SU1157504A1

SU1157504A1 - Method of multifrequency electromagnetic sounding

Info

Publication number: SU1157504A1
Application number: SU792810467A
Authority: SU
Inventors: Владимир Константинович Гаврилов
Original assignee: Предприятие П/Я А-1811
Priority date: 1979-08-23
Filing date: 1979-08-23
Publication date: 1985-05-23

Abstract

1. СПОСОБ МНОГОЧАСТОТНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ЗОНДИРОВАНИЯ, при котором на поверхности Земли в пункте передачи сигнала возбуждают переменное электромагнитное поле, в пункте приема сигнала измер ют отношение вертикальной и горизонтальной компонент переменного магнитного пол при изменении частоты переменного электромагнитного пол , измен ют рассто ние между пунктами передачи и приема сигналов, повтор ют измерени , и по результатам измерений в интервале указанных частот и рассто ний определ ют параметры геологического разреза между пунктами передачи и приема сигнала, отличающийс тем, что, с целью увеличени точности определени параметров геологического разреза, при изменении рассто ни между пунктами передачи и приема сигнала, варьированием частоты переменного электромагнитного пол поддерживают посто нным отношение вертикальной и горизонтальной компонент переменного магнитного пол в пункте приема сигнала и по (Л изменению частоты в интервале -расс сто ний определ ют параметры геологического разреза. 2. Способ по п. I, отличают и и с тем, что указанное отел ношение поддерживают равным единице. Nj ел О 41. A MULTI-FREQUENCY ELECTROMAGNETIC SOUNDING method, in which an alternating electromagnetic field is excited at the signal transmission point of the Earth, the ratio between the vertical and horizontal components of an alternating magnetic field is measured at a signal receiving point, the distance between the transmission points and receive signals, repeat the measurements, and the parameters of the geological section are determined from the results of measurements in the interval of the indicated frequencies and distances between the points of transmission and reception of a signal, characterized in that, in order to increase the accuracy of determining the parameters of the geological section, when the distance between the points of transmission and reception of the signal changes, the frequency of the alternating electromagnetic field is kept constant by the ratio of the vertical and horizontal components of the alternating magnetic field signal reception and by (L frequency change in the interval of standing ranges determine the parameters of the geological section. 2. The method according to claim I, is also distinguished by the fact that the specified calving is maintained equal to one. Nj ate about 4

Description

Изобретение относитс к геоэлект разведке и может быть использовано при исследовании глубинного строени геологических разрезов. Известен способ многочастотного электромагнитного зондировани , например частотное зондирование, при котором изучаетс зависимость параметров электромагнитного пол дипол от его частоты при неизменном рассто нии между дипольным источником пол и точкой наблюдени U J. I Известен также способ электромагнитного зондировани , заключающийс в исследовании зависимости электромагнитного пол от рассто ни между источником пол и точкой наблюдени Зондировани такого типа прин то называть геометрическими или дистанционными 2, В указанных способах дл зондировани применены два горизонтальных электрических дипол , каждьй из которых выполне.н в виде заземленной по концам линии, подключенной к приемнику или генератору тока. Недостатком зондирований с применением горизонтального электрическог дипол вл етс низка производитель ность работ, обусловленна высокой трудоемкостью вьшолнени заземлений линии. Особенно сильно .этот недостаток про вл етс при работах на скалистых и галечных грунтах. Одним недостатком частотных и дистанционных зондирований вл етс невысока точность определени параметров слоев геологического разреза, обусловленна тем, что при произволь ных значени х разносов, частот и параметров разреза зависимость IpujI (кажущеес удельное сопротивление), от Л,/Ь,СЬ - мощность первого сло разреза при заданной частоте Я вл етс сложной и анализ ее весьма труден ). Наиболее близким к известному техническому решению вл етс способ многочастотного электромагнитного зондировани , при котором на по верхности Земли в пункте передачи сигнала возбуждают переменное электромагнитное поле, в пересчете проема сигнала измер ют отношение вертикальной и горизонтальной компонент ггеременного магнитного пол при изменении частоты переменного электромагнитного пол , измен ют рассто ние между пунктами передачи и приема сигналов, повтор ют измерени ми по результатам измерений в интервале указанньпс частот и рассто ний определ ют параметры геологического разреза между пунктами передачи и приема сигнала. В этом способе, в отличии от известных способов радиального и частотного зондирований, измерение отношени вертикальной и горизонтальной компонент магнитного пол выполн ют на постепенно увеличивающихс разносах (г) при частотах (f), подбираемых таким образом, чтобы произ ведение квадратного корн из частоты на разнос оставалось посто нным , что эквивалентно поддержанию посто нства параметра , и по изменению указанного отношени в интервале рассто ний определ ют параметры геологического разреза з, Недостатком известного способа многочастотного электромагнитного зондировани вл етс невысока точность измерени отношени вертикальной и горизонтальной компонент магнитного пол , т.е. точность определени параметров геологического разреза.Наличие этого недостатка обусловлено погрешностью направленности датчиков магнитного пол и изменением указанного отношени при зондировании . Действительно, при малом отклонении () от взаимной перпендикул рности направлений измерени вертикальной и горизонтальной компонент магнитного пол (Нц, Н,.) дл их наблюдаемого отношени (в) получают выражение ь . H.+QHgАнализ этого выражени Q О показывает , что наблюдаемое отношение компонент всегда отличаетс от истинного , если и совпадает с ним, если .. Целью изобретени вл етс увеличение точности определени параметров геологического разреза. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу многочастотного электромагнитного зондировани , при котором на поверхности Земли в пункте передачи сигнала возбуждают переменное электромагнитное поле, в пункте приема сигнала измер ют отношение вертикальной и горизонтальной компонент переменного магнитного пол при изменении частоты переменного электромагнитного пол , измен ют рассто ние между пунктами передачи и приема сигналов, повтор ют измерени ,и по результатам измерений в интервале указанных частот и рассто ний определ ют параметры геологического разреза между пунктами передачи и приема сигнала, при изменении рассто ни между пунктами передачи и приема сигнала, варьированием частоты переменного электромагнитного пол поддерживают посто нным отношение вертикальной и горизонтальной компонент переменного магнитного пол в пункте приема сигнала и по изменению частоты в интервале рассто ний определ ют параметры геологического разреза.The invention relates to geoelectrical exploration and can be used in the study of the deep structure of geological sections. A known multi-frequency electromagnetic sounding method, for example, frequency sounding, which studies the dependence of the parameters of an electromagnetic field dipole on its frequency with a constant distance between the dipole source of the field and the observation point U J. I Also known method of electromagnetic sounding, which consists in the study of the dependence of the electromagnetic field on the distance neither between the source of the field and the point of observation. Soundings of this type are usually called geometric or remote 2, by decree Two horizontal electric dipoles are used for sounding methods, each of which is made. In the form of a line grounded at the ends, connected to a receiver or current generator. The disadvantage of soundings with the use of a horizontal electric dipole is the low productivity of work, due to the high labor intensity of grounding the line. This disadvantage is especially pronounced when working on rocky and pebbly soils. One drawback of frequency and remote sensing is the low accuracy of determining the parameters of the geological section layers, due to the fact that for arbitrary values of spacing, frequencies and parameters of the section, the dependence IpujI (apparent resistivity) on L, I, B is the power of the first layer the cut at a given frequency I is complex and its analysis is very difficult). The closest to the known technical solution is a method of multi-frequency electromagnetic sounding, in which an alternating electromagnetic field is excited at the signal transmission point at the signal transmission point, in terms of signal output, the ratio of the vertical and horizontal components of the current magnetic field is changed the distance between the points of transmission and reception of signals is repeated, and the measurements are repeated according to the results of measurements in the interval indicated by The distances and distances determine the parameters of the geological section between the transmission and reception points of the signal. In this method, in contrast to the known methods of radial and frequency sounding, the measurement of the ratio of the vertical and horizontal components of the magnetic field is performed on gradually increasing separations (d) at frequencies (f) chosen so that the square root of remained constant, which is equivalent to maintaining the parameter constant, and by changing this ratio in the interval of distances, the parameters of the geological section are determined. The disadvantage of the known method nogochastotnogo electromagnetic probe is a low accuracy of measuring the ratio of the vertical and horizontal components of the magnetic field, i.e., the accuracy of determining the parameters of the geological section. The presence of this drawback is due to the error in the directivity of the magnetic field sensors and the change in this ratio during sounding. Indeed, with a small deviation () from the mutual perpendicularity of the directions of measurement of the vertical and horizontal components of the magnetic field (Hc, H, ...), for their observed ratio (c), the expression b is obtained. H. + QHg The analysis of this expression Q O shows that the observed component relationship always differs from the true one if it matches it if. The purpose of the invention is to increase the accuracy of determining the parameters of the geological section. This goal is achieved by the fact that, according to the method of multi-frequency electromagnetic sounding, in which an alternating electromagnetic field is excited at the signal transmission point at the signal transmission point, the ratio between the vertical and horizontal components of the alternating magnetic field is measured by changing the frequency of the alternating electromagnetic field between the points of transmission and reception of signals, the measurements are repeated, and according to the results of measurements in the interval of the indicated frequencies and distances The parameters of the geological section between the signal transmission and reception points are determined, when the distance between the signal transmission and reception points changes, the frequency of the alternating electromagnetic field is kept constant by the ratio of the vertical and horizontal components of the alternating magnetic field at the signal receiving point and by changing the frequency in the distance interval The parameters determine the geological section.

Кроме того, указанное отношение поддерживают равным единице.In addition, this ratio is maintained equal to one.

Выполнение операции поддержани посто нства названного отношени в способе учитывает эффективное удельное сопротивление р пород геологического разреза и эквивалентно поддержанию посто нства параметраThe operation of maintaining the constancy of the above ratio in the method takes into account the effective resistivity p of the rocks of the geological section and is equivalent to maintaining the constancy of the parameter

1one

г 1--g 1--

В основе способа зондировани лежит зависимость отношени амплитуд вертикальной и горизонтальной состал ющих магнитного пол от волнового параметра щей установкиThe method of sounding is based on the dependence of the amplitude ratio of the vertical and horizontal components of the magnetic field on the wave parameter of the slanting setting.

НбNb

р R

(Р); Р If (R); P If

нn

II

где Hg - вертикальна составл юща where Hg is the vertical component

магнитного пол ; HP - горизонтальна составл ющаmagnetic field; HP - horizontal component

магнитного пол ; j - кажущеес удельное сопротивление; Е - рассто ние между приемнойmagnetic field; j is the apparent resistivity; E is the distance between the receiver.

и задающей рамками; f - частота зондирующего сигнала .and setting frames; f is the frequency of the probing signal.

При заданной, посто нной дл .всех частот величине отношени вертикальной и горизонтальной составл гацих магнитного пол волновой параметр (Р) через функциональную завиОткуда дл двух частот имеютFor a given value of the ratio of the vertical and horizontal components of the magnetic field constant for all frequencies, the wave parameter (P), through a functional relationship, for two frequencies have

где Т - период зондирующего сигналаwhere T is the period of the probing signal

Вз в параметры одного из слоев з отсчетные, например, как обычно, первого, и построив график зависимости (Г) от Ут по углу наклона графика, определ ют отношение удельных сопротивлений слоев, а по интервалу длин, в котором это отношение посто нно - отношение мощнос тей слоев исследуемого геологического разреза.Taking the parameters of one of the reference layers, for example, as usual, first, and plotting the dependence of (T) on Ut by the slope of the graph, determine the ratio of specific resistances of the layers, and the interval of length in which this ratio is constant thickness of the studied geological section.

Одновременно аналогично известным способам зондировани , результаты зондировани предлагаемым способом могут быть представлены в виде графика ка кущегос удельного сопротивлени , В этом случае кажущеес удельное сопротивление определ ют п формулеAt the same time, similarly to the known methods of probing, the results of probing by the proposed method can be presented as a graph of the apparent resistivity. In this case, the apparent resistivity is determined by the formula

fK llf;fK llf;

где О. - величина волнового параметра (Р), соответствующего заданной величине отношени Нр/Н,.,where O. is the magnitude of the wave parameter (P) corresponding to a given value of the ratio Hp / H,.,

В данном способе зондировани график р может быть построен илив зависимости от рассто ни между рамками (I), или в зависимости от корн квадратного из периода зондирующего сигнала (ff), причем обе зависимости эквиваленты друг другу. Действительно, дл однородного разреза f Р следовательноIn this method of sounding, the graph p can be constructed or depending on the distance between the frames (I), or depending on the square root of the period of the probing signal (ff), and both dependencies are equivalent to each other. Indeed, for a uniform cut f P therefore

Ji. i, Ji. i,

ЬB

f т 1 tj 2. f t 1 tj 2.

что и дает эквивалентность зависимости р определенного данным способом от и Vf. Таким образом, частотное и дистанционное зовднрование могут рассматриватьс как частные случаи предлагаемого способа зондировани . Например, график р в предлагаемом способе зондировани , при заданной величине отношени , аналогичен графику р при частотном зондировании, а при Hg/Hf, графику, р при дистаициокном зондировании. симость Hj/Hr он также задан и по- 55 всех частот сто нен дл const. при величине отношени Hg/Hj- l, график р способе зоьщировани аналогов в известных способах зондировани не имеет.which gives the equivalence of the dependence of p defined in this way from and Vf. Thus, frequency and remote sensing can be considered as special cases of the proposed method of sounding. For example, the graph p in the proposed method of sounding, for a given value of the ratio, is similar to the chart p for frequency sounding, and for Hg / Hf, the chart, p for distairation sounding. Like Hj / Hr, it is also set, and 55 all frequencies are set for const. with the value of the ratio Hg / Hj-l, the graph of the p method of retrieving analogs in the known methods of sounding does not have.

5 115750465 11575046

Способ зондировани выгодно от- задающей и приемной рамок берутс The method of sounding is advantageous, and the receiving frame is taken

личаетс ст известных более высокойне произвольными, а согласованнымиcharacterized by a higher known than arbitrary, and consistent

точностью определени параметровс геологией разреза, условием послоев исследуемого геологическогосто нства отношени составл ющихthe accuracy of determining the parameters with the geology of the section, the condition of the layers of the studied geological component ratio

разреза. Это увеличение точности до-5 магнитного пол дл всех частотcut. This increase in accuracy up to -5 the magnetic field for all frequencies.

стигаетс за счет того, что разносызондирующего сигнала.stigma due to the fact that the signal is zonzondirovaniya.

Claims

1. METHOD OF MULTI-FREQUENCY ELECTROMAGNETIC SENSING, in which an alternating electromagnetic field is excited on the surface of the Earth at the signal transmitting point, the ratio of the vertical and horizontal components of the alternating magnetic field is measured at the signal receiving point when the frequency of the alternating electromagnetic field is changed, the distance between the signal transmitting and receiving points is changed, repeat the measurements, and from the results of measurements in the range of the indicated frequencies and distances determine the parameters of the geological section between signal transmitting and receiving points, characterized in that, in order to increase the accuracy of determining the parameters of the geological section, when changing the distance between the signal transmitting and receiving points, by varying the frequency of the alternating electromagnetic field, the ratio of the vertical and horizontal components of the variable magnetic field at the signal receiving point is kept constant and by changing the frequency in the range of distances determine the parameters of the geological section.

2. The method of pop. 1, they are distinguished by the fact that the indicated ratio is maintained equal to unity.

SU ..,. 1157504