Общие замечания    [В начало]    [След. пункт]  

Задача построения геоэлектрического разреза является заключительным этапом раздела практикума по интерпретации ВЭЗ. К ее решению следует приступать лишь хорошо усвоив формальные приемы интерпретации трехслойных и многослойных кривых. Основной особенностью данной задачи является выполнение групповой интерпретации кривых ВЭЗ, при которой учитывается взаимосвязь всех кривых ВЭЗ друг с другом и используется дополнительная геолого-геофизическая информация о разрезе.

Данные для выполнения этой задачи состоят из словесного описания геолого-геофизической ситуации и таблицы результатов измерений методом ВЭЗ. В описании указывается характер рельефа и ориентация профиля ВЭЗ, расстояния между точками ВЭЗ и геологические данные о разрезе. Эти данные дают представление о всех или некоторых типах пород данного разреза, тектонических особенностях строения (наличии разрывных или складчатых структур, направлении падения пластов и т.п.), гидрогеологических и инженерно-геологических особенностях разреза: о наличии оползней, карстовых проявлений, следов выветривания, о положении уровня грунтовых вод, наличии поверхностных водотоков, о характере четвертичных отложений. Могут приводиться данные бурения: литологическая характеристика, мощности и сопротивления слоев, пересеченных скважиной. Иногда приводятся сведения о степени выдержанности или изменчивости электрических свойств пород по простиранию. В тех случаях, когда этих сведений нет, следует учитывать общие соображения о степени изменчивости электрических свойств горных пород. Так мелкодисперсные осадочные породы (пелитоморфные известняки, глины, алевролиты) обычно более выдержаны по сопротивлениям, чем крупнообломочные (крупнозернистые песчаники, гравелиты, галечники), морские отложения отличаются большим постоянством сопротивлений, чем речные. Породы, залегающие ниже уровня грунтовых вод, более стабильны по сопротивлению, чем выше этой границы. Неизменные породы более однородны по сопротивлению, чем породы выветрелые, закарстованные, с повышенной трещиноватостью.

Следует представлять, как изменяются электрические свойства пород под влиянием внешних условий. Например, увеличение влажности уменьшает сопротивление, поэтому одна и та же горная порода выше и ниже уровня грунтовых вод обладает различными , что можно использовать для прослеживания уровня грунтовых вод. Процессы выветривания обычно уменьшают сопротивление пород: присутствующие в породах трещины, если они заполнены воздухом, увеличивают сопротивление породы, а при заполнении песчано-глинистым материалом или водой - уменьшают его, закарстованность влияет аналогично трещиноватости. Сопротивление у осадочных горных пород значительно ниже, чем у магматических пород.

Ясное представление о вероятных значениях электрических свойств разных типов горных пород и изменчивости этих свойств имеет важное значение для выбора способа интерпретации данных электроразведки. В случае выдержанных по простиранию электрических свойств в пределах каждого слоя, обычно пытаются сначала однозначно определить сопротивления слоев и затем распространить эти значения на весь профиль наблюдений, что позволяет уменьшить влияние принципа эквивалентности (параметрическая интерпретация). Следует помнить, что интерпретация с использованием известных сопротивлений промежуточных горизонтов всегда точнее позволяет воспроизвести изучаемую геологическую ситуацию.
[В начало пункта]
 

Способы определения электрических свойств промежуточных слоев    [В начало]   [След. пункт]    [Предыд. пункт]

1. Удельные электрические сопротивления отдельных слоев могут быть определены с помощью параметрических ВЭЗ у скважин. Если число слоев на кривой ВЭЗ соответствует числу слоев по скважине, то сопротивления промежуточных горизонтов могут быть оценены по кривой ВЭЗ путем интерпретации с закрепленными мощностями слоев

2. Можно определить r_УД  слоев по наблюдениям методом ВЭЗ в местах выхода промежуточных слоев на поверхность. При наличии левых (и правых) асимптот на кривых ВЭЗ, параметры первого (и последнего) слоя определяются однозначно, так как принцип эквивалентности на первый и последний слой не распространяются.

3. Можно определить r_УД промежуточных горизонтов по кривым ВЭЗ с большими значениями относительной мощности промежуточного слоя, когда n>10, так как в этом случае пределы действия принципа эквивалентности оказываются наиболее узкими и допускают практически однозначное определение параметров слоя.

4. Кроме того, сопротивления слоев могут быть получены по данным каротажа скважин, измерениям на образцах, в шурфах и горных выработках.

[В начало пункта]

Интерпретация кривых ВЭЗ    [В начало]   [След. пункт]    [Предыд. пункт]

Интерпретация кривых ВЭЗ для построения геоэлектрического разреза проводится в следующей последовательности.

1. Следует изучить геологическое описание, сопоставляя его с кривыми ВЭЗ и определяя, какой элемент каждой кривой ВЭЗ какому конкретному слою пород соответствует. Следует отметить наиболее четко прослеживающиеся, так называемые маркирующие горизонты. Их выделение помогает при дальнейшей корреляции многослойных кривых.

2. Результатом изучения имеющихся геологических данных и качественного сопоставления их с кривыми ВЭЗ должна быть приблизительная схема строения геологического разреза, с указанием, если такие данные имеются, литологии, сопротивлений и мощностей слоев. По такой схеме и внешнему виду кривых ВЭЗ для каждой точки зондирования можно определить тип кривой ВЭЗ. Только после этого можно приступать к количественной интерпретации кривых ВЭЗ. Формальная интерпретация каждой кривой ВЭЗ отдельно, без учета представлений о строении разреза в целом, без сопоставления с соседними кривыми ВЭЗ как правило не дает устойчивых результатов или требует впоследствии существенной переинтерпретации.

Поэтому прежде всего следует наметить последовательность интерпретации и проводить ее, применяя принципы групповой интерпретации:

1) Во всех случаях, когда есть основания полагать, что удельные сопротивления пластов по простиранию не изменяются, следует проводить интерпретацию с закрепленными параметрами, то есть, значения r_УД, определенные в одной точке, использовать в пределах всего профиля.

2) Последовательность интерпретации должна быть строго определенной: от наиболее просто интерпретируемых кривых к более сложным, от более однозначных - к менее однозначным. Если есть кривые ВЭЗ, полученные у скважин, то их интерпретируют в первую очередь, с использованием данных бурения для однозначной оценки сопротивлений пластов. В отсутствии скважин следует начинать интерпретацию с той группы кривых ВЭЗ, форма которых наиболее выдержана по профилю, а в этой группе с кривой ВЭЗ, обладающей наибольшими значениями n промежуточного горизонта. Как определить по внешнему виду кривых, у какой из них наибольшее n, должно быть ясно из рисунка. Сопротивление первого и последнего слоя для кривых ВЭЗ одного типа определяют по кривым, имеющим наиболее четкие асимптоты.

3) Начиная интерпретацию с ВЭЗ у скважин, двухслойных и однозначно интерпретируемых кривых, определяют r всех или некоторых пластов, и интерпретацию остальных кривых ведут с использованием (закреплением) этих параметров

4) Если же известно, что сопротивление слоя меняется по простиранию, то для этого слоя с помощью анализа эквивалентности оценивают пределы возможных значений r и h и в результатах интерпретации (численных и графических) обязательно представляют именно эти пределы, а не некоторые средние значения параметров.

5) Если при интерпретации возникает сомнение в том, считать ли некоторый участок многослойной кривой ВЭЗ двухслойным, или же трехслойным типа А (или Q), то вопрос можно разрешить путем сопоставления со схемой геологического строения разреза, или с соседними кривыми ВЭЗ, где этот участок проявился более выразительно.

б) Правая часть кривой ВЭЗ короткая, не имеет асимптоты и даже перегиба. В этом случае определение r_N неустойчиво, и r_N следует определять с учетом всех кривых ВЭЗ на профиле.

в) Правая часть кривой ВЭЗ идет под 45њ к оси абсцисс, тогда r_N=?, то есть задается существенно (примерно на порядок) больше остальных сопротивлений разреза.

По результатам интерпретации строится геоэлектрический разрез. Сначала из соображений наглядности выбираются горизонтальный и вертикальный масштабы. При наличии рельефа, он изображается в том же масштабе. Наносят и подписывают номера точек ВЭЗ, положение профиля по отношению к странам света, местоположение и данные буровых скважин, горных выработок и т.п.

Под каждой точкой ВЭЗ в выбранном масштабе откладывают мощности слоев или интервалы их изменения, а внутри слоев выписывают значения r_УД или интервалы изменения r_УД . Все слои размечаются условным крапом, который поясняется в условных обозначениях. При выполнении работы должны быть даны ответы на все вопросы, поставленные в задаче. Если, например, ставилась задача определения уровня грунтовых вод, то эта граница должна быть выделена особым знаком и дана в условных обозначениях. Если ставилась задача определения амплитуды сброса, то должно быть указано, какова амплитуда смещения и каждый блок является относительно приподнятым или опущенным.

В отчетном материале должен быть отражен и сам процесс интерпретации, обоснована последовательность интерпретации кривых ВЭЗ, указано, откуда получены параметры слоев, используемые при параметрической интерпретации. При оформлении задачи следует иметь в виду, что способ интерпретации, выбор последовательности интерпретации, методика определения сопротивлений промежуточных горизонтов, формулы, - то есть весь процесс получения результата, являются основным предметом обучения и имеет более важное значение, чем конечный числовой результат.
[В начало пункта]

Пример интерпретации данных ВЭЗ по профилю    [В начало]   [След. пункт]    [Предыд. пункт]

Вдоль разведочной линии поставлено 7 ВЭЗ с шагом по профилю 500 м (ВЭЗ 1 на северо-западном конце профиля, ВЭЗ 7 - на юго-восточном). Сводный литологический разрез района следующий. Сверху залегают плотные известняки мощностью от 0 до 10 м. Ниже лежат глинистые сланцы мощностью до 15 м, еще ниже - песчаники мощностью до 40 м, под песчаниками залегают глины. По данным геологического картирования известняки выходят на поверхность у ВЭЗ 2, 7, 1, песчаники - у ВЭЗ 4 и 5, глинистые сланцы - у ВЭЗ 3 и 6.

На пикетах 4, 5 кривые ВЭЗ двухслойные, с выраженными асимптотами. По геологическим данным 1-й слой разреза на этих пикетах представлен песчаниками, 2-й (основание разреза) - глинами. По асимптотическим значениям удельное сопротивление песчаников составляет 253 Омћм, глин - 11-13 Омћм. Эти значения можно считать установленными при дальнейшей интерпретации.

На пикетах 3, 6 кривые ВЭЗ трехслойные, типа К, с выраженными левыми асимптотами. По геологическим данным разрез на этих пикетах перекрыт с поверхности глинистыми сланцами. Форма кривой соответствует типу разреза, значения кажущегося сопротивления на средних (в области максимума) и больших разносах близки к значениям на кривых пикетов 4, 5, поэтому глубинное строение разреза можно считать неизменным. По асимптотическим значениям удельное сопротивление сланцев составляет 100 Омћм. Мощности слоев устанавливаются подбором с закреплением значений сопротивления.

На пикетах 1, 2, 7 кривые ВЭЗ четырехслойные, типа НК. По геологическим данным первый слой представлен плотными известняками. Значения сопротивлений в области минимума, соответствующего сланцам, максимума, соответствующего песчаникам, и в области больших разносов, соответствующей глинам, значения кажущихся сопротивлений близки к ранее определенным для этих пород. Закрепляя известные значения сопротивлений пород, подбором определяются остальные параметры разреза.

Результаты интерпретации кривых представлены в виде таблицы (у названия пикетов ВЭЗ указана точность подбора, которая в основном не хуже 0.5%).

Следует отметить значительную изменчивость удельного сопротивления известняков (1000-2000 Омћм), хотя эти значения не выходят за пределы, характерные для этого типа пород. Также меняется по профилю сопротивление глин при разбросе значений 10.5-13.5 Омћм, что, впрочем, не выходит за пределы, характерные для этого типа пород. Эти изменения, по-видимому, отражают действительные изменения свойств пород, поскольку все кривые имеют выраженные правые асимптоты.

Геолого-геофизический разрез по результатам интерпретации данных ВЭЗ представлен на рисунке.

В основании разреза залегают глины удельным сопротивлением 10-13 Омћм. Кровля глин в центральной части профиля находится на глубинах 20-25 м, опускаясь до 42 м в начале и до 32 м в конце профиля.

На глинах залегают песчаники удельным сопротивлением 250 Омћм. Мощность слоя песчаников составляет 20-25 м, в начале профиля - до 30 м. В центральной части профиля слой выходит на поверхность при мощности около 16 м.

Песчаники перекрыты глинистыми сланцами удельным сопротивлением 100 Омћм. Мощность слоя 7-8 м, в начале профиля - до 10 м. Слой выходит на поверхность на пикетах 3, 6 при мощности около 5 м. В центральной части профиля слой срезан.

На песчаниках залегают известняки плотные удельным сопротивлением свыше 1000 (до 2000) Омћм. Слой развит на периферии профиля (пикеты 1, 2, 7) при мощности до 2 м, на остальной части профиля слой срезан.

Для разреза в целом характерно антеформное залегание слоев с замком антеформы в центральной части профиля. Углы падения и мощности слоев в начале профиля закономерно больше, чем в конце профиля.

Графика - кривые ВЭЗ, геолого-геофизический разрез с условными обозначениями

Таблица результатов интерпретации с указанием точности подбора

Пояснительная записка

Образцы оформления графики и пример пояснительной записки приведены в разделе 'Пример интерпретации данных ВЭЗ по профилю'.