Зондирование становлением поля в ближней зоне

ЗСБ — наиболее широко признанная и развитая технология индуктивной импульсной электроразведки (как в России, так и за рубежом), в которой наши специалисты имеют разносторонний и глубокий опыт. Возникнув более 30-и лет назад как метод структурной электроразведки, технология ЗСБ привлекла специалистов главным образом благодаря двум особенностям:

• во-первых, размеры установки зондирования могут быть в несколько раз меньше глубины исследования георазреза;
• во — вторых, результаты измерений обладают повышенной чувствительностью к изменению параметров георазреза.

С первых лет появления метода ЗСБ наши специалисты активно занимались всеми основными вопросами технологии: разработка аппаратуры, методика возбуждения и измерения поля, борьба с помехами и различными искажениями, обработка и интерпретация данных и т.д.

Как нам представляется, во всех основных вопросах состояние нашего аппаратурно-методического комплекса ЗСБ находится на мировом уровне.

Общие черты полевой технологии

В процессе зондирования используется установка, состоящая из незаземленных генераторной и приемной петель, расположенных на поверхности земли, размеры которых определяются требуемой глубиной исследования. Петли, в виде квадратов, располагаются, как правило, симметрично одна в другой. (Установка «петля в петле»). Процесс возбуждения поля в исследуемой среде вызывается включением — выключением тока в генераторной петле. Это поле вызывает в приемной петле ЭДС, которую называют  «переходной характеристикой среды» или «сигналом становления поля». В результатах измерений этой ЭДС содержатся  сведения об исследуемой среде, характеристики которой затем определяются в процессе  интерпретации.

Какие задачи мы решаем?

Если попытаться одной фразой охарактеризовать предназначение метода, можно сказать — «структурно-картировочные задачи различного назначения и масшабов». Эффективность применения метода определяется дифференциацией  слоев, слагающих исследуемую толщу, по удельному электрическому сопротивлению. Сама дифференциация в большинстве случаев связана с литологией и водообильностью горных пород.

Варианты технологии ЗСБ с размерами генераторых петель 0.4 — 1км обеспечивают глубинность исследований до 1 — 3 км, что позволяет решать задачи, связанные региональным изучением территорий или с поиском нефти и газа, например:

• изучение геологического строения осадочных бассейнов;
• прогноз коллекторов, зон разломов;
• структурно-картировочные, фациально-картировочные задачи;
• исследование фундамента, выявление зон разуплотнения.

Более производительные варианты технологии, с размерами генераторных петель 20 — 200 м, обеспечивают глубинность до 50 — 500 м. Решение геокартировочных задач этого интервала глубин  позволяет использовать метод в следующих областях:

• расчленение разреза и структурное картирование для задач гидрогеологии;
• инженерная геология;
• картирование разломов;
• поиск рудных объектов и кимберлитовых трубок;
• экология, картирование зон засолонения, обводнения и т.д.

Что отличает нашу позицию в вопросах методики ?

«Необходимое слагаемое успеха — однозначность, достоверность, качество полевого материала» — один из важнейших наших принципов в работе.
В обеспечении этих принципов заметную роль играют ряд приемов, используемых нами в работе.
Предполевая подготовка аппаратуры и новых элементов разработок включает в себя всесторонние лабораторные испытания на   установке  (системе) тестирования аппаратуры имульсной электроразведки, созданной на основе принципов физического моделирования на металлических моделях. Благодаря этой системе  в лаборатории удается смоделировать многие особенности полевых условий измерений. Кроме того, система  испытаний  обеспечивает  функцию собственного метрологического теста аппаратуры, программных средств обработки и интерпретации данных.

В полевой технологии измерений скрыто множество «тонких мест» и «подводных камней». Поэтому в условиях полевых работ мы используем ряд приемов самопроверки результатов измерений, обеспечивающих выявление различного рода паразитных сигналов. Сюда можно отнести сопоставление результатов, полученных при расположении приемного датчика внутри и вне генераторного контура, а также результатов, полученных при разной полярности подключения приемного или генераторного контура.

Мы отказались от использования совмещенной установки зондирования, поскольку она зачастую является причиной появления в измерительном тракте паразитных сигналов, затрудняющих правильную одномерную инверсию полевых данных.
В интерпретации данных мы опираемся главным образом на те свойства поля, которые следуют из теоретических предпосылок в классической электродинамической постановке решения задач становления. Это — программный комплекс ПОДБОР для одномерной интерпретации.  На установках небольшого размера (L < 100 м),  мы отмечаем поляризационные процессы («быстрое ВП ранних стадий», «низкочастотное индукционное ВП»), однако тезис о «сверхразрешенности кривых ЗСБ» мы не можем для себя принять как доказанный, с одной стороны, учитывая неубедительность соответствующих аргументов, с другой -учитывая многократно доказанную достоверность результатов интерпретации на основе классического электродинамического подхода вообще и комплекса ПОДБОР в частности.

В условиях неоднородных сред возможны ситуации, когда отдельные кривые зондирования отражают не только слоистую структуру разреза, но и влияние латеральной неоднородности разреза в окрестностях пункта зондирования. Так, например, если верхний проводящий слой (ВЧР) имеет латерально-неоднородное распределение продольной проводимости на исследуемой площади, то определение параметров более глубокозалегающих слоев георазреза традиционными способами интерпретации приводит к серьезным ошибкам. Более подробно эти ситуации рассмотрены в разделе <Физическое моделирование>. Благодаря богатому опыту работы в таких регионах нам удалось разработать приемы выявления ситуаций, где мы сталкиваемся с подобными проблемами, и приемы интерпретации данных, позволяющие в этих условиях избежать появления ложных геологических заключений.