RU2332690C1 - Method of geological prospecting - Google Patents

Method of geological prospecting Download PDF

Info

Publication number
RU2332690C1
RU2332690C1 RU2006140014/28A RU2006140014A RU2332690C1 RU 2332690 C1 RU2332690 C1 RU 2332690C1 RU 2006140014/28 A RU2006140014/28 A RU 2006140014/28A RU 2006140014 A RU2006140014 A RU 2006140014A RU 2332690 C1 RU2332690 C1 RU 2332690C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ground
voltage drop
grounding
additional
receiving
Prior art date
Application number
RU2006140014/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Руслан Васильевич Улитин (RU)
Руслан Васильевич Улитин
Ольга Ивановна Федорова (RU)
Ольга Ивановна Федорова
Original Assignee
Институт геофизики Уральского отделения Российской академии наук (РАН)
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 Институт геофизики Уральского отделения Российской академии наук (РАН) filed Critical Институт геофизики Уральского отделения Российской академии наук (РАН)
Priority to RU2006140014/28A priority Critical patent/RU2332690C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2332690C1 publication Critical patent/RU2332690C1/en

Links

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: geoelectrical prospecting.
SUBSTANCE: invention relates to geoelectrical prospecting by the electrical resistance method. The method uses two fixed supplying grounding circuits, the first of them being located in practical infinity, the other one along with two fixed reception grounding circuits being arranged nearby the observation profile, two additional movable grounding circuits located at equal distance from the second supplying grounding circuit. In measurements, in every position of the movable grounding circuits, the latter are connected in turns to a power source or an instrument. On connecting them to the power source, a voltage drop between the fixed reception grounding circuits is measured. On connecting them to instrument and measuring the voltage drop between them, the fixed supplying grounding circuits are connected to electric power source. The aforesaid operations are effected for all preset positions of the movable grounding circuits. Proceeding the measurement results, sections of apparent electrical resistance and voltage drop are plotted to estimate the availability of geoelectrical irregularities in the section.
EFFECT: higher efficiency of revealing geoelectrical irregularities and lower ambiguity in experimental data interpretation.
1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к электрической разведке по методу электросопротивления и позволяет повысить эффективность изучения верхней части разреза, выявления локальных геоэлектрических неоднородностей в коренных породах.The present invention relates to electrical exploration by the method of electrical resistance and can improve the efficiency of the study of the upper part of the section, the identification of local geoelectric heterogeneities in bedrocks.

Область преимущественного применения предлагаемого способа: инженерно-геологические изыскания; обнаружение тектонически раздробленных, водопроницаемых пород; выявление рудоносных объектов, перекрытых рыхлыми отложениями; исследование распространения в геологической среде техногенно загрязненных подземных вод; изучение состояния грунтовых гидротехнических сооружений и др.The area of primary application of the proposed method: engineering-geological surveys; detection of tectonically fragmented, permeable rocks; identification of ore-bearing objects covered by loose sediments; study of the distribution in the geological environment of technologically polluted groundwater; study of the state of soil hydraulic structures, etc.

Известен способ вертикального электрического зондирования (ВЭЗ), в котором используются четыре заземления, расположенных на одной линии (профиле наблюдений), два из которых - приемные - отстоят на одинаковом расстоянии от центра установки и подключены к клеммам измерительного прибора, а два других - питающие - отнесены на одинаковое расстояние от центра установки и подключены к клеммам источника электрического тока. После выполнения измерений при одном положении питающих заземлений они перемещаются на следующее заданное расстояние от центра установки и т.д. По результатам электрического зондирования определяют значения кажущегося электросопротивления пород для каждого положения питающих заземлений и по изменению электросопротивления в зависимости от расстояния между питающими заземлениями судят о наличии в разрезе геоэлектрических неоднородностей [1].A known method of vertical electrical sensing (VES), which uses four grounding located on the same line (observation profile), two of which - receiving - are at the same distance from the center of the installation and connected to the terminals of the measuring device, and the other two - power placed at the same distance from the installation center and connected to the terminals of the electric current source. After performing measurements at one position of the supply ground, they move to the next specified distance from the installation center, etc. Based on the results of electrical sensing, the values of the apparent electrical resistance of the rocks for each position of the supply ground are determined and the presence of geoelectric heterogeneities is judged by the change in the electrical resistance depending on the distance between the supply ground [1].

Известный способ имеет существенные недостатки: во-первых, он предназначен для изучения горизонтально-слоистых сред, поэтому при неоднородном строении верхней части разреза, наличии глубинных негоризонтальных поверхностей раздела результаты ВЭЗ не поддаются прямой количественной интерпретации; во-вторых, экспериментальные материалы значительно искажаются при неровностях рельефа [2].The known method has significant drawbacks: firstly, it is designed to study horizontally layered media, therefore, with the heterogeneous structure of the upper part of the section, the presence of deep non-horizontal interfaces, the results of VES cannot be directly quantified; secondly, experimental materials are significantly distorted with uneven terrain [2].

Известен способ дипольного электрического зондирования, использующий питающий диполь (заземления А и В) и приемный диполь (заземления М и N), центры которых при начале измерений размещены на заданном расстоянии (разносе). В процессе работ один из диполей остается неподвижным, а второй перемещают вдоль профиля наблюдений с заданным шагом, т.е. увеличивают разнос зондирующей установки. При каждом разносе определяют значение кажущегося электросопротивления ρк. По зависимости электросопротивления от разноса судят о геоэлектрическом строении изучаемого разреза [3].A known method of electric dipole sensing using a supply dipole (grounding A and B) and a receiving dipole (grounding M and N), the centers of which at the beginning of measurements are placed at a given distance (separation). In the process, one of the dipoles remains stationary, and the second is moved along the observation profile with a given step, i.e. increase the separation of the sounding installation. At each separation, the apparent electrical resistance ρ k is determined. Depending on the electrical resistance versus spacing, the geoelectric structure of the studied section is judged [3].

Известный способ имеет следующие основные недостатки: во-первых, результаты зондирований с дипольной установкой существенно искажаются при неоднородном строении среды в горизонтальных направлениях (особенно в близповерхностных образованиях); во-вторых, небольшие неточности в определении ориентировки перемещаемого диполя приводят к значительным погрешностям [3].The known method has the following main disadvantages: firstly, the results of sounding with a dipole setup are significantly distorted with an inhomogeneous structure of the medium in horizontal directions (especially in near-surface formations); secondly, small inaccuracies in determining the orientation of the moving dipole lead to significant errors [3].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ дифференциального электропрофилирования, в котором первое питающее заземление (В) относят в практическую бесконечность, а второе питающее заземление (А) и два приемных заземления (М и N) размещают на одной прямой (профиле наблюдений) так, что приемные заземления располагаются симметрично относительно центрального питающего заземления (А). Трехэлектродную дифференциальную установку перемещают по профилю наблюдений с заданным шагом. При каждой стоянке питающие заземления подключают к источнику электрического тока, а приемные к измерительному прибору и измеряют падение напряжения между приемными заземлениями (ΔUMN). При электропрофилировании над однородным полупространством ΔUMN=0, а при наличии в разрезе геоэлектрических неоднородностей ΔUMN принимает отличные от ноля значения [4].The closest in technical essence to the proposed one is the method of differential electrical profiling, in which the first supply ground (B) is taken to practical infinity, and the second supply ground (A) and two receiving ground (M and N) are placed on one straight line (observation profile) so that the receiving earths are located symmetrically with respect to the central supply ground (A). The three-electrode differential setup is moved along the observation profile with a given step. At each parking place, the supply ground is connected to a source of electric current, and the receiving ground to the measuring device and measure the voltage drop between the receiving ground (ΔU MN ). When electroprofiling over a homogeneous half-space, ΔU MN = 0, and in the presence of geoelectric inhomogeneities in the section, ΔU MN assumes non-zero values [4].

Способ-прототип имеет существенный недостаток: при электропрофилировании над геоэлектрической неоднородностью аномальные значения ΔUMN пропорциональны электросопротивлению пород, вмещающих неоднородности. Это приводит к тому, что без информации об электросопротивлении вмещающих пород фиксируемая аномалия является неопределенной.The prototype method has a significant drawback: during electrical profiling over geoelectric heterogeneity, the anomalous ΔU MN values are proportional to the electrical resistance of the rocks enclosing the heterogeneities. This leads to the fact that without information on the electrical resistance of the host rocks, the recorded anomaly is uncertain.

Целью предлагаемого способа является повышение эффективности выявления геоэлектрических неоднородностей в геологической среде и снижение неоднозначности интерпретации экспериментальных данных при неоднородном строении верхней части разреза.The aim of the proposed method is to increase the efficiency of detecting geoelectric heterogeneities in the geological environment and reduce the ambiguity of the interpretation of experimental data in the heterogeneous structure of the upper part of the section.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе геоэлектроразведки, в котором используют первое питающее заземление, отнесенное в практическую бесконечность, а также три заземления, расположенные вдоль профиля наблюдений при одинаковом расстоянии между крайними и центральным из них, из которых центральное используют в качестве второго питающего заземления, а два других являются приемными заземлениями и применяются для измерения падения электрического напряжения между ними, заключающемся в том, что в нем кроме четырех основных заземлений используют два дополнительных заземления, расположенных вдоль профиля наблюдений на одинаковом расстоянии от центрального питающего заземления, и при каждой их установке в процессе работ подключают дополнительные заземления либо к источнику электрического тока и измеряют падение электрического напряжения между основными неподвижными приемными заземлениями, либо к измерительному прибору, а к источнику электрического тока подключают основные неподвижные питающие заземления, измеряют падение электрического напряжения между дополнительными приемными заземлениями, выполняют указанные операции при всех заданных положениях дополнительных заземлений, находят зависимости падения электрического напряжения между дополнительными приемными заземлениями, кажущегося электросопротивления между основными приемными заземлениями при всех положениях дополнительных питающих заземлений и по их распределению судят о наличии и положении в разрезе геоэлектрических неоднородностей.This goal is achieved by the fact that in the proposed method of geoelectrical exploration, in which they use the first supply ground, referred to practical infinity, as well as three ground connections located along the observation profile at the same distance between the extreme and central ones, of which the central one is used as the second supply grounding, and the other two are receiving grounding and are used to measure the voltage drop between them, which consists in the fact that in addition to four new grounding, use two additional grounding, located along the observation profile at the same distance from the central supply ground, and during each installation during the work, connect additional grounding either to a source of electric current and measure the voltage drop between the main fixed receiving grounding, or to a measuring device , and the main fixed supply grounding is connected to the electric current source, the voltage drop is measured voltage between the additional receiving grounding, find the dependences of the voltage drop between the additional receiving grounding, the apparent electrical resistance between the main receiving grounding at all positions of the additional supplying grounding and judging by their distribution and location in the context of geoelectric heterogeneities.

Выполненными расчетами показано, что при дифференциальном профилировании над вертикальным пластом график падения электрического напряжения вдоль профиля наблюдений имеет характерные особенности: переход через ноль над центром пласта; знакопеременные экстремумы в зонах контакта пласта с вмещающей средой. Если пласт имеет повышенное электросопротивление по сравнению с вмещающей средой, то экстремумы фиксируются в приконтактных областях. Для пласта пониженного электросопротивления по сравнению с вмещающей средой экстремальные значения падения электрического напряжения наблюдаются во вмещающей среде, а положение их зависит от расстояния между вторым питающим заземлением и приемными заземлениями [5].The performed calculations showed that during differential profiling over a vertical formation, the graph of the voltage drop along the observation profile has characteristic features: a transition through zero above the center of the formation; alternating extremes in the zones of contact of the reservoir with the surrounding medium. If the reservoir has a higher electrical resistance compared to the surrounding medium, then the extrema are fixed in the contact areas. For a reservoir of reduced electrical resistance compared to the host medium, extreme values of the voltage drop are observed in the host medium, and their position depends on the distance between the second supply ground and receiving ground [5].

На чертеже показана схема предлагаемой установки. Сигнал ΔUMN измеряют при использовании в качестве питающих заземлений А и В. Сигнал ΔUM1N1 измеряют при использовании в качестве питающих заземлений А1 и В1.The drawing shows a diagram of the proposed installation. The signal ΔU MN is measured when A and B are used as the supply ground. The signal ΔU M1N1 is measured when A 1 and B 1 are used as the supply ground.

Предлагаемый способ осуществляется с выпускаемой серийной электроразведочной аппаратурой (например, ЭРА, ЭРА-ЗНАК) следующим образом. На профиле наблюдений размещают два основных приемных заземления (M1, N1) и второе питающее заземление (А), причем заземления M1 и N1 располагают симметрично относительно питающего заземления А. Первое питающее заземление (В) относят в практическую бесконечность (должно соблюдаться условие: АВ в 10-15 раз больше AM1=AN1). Дополнительно на профиле наблюдений симметрично относительно питающего заземления А располагают два заземления М, А1 и N, B1 (см. чертеж). При выполнении измерений указанные заземления поочередно подключают: питающие заземления A1 и В1 - к источнику стабилизированного электрического тока, а приемные заземления М1 и N1 - к измерительному прибору и измеряют падение электрического напряжения ΔUM1N1; первое (А) и второе (В) питающие заземления - к источнику стабилизированного электрического тока, а приемные заземления М и N - к измерительному прибору и измеряют падение электрического напряжения ΔUMN. После выполнения измерений при одном положении дополнительных заземлений (М, А1) и (N, B1) их перемещают на одинаковое заданное расстояние от питающего заземления А и процесс измерений повторяют. Указанные операции повторяют при всех заданных положениях дополнительных заземлений. По обследованному профилю наблюдений по значениям ΔUM1N1 вычисляют значения кажущегося электросопротивления (ρк) и строят разрезы ρк и ΔUMN. По разрезу падения электрического напряжения выделяют геоэлектрические неоднородности, а по разрезу кажущегося электросопротивления классифицируют неоднородности на связанные с объектами либо пониженного, либо повышенного электрического сопротивления.The proposed method is carried out with manufactured serial electric prospecting equipment (for example, ERA, ERA-SIGN) as follows. On the observation profile, two main receiving earths (M 1 , N 1 ) and a second supply ground (A) are placed, and the ground M 1 and N 1 are located symmetrically with respect to the supply ground A. The first supply ground (B) is put into practical infinity (must be observed condition: AB 10-15 times more than 1 AM = AN 1). Additionally, on the observation profile symmetrically with respect to the supply ground A, there are two groundings M, A 1 and N, B 1 (see drawing). When performing measurements, the indicated grounding is connected in turn: the supplying grounding A 1 and B 1 to the stabilized electric current source, and the receiving grounding M 1 and N 1 to the measuring device and measure the voltage drop ΔU M1N1 ; the first (A) and second (B) supply grounding - to the source of stabilized electric current, and the receiving grounding M and N - to the measuring device and measure the voltage drop ΔU MN . After performing measurements at one position of the additional ground (M, A 1 ) and (N, B 1 ) they are moved to the same specified distance from the supply ground A and the measurement process is repeated. These operations are repeated for all specified positions of the additional grounding. Using the surveyed survey profile, the values of ΔU M1N1 are used to calculate the apparent electrical resistanceк ) and the sections ρ to and ΔU MN are built . Geoelectric inhomogeneities are distinguished according to the section of electric voltage drop, and inhomogeneities are classified according to the section of apparent electrical resistance into objects of either reduced or increased electrical resistance.

Таким образом, преимущество предлагаемого способа состоит в повышении эффективности выявления неоднородностей в верхней части разреза в различных геоэлектрических условиях, так как конечный результат измерений учитывает не только пространственное положение неоднородностей, но и соотношение их электросопротивления и электросопротивления вмещающей среды.Thus, the advantage of the proposed method is to increase the efficiency of detecting inhomogeneities in the upper part of the section under various geoelectric conditions, since the final measurement result takes into account not only the spatial position of the inhomogeneities, but also the ratio of their electrical resistance and electrical resistance of the surrounding medium.

Источники информацииInformation sources

1. Якубовский Ю.В. Электроразведка. - М.: Недра, 1973, с.56-57.1. Yakubovsky Yu.V. Electrical intelligence. - M .: Nedra, 1973, p. 56-57.

2. Матвеев Б.К. Электроразведка. - М.: Недра, 1990, с.303.2. Matveev B.K. Electrical intelligence. - M .: Nedra, 1990, p.303.

3. Альпин Л.М. Теория дипольных зондирований. - М., Л.: Гостоптехиздат, 1950, с.6; с. 88-89.3. Alpin L.M. Theory of dipole sounding. - M., L .: Gostoptekhizdat, 1950, p. 6; from. 88-89.

4. Тархов А.Г. Об электроразведочных методах чистой аномалии. Известия АН СССР. Сер. геофизическая № 8, 1957, с.981-982.4. Tarkhov A.G. About electrical prospecting methods of pure anomaly. Proceedings of the USSR Academy of Sciences. Ser. Geophysical No. 8, 1957, pp. 981-982.

5. Улитин Р.В., Федорова О.И., Харус Р.Л. К методике геоэлектрического картирования при геоэлектрических исследованиях// Теория и практика геоэлектрических исследований. Сб. научн. трудов, вып. 2. Екатеринбург: Ураль.отд. РАН, 2000, с.48-49, рис.4, 5.5. Ulitin R.V., Fedorova O.I., Kharus R.L. To the technique of geoelectric mapping in geoelectric studies // Theory and practice of geoelectric studies. Sat scientific Proceedings. 2. Yekaterinburg: Ural. RAS, 2000, p. 48-49, Fig. 4, 5.

Claims (1)

Способ геоэлектроразведки, использующий первое питающее заземление, соединенное с одной из клемм источника электрического тока и отнесенное в практическую бесконечность, а также три заземления, расположенные на одной линии по профилю наблюдений при одинаковом расстоянии между крайними и центральным из них, из которых центральное заземление подключают к другой клемме источника электрического тока в качестве второго питающего заземления, а два оставшихся используют в качестве приемных заземлений для измерения падения электрического напряжения между ними, отличающийся тем, что в нем кроме четырех основных заземлений используют два дополнительных заземления, располагаемых по профилю наблюдений на одинаковом расстоянии от основного центрального питающего заземления и перемещаемых в процессе измерений вдоль профиля наблюдений на одинаковое заданное расстояние от центрального заземления и при каждой их установке подключают дополнительные заземления либо к клеммам источника электрического тока и измеряют падение электрического напряжения между основными неподвижными приемными заземлениями, либо к регистрирующему прибору, а к клеммам источника электрического тока подключают основные неподвижные питающие заземления, измеряют падение электрического напряжения между дополнительными приемными заземлениями, выполняют указанные операции при всех заданных положениях дополнительных заземлений, находят зависимости падения электрического напряжения между дополнительными приемными заземлениями и кажущегося электрического сопротивления между основными приемными заземлениями при всех положениях дополнительных заземлений и по их распределению судят о наличии и положении в разрезе геолектрических неоднородностей.The method of geoelectrical exploration, using the first supply ground, connected to one of the terminals of the electric current source and assigned to practical infinity, as well as three earths located on the same line along the observation profile at the same distance between the extreme and central ones, of which the central ground is connected to the other terminal of the electric current source as the second supply ground, and the two remaining ones are used as receiving earths to measure the electric drop voltages between them, characterized in that in addition to the four main earths, it uses two additional earths located along the observation profile at the same distance from the main central supply ground and moved during the measurements along the observation profile at the same specified distance from the central ground The installation connects additional grounding to either the terminals of the electric current source and measures the voltage drop between the main fixed main receiving earthing, or to a recording device, and to the terminals of the electric current source connect the main fixed supply ground, measure the voltage drop between the additional receiving ground, perform these operations at all specified positions of the additional ground, find the dependence of the voltage drop between the additional receiving ground and apparent electrical resistance between the main receiving ground at all positions additional grounding and their distribution judge the presence and position in the context of geo-electric heterogeneities.
RU2006140014/28A 2006-11-13 2006-11-13 Method of geological prospecting RU2332690C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006140014/28A RU2332690C1 (en) 2006-11-13 2006-11-13 Method of geological prospecting

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006140014/28A RU2332690C1 (en) 2006-11-13 2006-11-13 Method of geological prospecting

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2332690C1 true RU2332690C1 (en) 2008-08-27

Family

ID=46274629

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006140014/28A RU2332690C1 (en) 2006-11-13 2006-11-13 Method of geological prospecting

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2332690C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2581768C1 (en) * 2014-11-25 2016-04-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геофизики им. Ю.П. Булашевича Уральского отделения Российской академии наук Method for geoelectric prospecting
RU2632998C1 (en) * 2016-07-29 2017-10-11 Общество с ограниченной ответственностью "Геологический центр СПбГУ" Method of detecting contamination in soils and groundwaters

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ТАРХОВ А.Г. Об электроразведочных методах чистой аномалии, Известия АН СССР, Сер. Геофизическая, №8, 1957, с.981-982. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2581768C1 (en) * 2014-11-25 2016-04-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геофизики им. Ю.П. Булашевича Уральского отделения Российской академии наук Method for geoelectric prospecting
RU2632998C1 (en) * 2016-07-29 2017-10-11 Общество с ограниченной ответственностью "Геологический центр СПбГУ" Method of detecting contamination in soils and groundwaters

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Aizebeokhai 2D and 3D geoelectrical resistivity imaging: Theory and field design
Dahlin et al. Measuring techniques in induced polarisation imaging
CA2921817C (en) Mapping resistivity distribution within the earth
CN1869400A (en) Double-induction resistivity measuring instrument during drilling
Cardimona zywvutsrqponmlihgfed
Berge Electrical resistivity tomography investigations on a paleoseismological trenching study
RU2332690C1 (en) Method of geological prospecting
Gyulai et al. In-mine geoelectric investigations for detecting tectonic disturbances in coal seam structures
Kirsch et al. Geoelectrical methods
CN112083499B (en) Comprehensive geophysical well logging method and system for searching metal ores
Thabit et al. Detection of subsurface cavities by using pole-dipole array (Bristow's method)/hit area-western Iraq
Bagare et al. 2D Electrical study to delineate subsurface structures and potential mineral zones at Alajawa Artisanal Mining Site, Kano State, Nigeria
RU2340918C2 (en) Geo-electrical prospecting method
US11150375B2 (en) Phase-based electromagnetic surveys for geological formations
RU2466430C2 (en) Method of electrical exploration using cylindrical probe
RU2427007C2 (en) Method of combining three-electrode, vertical and unipolar electrical sounding
RU2581768C1 (en) Method for geoelectric prospecting
Zawawi et al. Detection of fractured aquifer using combination of resistivity and induced polarization analysis
Bery Enhancement in resistivity resolution based on data amalgamation technique
Apostolopoulos et al. Resistivity arrays in the detection of buried bodies
Ndanusa et al. Geoelectrical Investigation on Road Failure of part of London Road Minna, Nigeria
Muller et al. The role of electromagnetic induction in development planning: the case of the Grands Philambins enigma
Frenkel et al. A novel technology for fast detection and imaging of subsurface tunnels
RU2383904C2 (en) Geoelectric method for prediction of landslips on manmade soil structures
Suresh et al. Geophysical studies on the Shallow Groundwater Aquifer in drought prone Somavathi River basin, Ananthapuramu district (Andhra Pradesh), India: A case study

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091114