Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://geophys.geol.msu.ru/STUDY/4KURS/INTERVES.DOC Дата изменения: Mon Dec 3 12:11:55 2007 Дата индексирования: Mon Oct 1 20:15:48 2012 Кодировка: Windows-1251

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В.ЛОМОНОСОВА
Геологи?еский факультет, Кафедра геофизики
ИНТЕРПРЕТАЦИЯ КРИВЫХ ВЭЗ
[pic]
Рис.1. Модель разреза для ВЭЗ.
[pic]
Рис.2. Типы 3-х слойных кривых ВЭЗ.
Вертикальное электри?еское зондирование (ВЭЗ) - ведущий метод
электроразведки для рас?ленения горизонтально или пологозалегающих
геологи?еских разрезов (с углами падения слоев меньше 10-15(). Метод ВЭЗ
используется для изу?ения разрезов, в которых слои мощностью h1, h2, h3,
..., hN-1 отли?аются по удельному сопротивлению (1, (2, (3, ..., (N
(рис.1).
Интерпретация наблюденной кривой ВЭЗ (K=f(AB/2) сводится к определению
коли?ества слоев в разрезе, их сопротивлений и мощностей.
Анализ кривых на?инается с ка?ественной интерпретации, т.е. с оценки
коли?ества выявленных на кривой горизонтов и соотношения сопротивлений
между ними. Разли?ают двухслойные кривые ВЭЗ с (1>(2 и (1<(2; трехслойные
(рис.2):
(1<(2>(3 - кривая типа К; (1>(2<(3 - кривая типа Н;
(1>(2>(3 - кривая типа Q; (1<(2<(3 - кривая типа A
Тип многослойной кривой складывается из типов трехслойных кривых, на
которые можно разбить многослойную кривую, например, кривая с (1<(2>(3<(4 -
?етырехслойная типа KH (рис.3).
Коли?ественная интерпретация кривой зондирования заклю?ается в
определении (или оценке) параметров разреза (1, (2, (3, ..., (N, h1, h2,
h3, ..., hN-1.
Существуют следующие способы коли?ественной интерпретации: с помощью ЭВМ,
с помощью альбомов трехслойных палеток, с помощью двухслойной и
вспомогательных палеток. Вариантом последнего способа является
интерпретация с помощью номограммы-палетки В.K.Хмелевского.
1. Интерпретация трехслойных кривых ВЭЗ
Интерпретация трехслойных кривых ВЭЗ при помощи двухслойной и
вспомогательных палеток сводится к следующему.
1) Прозра?ный бланк с интерпретируемой кривой накладывается на
двухслойную палетку, после ?его, соблюдая параллельность координатных осей,
добиваются наилу?шего совмещения левой ветви кривой с одной из
теорети?еских кривых палетки.
Крест палетки (пересе?ение оси абсцисс и ординат) переносится на бланк и
по нему определяются (1 и h1, с палетки снимается зна?ение (1=(2/(1.
2) Для того, ?тобы правую ?асть кривой проинтерпретировать с помощью
двухслойной палетки, надо первые два слоя заменить одним - эквивалентным.
Замена производится с помощью вспомогательных палеток, соответствующих типу
кривой (имеются две вспомогательные палетки, одна объединяет типы К и Q,
другая - А и Н). Выбрав вспомогательную палетку, ее на?ало координат
совмещается с то?кой 0 ((1 и h1), нанесенной на бланке с интерпретируемой
кривой. Соблюдая параллельность координатных осей, со вспомогательной
палетки пере?ер?ивается пунктиром кривая с модулем (1, зна?ение которого
было определено по двухслойной палетке. При этом для кривых типа H
вспомогательные линии (ЭКВ должны идти ниже (МИН, для типа К - выше (МАКС,
не пересекая экстремумов. Для кривых типов A и Q вспомогательные линии
должны обязательно пересекать кривую ВЭЗ в области ее перегиба и
асимптоти?ески выходить к предполагаемому зна?ению (2. Примеры правильного
и неправильного проведения вспомогательных линий для всех типов 3-х слойных
кривых показаны на рис.5.
3) Затем бланк с интерпретируемой кривой опять накладывается на
двухслойную палетку, и на?ало координат палетки перемещается по проверенной
ранее вспомогательной кривой с модулем (1 до совмещения правой ветви
интерпретируемой кривой с одной из кривых двухслойной палетки. Крест
двухслойной палетки в момент совмещения правой ветви кривой с одной из
теорети?еских кривых должен находится на пунктирной линии, координаты этой
то?ки определяют параметры эквивалентного слоя: (Э и hЭ, где (Э - удельное
сопротивление эквивалентного слоя, а hЭ - мощность эквивалентного слоя. По
двухслойной палетке определяется (2=(3/(Э.
4) Для определения (=h2/h1 бланк с интерпретируемой кривой снова
накладывают на вспомогательную палетку, совместив ее на?ало координат с
то?кой 0. Зна?ение ( палетки, проходящей ?ерез эквивалентную то?ку, и есть
искомое (. Если ((10,то h2 может быть определено по формуле: h2=(( h1. В
том слу?ае, когда (<10, h2 может быть определено однозна?но только при
известном зна?ении (2. Удельное электри?еское сопротивление второго слоя
при этом должно быть определено не по данным интерпретации этой кривой ВЭЗ,
а из каких-то других исто?ников, например, по результатам каротажных
наблюдений.
[pic]
Рис.3. 4-х слойная кривая ВЭЗ типа KH.
Для кривых типа Н и А используется формула (1):
[pic]
Рис.5. Вспомогательные линии (ЭКВ на кривых ВЭЗ.
[pic] (1)
[pic]
Рис.4. Интерпретация по 2-х слойно1 и вспомогательной палетке.
Для кривых типа К и Q используется формула (2):
[pic] (2)
Если сопротивление промежуто?ного слоя неизвестно, и (<10, то полу?ить
однозна?ные данные для определения h2 и (2 нельзя, т.к. решение обратной
зада?и неоднозна?но вследствие действия принципа эквивалентности. Одной и
той же наблюденной кривой могут соответствовать несколько геоэлектри?еских
разрезов. Возможные пределы изменения параметров промежуто?-ного горизонта
определяются с помощью номограмм А.М.Пылаева, соответству-ющих каждому типу
трехслойных кривых (рис.6). На номограммах по оси абсцисс отложены зна?ения
(=(2/(1, а по оси ординат (=h2/h1. Для ряда конкретных зна?ений (,
указанных под нижней рамкой номограмм, построены по две кривые пределов
действия принципа эквивалентности (жирные линии слева и справа). Эти кривые
ограни?ивают области, внутри которых можно изменять ( и ( по линиям S и Т
(пунктирные линии), при этом кривые ВЭЗ будут отли?аться друг от друга
менее, ?ем на 5%. Зная h1 и (1, и пределы изменения ( и ( для данного
разреза, можно определить пределы изменения (2 и h2.
Рассмотрим пример использования номограмм А.М.Пылаева для определения
пределов применимости принципа эквивалентности. По результатам
интерпретации кривой ВЭЗ типа Н определено (=1/4 и (=4. С помощью
номограммы Пылаева для кривых ВЭЗ типа Н необходимо оценить в каких
пределах можно изменять ( и (, ?тобы кривая ВЭЗ изменилась не более, ?ем на
5% (то?ность полевых наблюдений). Находим на номограмме Пылаева то?ку с
координатами (=1/4 и (=4, ?ерез нее проводим линию, параллельную пунктирным
и там, где она пересекает сплошные толстые кривые - определяем крайние
возможные пределы изменения ( и (: т.е. (' и (", (' и (". Слева ('=3.5; ('
=0.22, справа ("=4.8; (" =0.3.
Зная по данным интерпретации (1 и h1 и пределы изменения ( и ( можно
определить пределы изменения (2 и h2, умножая (1 и h1 соответственно на ('
и (", (' и (": при h1=1.5 м, 5.2 м < h2 < 7.2 м; а при (1 =100 Ом.м, 22
Ом.м < (2 < 30 Ом.м.
Cледовательно, можно утверждать, ?то при 5% то?ности наблюдений мощность
второго слоя соответственно может быть от 5,2 м до 7,2 м, а сопротивление
второго слоя соответственно от 22 Ом.м до 30 Ом.м.
Если то?ка с координатами ( и ( (то?ка А) на номограмме Пылаева попадает
в пространство, для которого не определены пределы изменения ( и (, то надо
?ерез эту то?ку провести вертикальную ось, срисовать на кальку две соседние
области, ограни?енные толстыми линиями, нарисовать из них среднюю область и
проведя ее ось ?ерез эту то?ку, определить пределы изменения ( и ( (рис.7).
5) Cопротивление третьего слоя определяется по формуле: (3=(2*(Э
В результате интерпретации трехслойной кривой должны быть определены:
а) (1, h1, h2, (3 если (2 - известно;
б) (1, h1, <(2<, При правильной интерпретации h2, определенное по известному (2 должно
попасть в пределы изменения из вариантов разрезов, который соответствует данной кривой при 5% то?ности
наблюдений.
ИНТЕРПРЕТАЦИЯ С ПОМОЩЬЮ НОМОГРАММЫ-ПАЛЕТКИ В.К.ХМЕЛЕВСКОГО
Интерпретация с помощью номограммы палетки представляет собой
модифицированный способ двухслойных и вспомогательных палеток. Четыре
вспомогательных палетки (для А,H,K,Q) объединены на одном листе с
двухслойной палеткой и имеют общее на?ало координат.
Интерпретация осуществляется следующим образом:
1) Прозра?ный бланк с интерпретируемой кривой накладывается на
двухслойную палетку и соблюдая параллельность осей осуществляется
совмещение первой двухслойной ?асти трехслойной кривой с одной из
теорети?еских двухслойных кривых палетки. На бланк переносится крест
палетки ((1, h1) и определяется зна?ение (=(2/(1.
[pic]
Рис.6. Номограмма А.М.Пылаева для ВЭЗ типа H.
2) На номограмме с у?етом типа трехслойной кривой находится линия
эквивалентных зна?ений (Э для соответствующего зна?ения (. Затем бланк с
экспериментальной кривой перемещается по номограмме-палетке таким образом,
?тобы крест ((1, h1), нанесенный на экспериментальном бланке, перемещался
по линии (Э для заданного ( на номограмме. При этом следующая двухслойная
?асть трехслойной кривой оказывается на двухслойной палетке и после
некоторых перемещений совмещается с теорети?еской двухслойной кривой. В
этом положении на экспериментальном бланке отме?ается второй крест палетки
((Э, hЭ), определяется зна?ение (2=(3/(Э и зна?ение (=h2/h1 по положению
первого креста ((1, h1) на номограмме. Важно проследить за тем, ?тобы при
совмещении второго у?астка кривой ВЭЗ с двухслойной палеткой, первый крест
оставался бы на линии, соответствующей найденному ранее зна?ению (.
[pic]
Рис.7. Пример оценки пределов эквивалентности.
[pic]
Рис.8. Интерпретация 4-х слойной кривой ВЭЗ.
Для определения ( в верхней и нижней ?астях номограммы нанесены 4 шкалы (
для соответствующих типов трехслойных кривых (A,H,K,Q). Проекция первого
креста на нужную шкалу вдоль линий ( - const для соответствующего типа
трехслойных кривых позволяет определить зна?ение (.
На этом операции с номограммой-палеткой закан?иваются и на?инается рас?ет
(2, h2 и (3 по правилам изложенным выше и зависящим от условий: ((10 или
(<10, (2 - известно или (2 - неизвестно.
Таким образом, способ интерпретации с номограммой- палеткой Хмелевского
о?ень близок к способу двухслойных и вспомогательных палеток. Его отли?ают
два преимущества: а) двухслойная палетка и номограмма находятся на одном
листе и в одной системе координат, ?то уменьшает ?исло операций совмещения.
Координаты эквивалентных то?ек на номограмме Хмелевского уто?нены и поэтому
дают зна?ения более близкие к истинным, ?ем номограммы эквивалентных то?ек
фирмы Шлюмберже на вспомогательных палетках. Но в способе двухслойных и
вспомогательных палеток на экспериментальный бланк наносят вспомогательные
линии , служащие отли?ным средством контроля и самоконтроля процесса
интерпретации, ?его нет в способе номограммы-палетки Хмелевского. В
остальном эти два способа о?ень похожи.
2. ИНТЕРПРЕТАЦИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ КРИВЫХ
При коли?ественной интерпретации многослойных кривых необходимо знать
удельные электри?еские сопротивления промежуто?ных горизонтов разреза. В
том слу?ае, когда нам неизвестны сопротивления промежуто?ных горизонтов,
надо оценивать пределы изменения сопротивлений и мощностей по номограммам
А.М.Пылаева. Наиболее распространенный способ интерпретации многослойных
кривых - с помощью двухслойных и вспомогательных палеток или номограмм-
палеток В.К.Хмелевского.
а) Интерпретация 4-слойной кривой ВЭЗ при известных (2 и (3.
1) Прозра?ный бланк с интерпретируемой кривой накладывается на
двухслойную палетку для наилу?шего совмещения левой ветви кривой с одной из
теорети?еских кривых палетки. Крест палетки переносится на бланк и дает (1
и h1, определяется и (=(2/(1.
2) Выбирается вспомогательная палетка, соответствующая левой ?асти
кривой, например, для 4-слойной кривой типа КН берется вспомогательная
палетка типа К. Крест вспомогательной палетки совмещается с то?кой 0 ((1,
h1) и соблюдая параллельность осей, переносится пунктиром кривая (Э с
модулем (1.
3) Затем бланк с интерпретируемой кривой опять накладывается на
двухслойную палетку и на?ало координат двухслойной палетки перемещается по
пунктирной линии (Э до совмещения средней ?асти интерпретируемой кривой с
одной из кривых двухслойной палетки. Крест двухслойной палетки обязательно
должен находится на пунктирной линии (Э, его координаты ((Э1, hЭ1). По (
двухслойной палетки определяется (2=(3/(Э.
4) Для определения ( бланк с интерпретируемой кривой снова накладывают на
вспомогательную палетку, совместив на?ало координат с то?кой 0((1, h1).
Зна?ение ( у?астка К оценивается по положению креста ((Э1, hЭ1) в
координатах палетки.
Если (<10, то h2 определяется по ф-ле 1 (для кривых типа А и Н) или по ф-
ле 2 (для кривых типа К и Q) для слу?ая, когда (2 известно. (Зна?ение (2
можно найти в таблице по которой строилась данная кривая ВЭЗ).
Если ((10, то h2=(( h1, и, вообще говоря, (2=(1( (.
5) Для интерпретации правой ветви кривой необходимо заменить первые три
слоя одним - эквивалентным. Воспользуемся вспомогательной палеткой типа Н,
т.к. правая ?асть 4-х слойной кривой КН соответствует разрезу типа Н. Крест
этой палетки совмещаем с то?кой К ((Э1, hЭ1) и про?ер?иваем вспомогательную
кривую с модулем (2.
6) Затем бланк с интерпретируемой кривой опять накладывается на
двухслойную палетку и, перемещая на?ало координат (крест двухслойной
палетки) по пунктирной линии (2, добиваемся совмещения правой (последней
?асти кривой) с одной из теорети?еских кривых двухслойной палетки и
определяем (3. Положение на?ала координат двухслойной палетки определит
соответственно то?ку Н (с координатами (Э2, hЭ2).
7) Для определения (2 бланк с интерпретируемой кривой снова накладывают
на вспомогательную палетку, совместив на?ало координат с то?кой К ((Э1,
hЭ1). Зна?ение ( палетки на кривой, проходящей ?ерез эквивалентную то?ку Н
и есть искомое (2.
Если (2<10, то
[pic] (для A и H)
[pic] (для K и Q)
Зна?ения (3 приведены в таблице N4, по которой строились 4-х слойные
кривые ВЭЗ.
Если ((10, то h3=(2( hЭ1; (3=(2((Э1.
8) Для определения сопротивления подстилающего горизонта используют
формулу: (4=(3((Э2
Таким образом, в результате интерпретации определяются: (1, h1, h2, h3,
(4
в) Интерпретация 4-х слойной кривой ВЭЗ при неизвестных (2 и (3.
Когда сопротивления промежуто?ных горизонтов неизвестны, то при
коли?ественной интерпретации кривых ВЭЗ по номограммам действия принципа
эквивалентности определяются возможные пределы изменения параметров
промежуто?ных горизонтов.
Порядок действий при интерпретации соответствует пунктам 1 - 8
интерпретации 4-х слойной кривой ВЭЗ при известных (2 и (3. Далее:
1) Для определения пределов изменения сопротивления и мощности второго
слоя, необходимо выбрать номограмму эквивалентности, соответствующую левой
?асти кривой (например, для кривой КН - номограмму типа К), по ней
определить возможные пределы изменения (1' и (1", (1' и (1".Умножая эти
зна?ения соответственно на (1 и h1, полу?им <(2< и 2) Для определения пределов изменения мощности и сопротивления третьего
слоя, выбирается номограмма эквивалентности, соответствующая правой ?асти
кривой (например, для кривой КН - номограмма типа Н). По ней определяются
возможные пределы изменения (2' и (2", (2' и (2". Умножая эти зна?ения
соответственно на (Э1 и hЭ1, полу?аем <(3< и Таким образом, в результате интерпретации определяются:
(1, h1, <(2<, ЗАДАНИЕ
1. Построить ?етыре 3-х слойных кривых типов К, Н, Q, A,
проинтерпретировать их с помощью двухслойных и вспомогательных палеток и
номограммы-палетки Хмелевского, предполагая, ?то для двух кривых (2 -
известны, а для двух других - неизвестны.
2. Определить пределы изменения (2 и h2 при неизвестном сопротивлении
второго слоя.
3. Построить две 4-х слойных кривых, проинтерпретировать их с любыми
палетками, предполагая для одной кривой сопротивления промежуто?ных
горизонтов известными, а для другой - неизвестными.
4. Определить при неизвестных (2 и (3 пределы изменения ( и мощности
второго и третьего слоя.