- •Электроразведка при поисках месторождений нефти и газа (5 курс, структурщики, 28 ч – лекции, 14 ч – лаб.) Введение
- •Методы электрических зондирований
- •Интерпретация результатов электрических зондирований
- •Качественная интерпретация
- •Теоретические кривые электрических зондирований
- •Асимптоты теоретических кривых
- •Способы решения обратной задачи электрических зондирований
- •Определение суммарной продольной проводимости разреза s по асимптотике кривых ρк
- •Палеточный способ интерпретации
- •Решение обратной задачи методом подбора на эвм
- •Основные типы геомагнитных вариаций
- •Модель Тихонова - Каньяра
- •Плоские электромагнитные волны в горизонтально-слоистой среде
- •Низкочастотная асимптотика импеданса для разрезов с плохо проводящим основанием
- •Низкочастотная асимптотика импеданса для разрезов с хорошо проводящим основанием
- •Классификация частотных интервалов
- •Идея магнитотеллурического зондирования
- •Линейные соотношения между компонентами магнитотеллурического поля
- •Индукционные векторы
- •Электромагнитное поле в горизонтально-слоистой среде
- •Спектральные представления электромагнитного поля в горизонтально-слоистой среде
- •Горизонтальная поляризация электрического поля в горизонтально-однородной земле. Приведенный спектральный импеданс
- •Спектральные импедансы
- •Поле в двумерно-неоднородных средах; понятие е- и н-поляризации поля
- •Методика магнитотеллурических и магнитовариационных наблюдений
- •Магнитотеллурические методы
- •Магнитовариационные методы
- •Глубинное электромагнитное зондирование
- •Обработка результатов наблюдений
- •Определение эффективных параметров теллурических и магнитных матриц методом эллипсов
- •Корреляционный метод определения магнитотеллурических и индукционных матриц
- •Обработка по методу цифровой узкополосной фильтрации
- •Интерпретация данных мтз
- •Анализ искажений кривых мтз
- •Тема. Основы теории и практики метода зондирования становлением поля (зс)
- •1. Спектральный метод решения прямой задачи зс
- •2. Поле вертикального гармонического магнитного диполя над однородным полупространством.
- •3. Решение прямой задачи зс для однородного полупространства
- •4. Становление поля над однородным полупространством.
- •5. Основные способы вычисления кривых кажущегося сопротивления в зст.
- •6. Обработка и интерпретация кривых зондирования становлением поля в дальней зоне.
- •7. Принципы обработки и интерпретация кривых зондирования становлением поля в ближней зоне.
3. Решение прямой задачи зс для однородного полупространства
Пользуясь спектральным методом решения прямой задачи для поля гармонических источников, перейдем к прямым задачам становления поля. Рассмотрим основные моменты на примере азимутальной составляющей Еφ. После подстановки выражения (4) в (3) получают следующее уравнение:
. (10)
Каждое слагаемое, входящее в выражения вида (10), относится к интегралу вида:
(11)
где Ф(u) = интеграл вероятности,
u = , τ = 2π
Переменные u и τ называются параметрами становления. Подставив в выражение для τ значение μ0 = 4π10-7 выражение для τ можно переписать в виде:
τ = . (**)
Первый интеграл в выражении (10) - это значение интеграла Y при r = 0; второй интеграл - это Y; третье слагаемое получается из Y после дифференцирования последнего по r, а четвертое - после дифференцирования Y по r дважды. В окончательном виде выражения, характеризующие процесс становления поля магнитного диполя, можно записать в виде:
. (12)
4. Становление поля над однородным полупространством.
Воспользуемся уравнениями (12) для анализа характера становления поля над однородным полупространством при различных соотношениях между временем регистрации переходного процесса и расстоянием до точки наблюдения. Как указано выше, параметрами становления являются величины u и τ. Нетрудно заметить сходство выражений для длины волны при гармоническом возбуждении поля (λ = ) и параметром становления τ = . Очевидно, величина 2πt во втором выражении имеет такой же смысл, как период Т в первом. Отсюда можно заключить, что в качестве аналога частоты ω при гармоническом режиме можно рассматривать параметр u при режиме становления. Для анализа характера становления при различных временах и расстояниях необходимо воспользоваться асимптотическим поведением интеграла вероятности:
= 1; = 0.
Условию u → ∞ соответствует τ/r <<1, т.е. большие расстояния от источника до точки наблюдения или малые времена регистрации процесса становления. Эту область расстояний и времен называют дальней зоной источника.
= 0
Т.к. экспонента убывает быстрее, чем нарастает u, то в дальней зоне источника переходного процесса для измеряемых характеристик поля оказываются справедливыми следующие асимптотические выражения:
; . (13)
Отсюда, . (14)
Таким образом, по измеренным характеристикам поля и свойствам источника определяется свойство среды, что определяет первую предпосылку для выполнения зондирования по измерению процесса становления. Если среда неоднородна, то на основе уравнений (14) определяется не истинное сопротивления полупространства, а кажущееся сопротивление
При этом по мере увеличения τ (уменьшения u) растет глубина исследования, и на кривых ρτ = f( ) последовательно отражаются отдельные горизонты слоистого разреза.
Условию u → 0 соответствует τ /r >> 1, т.е. малые расстояния от источника до точки наблюдения или большие времена регистрации процесса становления. Эту область расстояний и времен называют ближней зоной источника. Для того чтобы проанализировать поведение переходного процесса в ближней зоне интеграл вероятности Ф(u) и экспоненту ехр(-u2/2) раскладывают в ряд по степеням u и после группирования ограничиваются, в силу малости этого параметра, некоторой степенью u (например второй). В результате получают приближенные выражения для анализируемых компонент поля. Так азимутальная составляющая электрического поля вертикального магнитного диполя может быть представлена в виде:
. (16)
Следовательно, удельное сопротивление полупространства может быть вычислено по приближенной формуле вида:
. (17)
В случае неоднородного распределения электрических свойств разреза по формулам типа (17) вычисляется кажущиеся сопротивление и строятся кривые зондирования в ближней зоне.