RU2156987C2 - Способ индукционного вертикального зондирования - Google Patents
Способ индукционного вертикального зондирования Download PDFInfo
- Publication number
- RU2156987C2 RU2156987C2 RU98118741A RU98118741A RU2156987C2 RU 2156987 C2 RU2156987 C2 RU 2156987C2 RU 98118741 A RU98118741 A RU 98118741A RU 98118741 A RU98118741 A RU 98118741A RU 2156987 C2 RU2156987 C2 RU 2156987C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic field
- vertical
- frames
- center
- field
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к геоэлектроразведке и может быть использовано при вертикальном зондировании, когда необходимо определить параметры среды на глубинах свыше 50 м; наиболее эффективен предлагаемый способ, когда изучаемые горизонты разреза экранированы сверху хорошо проводящим слоем. Технический результат -уменьшение влияния горизонтальных неоднородностей и верхних слоев среды на результаты индукционного зондирования. Технический результат достигается использованием двухпетлевого возбуждения первичного магнитного поля и измерением мнимой составляющей вертикальной компоненты магнитного поля в центре петель. Двухпетлевое возбуждение позволяет производить вертикальную фокусировку первичного поля на заданной глубине, что уменьшает экранирующее влияние верхних проводящих пластов. Пространственная симметрия измерительной установки уменьшает влияние горизонтальных неоднородностей. Сущность изобретения: возбуждают переменное вертикальное магнитное поле противофазными токами в двух соосных рамках, в центре которых компенсируют реальную составляющую магнитного поля путем изменения соотношения токов в рамках. Измеряют в центре рамок мнимую составляющую магнитного поля. Повторяют процедуру на различных частотах и определяют параметры разреза по виду частотной зависимости кажущегося сопротивления. 2 ил.
Description
Изобретение относится к геоэлектроразведке и может быть использовано при вертикальном зондировании, когда необходимо определить параметры среды на глубине порядка 50 м и ниже, а также в тех ситуациях, когда представляющие интерес горизонты экранированы сверху хорошо проводящим слоем.
Известен способ индукционного зондирования [1] , в котором приемник отстоит от генератора на величину разноса R, причем для обеспечения глубины зондирования h требуемая величина R определяется из соотношения R ≥ 4h. При глубинах зондирования 100 м и больше величина разноса приближается к километру, в тех же случаях, когда над изучаемым горизонтом находится слой с пониженным сопротивлением, величину разноса приходиться еще больше увеличивать. При таких больших разносах на результаты измерений сильно влияют горизонтальные неоднородности, кроме того, не ясно, к какой точке на профиле следует отнести результаты измерений. Достоинством метода является постоянный режим работы генератора на частоте f, что при достаточно большой эквивалентной добротности приемника позволяет обеспечить нужную помехозащищенность измерительной установки.
Известен также метод (способ) переходных процессов (метод становления поля) [2] . В этом методе возбуждение поля и его регистрация осуществляются одной и той же петлей. Так как в этом случае разнос равен нулю, проблема определения точки относимости результатов измерений отсутствует, однако, поскольку в переходном процессе присутствует широкий спектр частот, защита результатов измерений от помех представляет достаточно сложную проблему.
Эффективность перечисленных выше способов падает, если между изучаемым объектом и источником поля находится хорошо проводящий слой. В подобной ситуации при индукционном каротаже применяют фокусировку поля [3], т.е. ослабляют поле вблизи скважины и увеличивают его в исследуемой зоне. Данный метод принят за прототип. Однако методы фокусировки, основанные на использовании индукционных катушек разной длины, становятся мало пригодными при проведении электромагнитного зондирования с поверхности земли.
Целью предлагаемого способа является уменьшение влияния горизонтальных неоднородностей и верхних слоев среды на результаты индукционного зондирования, проводимого на одной частоте.
На фиг. 1 представлено распределение магнитного поля установки по глубине, на фиг. 2 - кривые частотной зависимости ρк(f) для четырехслойного разреза, иллюстрирующие возможность практического применения установки.
Поставленная цель достигается вертикальной фокусировкой первичного поля с помощью двух соосных рамок разных размеров и установкой приемника в центре рамок.
Рассмотрим отдельно методику вертикальной фокусировки магнитного поля. Известно, что напряженность магнитного поля круглой петли, имеющей радиус R, меняется вдоль оси петли в соответствии с формулой Bz = μ0I/2R(1+h2/R2)3/2, где h - расстояние от центра петли до точки измерения. В том случае, когда имеются две соосные петли, токи в которых противоположно направлены и имеют такие значения, чтобы напряженность в центре рамки равнялась нулю, изменение вертикальной компоненты поля с глубиной описывается следующей формулой:
Нетрудно видеть, что максимальное значение поля будет при h ≈ R1, R1 - радиус внутренней петли, а максимальное значение в экстремуме будет при R2 ≈ 2R1. Таким образом, меняя размеры генераторных петель, можно установить максимум поля на нужной глубине.
Нетрудно видеть, что максимальное значение поля будет при h ≈ R1, R1 - радиус внутренней петли, а максимальное значение в экстремуме будет при R2 ≈ 2R1. Таким образом, меняя размеры генераторных петель, можно установить максимум поля на нужной глубине.
На фиг. 1 представлено распределение реальной составляющей вертикальной компоненты магнитного поля по глубине при r = 0 для двух случаев, когда R1 = 50 м, R2 = 100 м (кривая 1) и R1 = 100 м, R2 = 200 м (кривая 2). Видно, что максимум кривых реализуют на глубинах, близких по величине к R1.
Следует заметить, что описанный выше метод фокусировки поля работает только в пределах скин-слоя, т.е. при низкой частоте поля и больших сопротивлениях среды. При повышении частоты и понижении сопротивления фокусировка нарушается. По этой причине предлагаемый способ разумно использовать при зондировании на глубины свыше 50 м, где требуется понижение частоты.
Процедура зондирования осуществляется следующим образом. На поверхности земли раскладываются две соосные рамки, в центре которых устанавливается приемник. Меняя величину и направление токов каждой из рамок, добиваются минимальных значений реальной составляющей вертикальной компоненты магнитного поля, после чего измеряют мнимую составляющую той же компоненты поля. Для увеличения точности измерений желательно после компенсации получить величину реальной составляющей порядка или меньше величины мнимой составляющей поля. Производя измерения на различных частотах, по виду частотной характеристики кажущегося сопротивления ρк(f) можно определить параметры разреза.
В качестве доказательства возможности практического применения установки рассмотрим результаты математического моделирования в случае четырехслойного разреза, нередко встречающегося при определении нижней границы реликтовой мерзлоты: ρ1 = 1000 Ом•м, h1 = 4 м; ρ2 = 50 Ом•м, h2 = 34 м; ρ3 = 1000 Ом•м, h3 = 100 м, 150 м, 200 м; ρ4 = 100 Ом•м. Особенность рассматриваемого разреза состоит в наличии вблизи поверхности низкоомного слоя, который экранирует сигнал от проводящего основания. На фиг. 2 представлены кривые частотной зависимости ρк(f) при R1 = 100 м, R2 = 200 м, причем кривые 1, 2, 3 соответствуют глубине проводящего основания 100 м, 150 м, 200 м. Нетрудно видеть, что предлагаемый способ зондирования обеспечивает достаточную чувствительность для определения глубины до нижней кромки мерзлоты.
Источники информации
1. Б.К. Матвеев. Электроразведка. М.: Недра. 1990, с. 368.
1. Б.К. Матвеев. Электроразведка. М.: Недра. 1990, с. 368.
2. Электроразведка. Справочник геофизика, к. 1, М.: Недра, 1989, 438 с.
3. А. А. Кауфман. Теория эндукционного каротажа. Новосибирск: Наука, 1965, 235 с. (прототип).
Claims (1)
- Способ геоэлектроразведки, заключающийся в возбуждении исследуемой среды переменным вертикальным магнитным полем и измерении вертикальной компоненты магнитного поля, отличающийся тем, что первичное поле возбуждают противофазными токами в двух соосных рамках, в центре которых компенсируют реальную составляющую магнитного поля путем изменения соотношения токов в рамках, измеряют в центре рамок мнимую составляющую вертикальной компоненты магнитного поля на данной частоте, повторяют эту процедуру на различных частотах, определяют параметры вертикального разреза по виду частотной зависимости кажущегося сопротивления.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98118741A RU2156987C2 (ru) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | Способ индукционного вертикального зондирования |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98118741A RU2156987C2 (ru) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | Способ индукционного вертикального зондирования |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU98118741A RU98118741A (ru) | 2000-08-20 |
RU2156987C2 true RU2156987C2 (ru) | 2000-09-27 |
Family
ID=20211293
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98118741A RU2156987C2 (ru) | 1998-10-13 | 1998-10-13 | Способ индукционного вертикального зондирования |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2156987C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2480794C1 (ru) * | 2011-10-31 | 2013-04-27 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) | Способ геоэлектроразведки и устройство для его осуществления |
-
1998
- 1998-10-13 RU RU98118741A patent/RU2156987C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Кауфман А.А. Теория индукционного каротажа. - Новосибирск, Наука, 1965, с.189 - 232. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2480794C1 (ru) * | 2011-10-31 | 2013-04-27 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) | Способ геоэлектроразведки и устройство для его осуществления |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6703838B2 (en) | Method and apparatus for measuring characteristics of geological formations | |
US4617518A (en) | Method and apparatus for offshore electromagnetic sounding utilizing wavelength effects to determine optimum source and detector positions | |
US4641100A (en) | Multifrequency method for direct airborne electromagnetic prospecting of hydrocarbon deposits | |
US4686475A (en) | Passive geophysical prospection system based upon the detection of the vertical electric field component of telluric currents and method therefor | |
EP0434439A2 (en) | Method and apparatus for making induction measurements through casing | |
US7737699B2 (en) | Method of marine electromagnetic survey using focusing electric current | |
Hohmann et al. | Evaluation of the measurement of induced electrical polarization with an inductive system | |
Spies | Recent developments in the use of surface electrical methods for oil and gas exploration in the Soviet Union | |
US4393350A (en) | Method for rapidly detecting subterranean tunnels by detecting a non-null value of a resultant horizontal magnetic field component | |
KR890004722B1 (ko) | 유도 탐사방법 및 장치 | |
Benech et al. | Optimum depth of investigation and conductivity response rejection of the different electromagnetic devices measuring apparent magnetic susceptibility | |
RU2156987C2 (ru) | Способ индукционного вертикального зондирования | |
US10310071B1 (en) | Standoff geophysical anomaly detection system and method | |
Howland-Rose et al. | Some recent magnetic induced-polarization developments—Part I: Theory | |
Slankis et al. | 8-Hz telluric and magnetotelluric prospecting | |
RU2632998C1 (ru) | Способ выявления загрязнений в почвах и грунтовых водах | |
Hohmann et al. | A vector EM system and its field applications | |
Pellerin et al. | A parametric study of the vertical electric source | |
CN1011353B (zh) | 勘测地层结构用的微感应装置 | |
RU2169384C1 (ru) | Способ поиска нефтегазовых месторождений | |
RU2107932C1 (ru) | Способ геоэлектроразведки | |
RU2045084C1 (ru) | Способ геоэлектроразведки | |
Fechner et al. | Lithological interpretation of the spectral dielectric properties of limestone | |
Christensen | Electromagnetic methods | |
TYOH et al. | ELECTROMAGNETIC METHODS |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061014 |