Электрическое профилирование (ЭП).

Электрическое профилирование представляет собой одну из основных модификаций метода сопротивлений. В процессе электрического профилирования кажущееся сопротивление измеряют установками, размеры которых остаются постоянными, а сами установки перемещают вдоль профиля или системы профилей, покрывающих исследуемую площадь с густотой, определяемой характером решаемой геологической задачи. При этом на всей площади наблюдений коэффициент установки постоянен.

Рис. 4.8. Наиболее распространенные установки в методе сопротивлений

В связи с тем, что глубинность исследований при работе методом сопротивлений существенно зависит от размеров установки, мы вправе ожидать, что при электрическом профилировании исследуется геоэлектрический разрез вдоль профиля или в пределах некоторой площади на некоторой приблизительно постоянной глубине. Помимо размеров установки эта глубина сложно зависит от характера геоэлектрического разреза.

Установка должна обеспечивать наилучшее соотношение между аномалиями от объектов в геологическом разрезе, являющихся предметом исследования, и аномалиями-помехами, связанными с теми особенностями разреза, которые при данном исследовании не представляют интереса.

Для ЭП используются различные установки в зависимости от характера геоэлектрического разреза и решаемых задач (рис. 4.8). Установка для различных модификаций профилирования состоит из питающей АВи измерительной MN линий, источника питания или генератора Г и измерительного прибора mV.

Наиболее распространена четырехэлектродная симметричная установка (установка Шлюмберже), в которой питающие и приемные электроды расположены симметрично относительно центра установки О. Эта модификация применяется при изучении простых геоэлектрических разрезов, в которых изучаемые геологические объекты находятся в сравнительно однородных вмещающих породах и перекрыты выдержанными по мощности и сопротивлению покровными отложениями.

Рис.4.9. Профилирование симметричной установкой AMNB над крутопадающим плохо проводящим пластом ( по Ю.В. Якубовскому,1973).

Рис.4.10. График ρ_к для профилирования с одним разносом над антиклиналью.

Пусть симметричная установка AMNB перемещается вдоль профиля, пересекающего крутопадающий плохо проводящий пласт, не выходящий на поверхность земли и залегающий в породах сопротивлением ρ_к. В точках, расположенных достаточно далеко от пласта, влияние его на величину ρ_к мало и поэтому ρ_к » ρ_к. По мере приближения к пласту влияние его на величину ρ_к увеличивается и становится максимальным непосредственно над пластом. Характер этого влияния можно оценить по поведению вектора плотности тока в области измерительных электродов. Плохо проводящий пласт в том случае, когда установка для профилирования находится непосредственно над ним, отжимает ток к поверхности земли (рис. 4.9). Увеличение плотности тока ведет к увеличению напряженности поля и, следовательно, к увеличению кажущегося сопротивления. По мере удаления установки от пласта ρ_к снова стремится к ri.

Аналогичным образом график ρ_к будет выглядеть и над антиклинальной складкой при высоком сопротивлении подстилающей толщи (рис.4.10).

Рис.4.11. Графики ρ_к для профилирования с одним разносом над антиклиналью и синклиналью при разных соотношения сопротивлений

Рис. 4.12.Графики двухразносного профилирования антиклиналью и синклиналью

при разных соотношениях сопротивлений выше- и нижележащей толщ:

а - нижележащая толща высокоомна, б – вышележащая толща высокоомна.

В практике электроразведочных работ зачастую бывают ситуации, когда сопротивления толщ меняются по латерали. В этом случае интерпретация бывает затруднена. На рис. 4.11 приведен пример, когда при разном характере геоэлектрического разреза вид графиков ρ_к над ними совершенно одинаков.

В этом случае для более однозначного истолкования результатов профилирования применяют двухразносное профилирование, то есть на каждой точке определяется ρ_к при двух разносах питающих электродов АВ. При этом на графике с большим разносом, соответствующим большей глубине проникновения тока, будет больше сказываться влияние нижележащей толщи и по величине градиентов и относительному положению графиков ρ_к можно сделать однозначные суждения о характере геоэлектрического разреза (рис. 4.12).

Рис. 4.13. Вид графиков двухразносного профилирования над:

а – фациально меняющейся толщей, б – над асимметричной структурой,

в – над погребенной долиной ( по Ю. В. Якубовскому , Л. Л. Ляхову).

Типичный вид графиков ρ_к двухразносного профилирования над различными геоэлектрическими разрезами показан на рис. 4.13.

Сравнительно реже в электроразведке применяются дипольные установки (ДЭП), что связано с особенностями поля диполя, отмеченными выше. К достоинствам дипольной установки следует отнести меньшую длину проводов по сравнению с точечными установками и, как следствие, большую мобильность и производительность. На рис. 4.8 показано, что точкой относимости (т.е. точкой, к которой относят результат), является средняя точка между диполями, однако так считают обычно при проведении работ методами зондирования (см. ниже). Строго говоря, точкой относимости следует считать центр приемного диполя MN, но, учитывая принцип взаимности в электроразведке, точкой относимости можно считать и центр питающего диполя АВ, поэтому при дипольном профилировании обычно строят два графика ρ_к – один относят к центру MN, другой – к центру АВ. На рис 4.14 показаны такие графики дипольного профилирования, полученные при модельных измерениях в воде. По сравнению с профилированием в поле точечных источников графики ДЭП отличаются большей дифференцированностью, т. е. большей амплитудой аномалий ρ_к над локальными, особенно низкоомными, объектами. Однако эта установка более чувствительна и к помехам.

Рис. 4.14. Результаты модельных измерений в воде установкой ДЭП