слоистой толщи, регистрируется в диапазоне времен, включающем времена как меньшие, так и большие произведения магнитной проницаемости на суммарную продольную проводимость и мощность слоистой толщи. На временах, меньших величины указанного произведения, процесс становления определяется параметрами верхних слоев, а на временах, больших указанного произведения суммарной продольной проводимостью слоистой толщи. Использование предложенного способа позволяет расчленять многослойный разрез на отдельные слои по их проводимости. There is a method [3] in which an unsteady electromagnetic field in the zone closest to the source, with sizes of the source and receiver circuits smaller than the thickness of the layered thickness, is recorded in a time range that includes both smaller and larger products of magnetic permeability and total longitudinal conductivity and power layered strata. At times less than the value of the specified product, the formation process is determined by the parameters of the upper layers, and at times greater than the specified product by the total longitudinal conductivity of the layered thickness. Using the proposed method allows you to divide a multilayer incision into separate layers according to their conductivity.

Недостатками указанного способа являются, во-первых, невысокая разрешающая способность выделения пластов, проводимость которых невелика по сравнению с суммарной продольной проводимостью разреза, и, во-вторых, многоступенчатое определение величин проводимости при каждом значении времени становления и связанное с этим повышение влияния различных искажающих факторов, совокупное действие которых, в конечном итоге, приводит к неустойчивости результата. The disadvantages of this method are, firstly, the low resolution of the isolation of formations, the conductivity of which is small compared to the total longitudinal conductivity of the section, and, secondly, the multistage determination of the conductivity at each value of the formation time and the associated increase in the influence of various distorting factors , the combined effect of which, ultimately, leads to instability of the result.

Известен также [4] способ геоэлектроразведки, основанный на измерении неустановившегося электромагнитного поля вблизи источника, отличительной особенностью которого является измерение горизонтальной компоненты напряженности электрического поля, производной по времени от вертикальной компоненты напряженности магнитного поля, горизонтальной компоненты напряженности магнитного поля и определения параметров разреза по отношениям первой и второй величины к третьей. There is also known [4] a method of geoelectrical exploration, based on measuring an unsteady electromagnetic field near a source, the distinguishing feature of which is the measurement of the horizontal component of the electric field strength, the time derivative of the vertical component of the magnetic field strength, the horizontal component of the magnetic field strength and determining the cut parameters from the ratios of the first and the second magnitude to the third.

Необходимость измерения трех компонент электромагнитного поля и низкая точность измерения горизонтальных компонент, обусловленная влиянием помех естественного и искусственного происхождения, приводят к увеличению затрат времени на производство наблюдений и пониженной разрешающей способности. Описанный способ близок к предлагаемому изобретению, целью которого является повышение производительности и разрешающей способности исследований. The need to measure the three components of the electromagnetic field and the low accuracy of the measurement of horizontal components, due to the influence of interference of natural and artificial origin, lead to an increase in the time spent on observation and reduced resolution. The described method is close to the proposed invention, the purpose of which is to increase the productivity and resolution of research.

Цель достигается тем, что в предлагаемом способе геоэлектроразведки неустановившееся электромагнитное поле возбуждается с помощью незаземленной петли, а в каждой точке наблюдений, которые располагаются в ближней зоне источника, одновременно измеряют производную по времени от радиальной и вертикальной составляющих магнитной индукции и по их отношению определяют параметры геоэлектрического разреза. The goal is achieved by the fact that in the proposed method of geoelectrical exploration, an unsteady electromagnetic field is excited using an ungrounded loop, and at each observation point located in the near zone of the source, the time derivative of the radial and vertical components of the magnetic induction is measured and their parameters determine the geoelectric cut.

Теоретической основой способа является следующее:
При возбуждении неустановившегося электромагнитного поля с помощью незаземленной петли, расположенной на высоте h над проводящей пленкой Прайса-Шейнмана, эквивалентной в данный момент времени реальному геоэлектрическому разрезу по величине измеренного в этот момент поля, производные по времени от радиальной и вертикальной составляющих магнитной индукции, измеренные на этой же высоте при любых расстояниях от центра незаземленной петли, описываются выражениями

Figure 00000002

Figure 00000003

где М момент незаземленной петли;
r расстояние между точкой наблюдения и центром незаземленной петли;
Figure 00000004
параметр (глубина залегания "середины" проводящей пленки Прайса-Шейнмана);
hτ эффективная глубина (глубина залегания поверхности проводящей пленки Прайса-Шейнмана);
t текущее время становления;
μ = 4π•10-7 Гн/м магнитная проницаемость;
Sτ продольная проводимость проводящей пленки Прайса-Шейнмана, совпадающая с продольной проводимостью реального слоистого разреза.The theoretical basis of the method is as follows:
When an unsteady electromagnetic field is excited using an ungrounded loop located at a height h above the Price-Sheinman conductive film, which is currently equivalent to a real geoelectric section in terms of the magnitude of the fields measured at that moment, the time derivatives of the radial and vertical components of the magnetic induction, measured on the same height at any distance from the center of the ungrounded loop are described by the expressions
Figure 00000002

Figure 00000003

where M is the moment of an ungrounded loop;
r is the distance between the observation point and the center of the ungrounded loop;
Figure 00000004
parameter (the depth of the "middle" of the conductive Price-Scheinman film);
h τ effective depth (the depth of the surface of the conductive Price-Scheinman film);
t current formation time;
μ = 4π • 10 -7 GN / m magnetic permeability;
S τ is the longitudinal conductivity of the Price-Scheinman conductive film, which coincides with the longitudinal conductivity of a real layered section.

Для каждого конкретного времени становления ti можно найти отношение

Figure 00000005

которое при известном r позволяет итерационным способом определить величину
Figure 00000006

используя в качестве первого приближения значение
Figure 00000007

В условиях ближней зоны (r меньше m) итерационный процесс достаточно быстро сходится.For each specific time t i
Figure 00000005

which, with the known r, allows iteratively determining the quantity
Figure 00000006

using as a first approximation the value
Figure 00000007

Under near-field conditions (r less than m), the iterative process converges quite quickly.

Далее из выражения (1) найдем

Figure 00000008

В предлагаемом способе повышению производительности способствует то, что измеряемые компоненты помехоустойчивы, а их измерение с технической и методической стороны наиболее просто. Разрешающая способность исследований повышается в связи с тем, что точность определения параметров разреза Sτ,hτ не меньше точности измеряемых компонент.Next, from the expression (1) we find
Figure 00000008

In the proposed method, increasing the productivity contributes to the fact that the measured components are noise-resistant, and their measurement from the technical and methodological side is the simplest. The resolution of the studies is increased due to the fact that the accuracy of determining the parameters of the section S τ , h τ is not less than the accuracy of the measured components.

Практически предлагаемый способ реализуется следующим образом:
На изучаемой площади разворачивается генераторный диполь в виде незаземленной петли, которая подключается к выходу генераторной группы типа ЭРС-67, УГЭ-50. В момент включения или выключения тока в среде возникает неустановившееся электромагнитное поле.
Practically the proposed method is implemented as follows:
On the studied area, the generator dipole unfolds in the form of an ungrounded loop, which is connected to the output of the generator group of the type ERS-67, UGE-50. At the moment the current is turned on or off, an unsteady electromagnetic field arises in the medium.

В каждом пункте наблюдения, которые располагают в ближней зоне источника, развертываются приемная многовитковая петля (рамка) и индукционный датчик, с концов которых снимаются ЭДС, пропорциональные производным по времени от вертикальной и радиальной составляющих магнитной индукции, соответственно. Эти ЭДС одновременно подаются на входы измерительных каналов электроразведочной станции ЦЭС-2 (ЦЭС-3, ЦЭС-МГД и т.п.) и регистрируются в цифровом виде на магнитной ленте. At each observation point, which is located in the near zone of the source, a multi-turn receiving loop (frame) and an induction sensor are deployed, from the ends of which an EMF proportional to the time derivatives of the vertical and radial components of the magnetic induction is removed, respectively. These EMFs are simultaneously fed to the inputs of the measuring channels of the TsES-2 electrical prospecting station (TsES-3, TsES-MHD, etc.) and recorded digitally on magnetic tape.

Зарегистрированные ЭДС обрабатываются и для каждого конкретного времени становления ti определяют отношение

Figure 00000009
, по которому находят параметр m из выражений (4,5) и затем, используя соотношения (6,7), вычисляют Sτ,hτ..Registered EMFs are processed and for each specific time of formation t i determine the ratio
Figure 00000009
by which the parameter m is found from expressions (4.5) and then, using relations (6.7), S τ , h τ are calculated.

Конкретные размеры генераторного диполя, длительность посылок питающего тока, густота сети пунктов наблюдения, их минимальное и максимальное удаления от центра генераторного диполя, параметры приемных рамок, измерительных каналов (усиление, дискретизация, фильтрация), временной диапазон регистрации ЭДС определяются реальными геоэлектрическими условиями изучаемой площади и геологическими задачами работ. The specific dimensions of the generator dipole, the duration of the supply current, the density of the network of observation points, their minimum and maximum distances from the center of the generator dipole, the parameters of the receiving frames, measuring channels (amplification, sampling, filtering), the time range of the EMF recording are determined by the real geoelectric conditions of the studied area and geological tasks of work.

Так, например, в условиях Среднего Приобья при поисках месторождений углеводородом по опыту работ модификацией метода ЗС [3] можно использовать генераторную петлю площадью 1 м2, расстояния между пунктами наблюдений от 0,5 до 1 км при минимальном их удалении от центра генераторной петли, равном 1 км и максимальном 5 км, приемную петлю с эффективной площадью 250000 м2 (25 витков, 100 м на 100 м), и штатный индукционный датчик ЦЭС, длительность посылок питающего тока и временной диапазон регистрации ЭДС около 20 с с дискретизацией по каналу 0,005 с.So, for example, in the conditions of the Middle Ob region, when searching for hydrocarbon deposits from experience with the modification of the ZS method [3], you can use a generator loop with an area of 1 m 2 , the distance between observation points from 0.5 to 1 km with a minimum distance from the center of the generator loop, equal to 1 km and a maximum of 5 km, a receiving loop with an effective area of 250,000 m 2 (25 turns, 100 m per 100 m), and a standard induction CES sensor, the duration of the supply current and the time range of the EMF registration for about 20 s with channel sampling of 0.005 from.

Claims (1)

Способ геоэлектроразведки, основанный на возбуждении в среде неустановившегося электромагнитного поля с помощью источника в виде незаземленной петли и регистрации в точках наблюдения, расположенных в ближней зоне источника, вертикальной компоненты магнитного поля и по результатам измерений судят о параметрах разреза, отличающийся тем, что в каждой точке наблюдения одновременно измеряют производную по времени от вертикальной компоненты магнитной индукции Вz и дополнительно производную по времени от ее радиальной составляющий Вr для каждого конкретного времени становления ti и находят отношение измеренных компонент, по которому определяют параметр
Figure 00000010

и вычисляют продольную проводимость геоэлектрического разреза
Figure 00000011

и эффективную глубину
Figure 00000012
,
где М момент незаземленной петли;
r расстояние между точкой наблюдения и центром незаземленной петли;
μ=4π•10-7 Гн/м магнитная проницаемость.
The method of geoelectrical exploration, based on the excitation in the environment of an unsteady electromagnetic field using a source in the form of an ungrounded loop and registration at the observation points located in the near zone of the source, the vertical component of the magnetic field and the measurement results judge the cut parameters, characterized in that at each point observations simultaneously measure the time derivative of the vertical component of the magnetic induction B z and additionally the time derivative of its radial component B r for each specific time of formation t i and find the ratio of the measured components, which determine the parameter
Figure 00000010

and calculate the longitudinal conductivity of the geoelectric section
Figure 00000011

and effective depth
Figure 00000012
,
where M is the moment of an ungrounded loop;
r is the distance between the observation point and the center of the ungrounded loop;
μ = 4π • 10 -7 GN / m magnetic permeability.
RU93008618A 1993-02-15 1993-02-15 Method for geoelectric prospecting RU2071095C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93008618A RU2071095C1 (en) 1993-02-15 1993-02-15 Method for geoelectric prospecting

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93008618A RU2071095C1 (en) 1993-02-15 1993-02-15 Method for geoelectric prospecting

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93008618A RU93008618A (en) 1995-01-09
RU2071095C1 true RU2071095C1 (en) 1996-12-27

Family

ID=20137289

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93008618A RU2071095C1 (en) 1993-02-15 1993-02-15 Method for geoelectric prospecting

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2071095C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ваньян Л.Л. Основы электромагнитных зондированний. - М.: Недра, 1965. Жданов М.С. Электроразведка. - М.: Недра, 1986. Авторское свидетельство СССР N 234544, кл. G 01 V 3/10, 1969. Авторское свидетельство СССР N 263054, кл. G 01 V 3/165, 1970. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20040232917A1 (en) Detection of subsurface resistivity contrasts with application to location of fluids
Johnson Spectral induced polarization parameters as determined through time-domain measurements
US3105934A (en) Method and apparatus for the remote detection of ore bodies utilizing pulses of short duration to induce transient polarization in the ore bodies
Zhou et al. Migration velocity analysis and prestack migration of common-transmitter GPR data
JP2939334B2 (en) Sub-audio low-frequency magnetometer
US3391334A (en) Resistivity logging based upon electromagnetic field measurements carried out with three vertically spaced detectors
Strack The deep transient electromagnetic sounding technique: first field test in Australia
RU2071095C1 (en) Method for geoelectric prospecting
CN104391335A (en) Extracting method of transient electromagnetic pure abnormal signal
CN104793268A (en) Transient electromagnetic detection blind depth measurement method and device
RU2235347C1 (en) Method for geoelectrosurveying (variants)
US4114086A (en) Inductive source method of induced polarization prospecting
RU2094829C1 (en) Method of geophysical prospecting by electric means
RU2231089C1 (en) Process of geoelectric prospecting
Srivastava et al. Determination of the resistivity distribution at Meanook, Alberta, Canada, by the magnetotelluric method
SU1628034A1 (en) Electromagnetic method of investigations in bore holes
RU2059271C1 (en) Method for electrical exploration
RU2391684C2 (en) Method for geoelectric prospecting oil-gas fields with prediction of hydrocarbon saturation
SU1368842A1 (en) Method of electric prospecting
SU834646A1 (en) Method of measuring induced polarization at electric geosurvey
Cattach et al. The sub-audio magnetics (Sam) method
USRE25908E (en) Method and apparatus for the detecting op conducting bodies and massive and disseminated ore bodies utilizing electromagnetic waveforms exhibiting abrupt discontinuities
RU1464725C (en) Method for discriminating local inhomogeneities
RU2059270C1 (en) Method for determination of geoelectrical impedance
SU192304A1 (en) METHOD OF DIELECTRIC INDUCTIVE CARRING