ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПРОФИЛИРОВАНИЕ
С АППАРАТУРОЙ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ АНЧ-3

В.А.Шевнин

Рис.1. Различные установки ЭП.

Электрическое профилирование (ЭП) - одна из основныхмодификаций метода сопротивлений. ЭП предназначено для изучениягеологических разрезов вдоль разведочных линий, профилей, или поплощади при наличии в разрезе горизонтальных неоднородностейудельного электрического сопротивления: крутопадающих контактовпород, тектонических нарушений, наклонных пластов, рудных тел,интрузий и т.п.

При электропрофилировании размеры установки остаютсянеизменными, а вся установка перемещается по профилю от точкик точке. Так как глубинность исследования в основном определяетсяразмерами установки, то при ЭПглубинность остается примернопостоянной. На результаты ЭПоказывают влияние все неоднородности верхней части разреза отдневной поверхности до максимальной глубины, равной 1/3 -1/10 разноса АВ (или расстоянияR между диполями, при использовании дипольных установок).

Дл ЭП могут быть использованы различные установки: четырехэлектродная симметричная,трехэлектродная, дипольная осеваяи другие. Основные виды установок ЭП приведены на рис.1.Здесь показаны установки: Шлюмберже (1); Веннера (2); дипольнаяосева (3); установка комбинированного (AMN+MNB) профилирования; двухэлектродна или АМ (5);установка MAN (6); установка метода "двух составляющих" А.Н.Боголюбова (7); дипольна экваториальная (8); установка срединного градиента (9). Выбор той илииной установки определяется характером решаемых геологическихзадач и структурой поля установки(Рис.3).

Результаты ЭП вдоль отдельных профилей изображают в видеграфиков кажущегося сопротивления, рассчитываемого по формуле:

где К - геометрический коэффициент установки (в метрах), DU -разность потенциалов на приемных электродах MN, I - сила токав линии AB.

На графиках ЭП по оси абсцисс в линейном масштабеоткладывают положения точек наблюдений, а по оси ординат влинейном или логарифмическом масштабе - значения r_К.Вертикальный масштаб выбирается из соображений наглядности.Если он арифметический, то ось ординат обязательно начинается снулевого значения. Когда значения r_К изменяютс в широкихпределах, желателен логарифмический масштаб.

Рис.2. Лабораторная установка для ЭП.

В лабораторной работе ЭП выполняется в ванне с водой (1),содержащей пласты повышенного (2) и пониженного (3) сопротивления (рис.2). Измерени выполняются для трех установок: симметричной и двух осевых дипольных (прямой и встречной). 

Рис.3. Токовые линии для симметричной 

и дипольной осевой установок.

Используетс комплект аппаратуры АНЧ-3 или ЭРА, состоящий изгенератора и измерителя, работающих на частоте 4.88 Гц. Ток генератора стабилизирован по величине и равен 10 мA. С помощьюгенератора подается ток в линию АВ. Если линия АВ не можетобеспечить пропускание тока 10 мA, то на генераторе загораетсякрасна лампочка (и подается звуковой сигнал). В этом случаенеобходимо: 1. выключить генератор; 2. найти причину неисправности в линии АВ; 3. вновь включить генератор. После этогоизмеряетс значение DU и записывается в журнал. Установкаперемещаетс на следующий пикет.

Геометрические коэффициенты установок рассчитывают последующим формулам: а) длясимметричной установки AMNB:

где MN=2.55 см, AM=9.5 см,AN=12.25 см.

б) для дипольной осевой установки:

где AB=4.5 см, MN=2.55 см, R -расстояние между центрами диполей равно 13 см.

Коэффициенты следует рассчитать самим. Все размеры можнобрать в см, а результат перевести в метры.

Шаг наблюдений ЭП равен 3 см. Результаты наблюденийотносят к середине MN. Записи результатов измерений и вычислений производятся в журнале (см. ниже).

По результатам наблюдений строят графики ЭП, являющиесяосновой для интерпретации. В основе интерпретации лежит качественное соответствие поведения графиков r_К и распределениясопротивлений в разрезе. Минимумами r_К на графиках ЭПотмечаютс пласты пород низкого сопротивления, зоны дробления,обводненные участки, проводящие рудные залежи и т.п., а максимумами r_К  - пласты пород высокого сопротивления, дайки, кварцевыежилы, ледяные линзы, подземные пустоты и т.д.

Рис.4. Графики ДОП над пластом 

высокого и низкого сопротивления.

В случае двустороннего осевого профилирования (ДОП) вгоризонтально-однородной среде, значения r_К измеренные прямой установкой (впереди движется диполь MN, а сзади AB) ивстречной (впереди движется диполь AB) - совпадают друг с другом,а вблизи неоднородностей различаются. Локальные неоднородностивызывают расхождение графиков r_К и их пересечение вопределенных точках. На рис.4 показаны типичные аномалии ДОП над объектами повышенного и пониженного сопротивления.

Над проводящими пластами на кривых r_К наблюдаетсяминимум и так называемое"рудное пересечение" графиков, после которого график r_К для прямой установкиуходит вниз на меньшиезначени r_К,а графикдл встречной установки оказывается выше.

Над пластами повышенного сопротивления накривых r_К наблюдаетсямаксимум и так называемое "нерудное пересечение" графиков, после которого график r_К прямой установкиоказываетс выше, чем встречной.

В неблагоприятных условиях (при глубоком залегании объектов)на графиках r_К ДОП почти не видно максимумов или минимумов, нохарактер пересечения сохраняется, что позволяет и в таких случаяхуверенно определять положение и характер объекта.

Внимание! Следует внимательно следить за правильностьюподключени прямой и встречной установок и записью данных. Припутанице в записях полностью теряется смысл использованиядвусторонней установки ДОП. Если при переходе от прямой квстречной установке ДОП вы меняете местами питающие иприемные электроды (переставляете и те и другие), то почтинаверняка это ошибка, MN не надо было менять.

Графики r_К симметричного профилирования (СЭП) имеютболее простой вид: максимум r_К над пластом высокого сопротивленияи минимум r_К над проводящим объектом, положение аномалийсовпадает с положением пласта. У дипольной установки аномалии r_К несколько смещены относительно объектов, однако пересеченияоказываютс точно над центром объекта. В сложных условиях, приналожении нескольких аномалий установка СЭП дает более однозначные и простые результаты. Однако ее чувствительность кзалегающим на значительной глубине пластам ниже, чем у ДОП,котора в этом случае предпочтительна.

N  точек  набл.	Симм. уст-ка, К(м)=		Уст-ка ДОП, К(м)=
	AMNB		Прямая AB_MN		Встречная MN_AB
	DU	rК	DU	rК	DU	rК
1 ... 30

Образец журнала для записи результатов ЭП с АНЧ-3или ЭРА:

Задание

1. Собрать симметричную установку и подключить к аппаратуре АНЧ.

2. Выполнить наблюдения по профилю с шагом 3 см. Отметитьреальное положение тел высокого и низкого сопротивление. Рассчитать геометрический коэффициент К и значения r_К, построитьграфик СЭП, выделить аномалии r_К.

3. Собрать дипольную осевую установку, сначала прямую, потомвстречную. Рассчитать и построить графики r_К ДОП.

4. Нарисовать под графиками r_К модель геоэлектрического разреза.Сопоставить аномалии ЭП с положением и формой объектов, обсудить характер проявлени каждого объекта на графиках ЭП.Сопоставить аномалии r_К СЭП и ДОП, объяснить различия.

Контрольные вопросы.

1. Для каких разрезов и геологических ситуаций целесообразноприменять метод ЭП.

2. Назовите основные виды установок ЭП.

3. Чем определяется глубинность ЭП? Чему она равна в нашемслучае? Что нужно сделать для достижения глубинности ЭП в 10,150, 400 м?

4. Какой основной принцип положен в основу качественной интерпретации результатов ЭП?

5. Схема подключения аппаратуры к установкам ЭП?

6. Как выглядят графики ЭП для различных установок над основными объектами электропрофилирования?

7. Что такое прямая и встречная установки ДОП? Что такое"рудное" и "нерудное" пересечение графиков ДОП?

8. Можно ли назвать задачи, для которых удобнее использоватьустановку СЭП, и для каких ДОП?