Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://geophys.geol.msu.ru/STUDY/alex/ZSB1_ALL.DOC Дата изменения: Mon Oct 30 17:26:59 2000 Дата индексирования: Mon Oct 1 20:13:20 2012 Кодировка: Windows-1251

Зондирование методом становления поля



Зондирование становлением поля представляет собой один из вариантов
индукционного электромагнитного зондирования, основанного на изу?ении поля
переходных процессов, возбуждаемых в земле при импульсном переклю?ении тока
в исто?нике.
При мгновенном изменении силы тока в питающей установке (таком,
например, как выклю?ение тока), измеряемое напряжение в приемной установке
не мгновенно спадает до нуля, а ис?езает постепенно, изменяясь достато?но
сложным образом. Это связано с тем, ?то в момент выклю?ения тока в
проводящих областях разреза индуцируются втори?ные токи, которые в первый
момент времени распределяются в приповерхностных областях, затем на?инают
проникать в более глубоколежащие слои, затухая с удалением от исто?ника.
Этот процесс носит название становления поля в земле, а зависимость
измеренного напряжения в приемной установке от времени, прошедшего с
момента переклю?ения тока, - кривой становления поля. Глубина проникновения
нестационарного электромагнитного поля в землю определяется временем, и это
свойство обуславливает возможность проводить зондирования, изу?ая
зависимость компонент поля становления от времени.
Метод зондирования становлением поля относится к методам с
искусственным (контролируемым) исто?ником возбуждения. В ка?естве исто?ника
поля, как и других индукционных методах, могут использоваться заземленная
электри?еская линия АВ или незаземленная токовая петля Q. Теорети?ески эти
исто?ники описываются как горизонтальный электри?еский и вертикальный
магнитный диполи. Для возбуждения поля переходных процессов необходимо
импульсное переклю?ение тока в питающей установке. Стандартными импульсными
сигналами являются :
1. Кратковременный импульс бесконе?но большой амплитуды, описываемый d
- функцией Дирака :
[pic]
2. Импульс вклю?ения, описываемый s - функцией Хэвисайда :
[pic]
3. Импульс выклю?ения, описываемый s - функцией Хэвисайда :
[pic]
Создать токовый импульс, удовлетворительно описываемый d-функцией
Дирака, достато?но сложно, поэтому обы?но используют ступен?атое
возбуждение поля.
Теорети?еское решение зада?и о становлении поля в однородном
горизонтально-слоистом полупространстве было полу?ено при рассмотрении
уравнений Максвелла в квазистационарном приближении (без у?ета токов
смещения) при соответствующих на?альных и грани?ных условиях. Были полу?ены
аналити?еские выражения для векторов напряженности электри?еского и
магнитного полей переходных процессов, зависящие от расстояния до
исто?ника, времени становления и электри?еских свойств разреза. Однако,
несмотря на то, ?то теорети?еская возможность использования процессов
становления для полу?ения геоэлектри?еской информации была доказана,
создать практи?еский геофизи?еский метод долгое время не удавалось.
Рассмотрим некоторые особенности процесса становления поля. После
мгновенного переклю?ения силы тока в исто?нике возбуждение передается в
каждую то?ку среды двумя путями : по воздуху и по земле. Возбуждение
первого рода распространяется со скоростью света без поглощения (т.к.
воздух - изолятор), на достато?но большом расстоянии от исто?ника проникает
вертикально в землю одновременно во всех то?ках, амплитуда поля убывает с
удалением от исто?ника, поэтому можно с?итать, ?то первая ?асть поля -
плосконеоднородная волна. Возбуждение второго рода распространяется
непосредственно по земле с коне?ной скоростью и поглощением. Происходит
процесс диффузного распространения втори?ных вихревых токов, которые с
те?ением времени равномерно распределяются в пространстве, их интенсивность
убывает. Таким образом две ?асти поля оказываются разделенными во времени.
Введем понятия ближней и дальней зоны неустановившегося
электромагнитного поля. Для дальней зоны характерно возбуждение первого
рода, для ближней зоны - возбуждение второго рода. Математи?ески это
разделение проводится с использованием параметра становления [pic] и
приведенного расстояния [pic]
для дальней зоны [pic],
для ближней зоны [pic].
Рассматривая поле становления раздельно в ближней и дальней зонах,
можно упростить полные формулы для Е и Н, перейдя к пределам
при [pic]и [pic] для дальней зоны,
при [pic]и [pic] для дальней зоны.
Использование упрощенных формул дает зна?ительные методи?еские
преимущества, однако при измерениях нужно достато?но то?но соблюдать
условия ближней или дальней зоны. Хорошо заметно, ?то зна?ительные
диапазоны времен и расстояний приходятся на среднюю или промежуто?ную зону,
где использование приближений ближней или дальней зон является
некорректным.
В на?але был создан геофизи?еский метод, позволяющий проводить
зондирования становлением поля в дальней зоне (современное обозна?ение
ЗСД). Основное условие (r>>H) было трудно выполнимым из-за ослабления
полезного сигнала с удалением от исто?ника. При практи?еских измерениях
выбирали разносы, равные пяти - семи требуемым глубинам исследования. Метод
ЗСД успешно применялся в те?ении многих лет, однако на слишком больших
разносах вести измерения нельзя из-за ухудшения соотношения сигнал/помеха.
Кроме того, увели?ение разносов ведет к уменьшению детальности
исследований, невозможности изу?ать сравнительно небольшие структуры,
остается нерешенным вопрос о то?ке записи. С другой стороны, при уменьшении
разносов условие дальней зоны нарушается слишком рано, полу?енные кривые
становления не характеризуют весь интересующий диапазон глубин. Долгое
время с?италось, ?то как и в ?астотном зондировании проводить исследования
при становлении поля в ближней зоне невозможно. Однако детальный анализ
свойств неустановившегося поля в ближней зоне (теорети?еский и
экспериментальный) доказал ошибо?ность таких представлений. Главное отли?ие
неустановившегося поля от гармони?еского в ближней зоне заклю?ается в
отсутствии мощного перви?ного поля, не содержащего полезной информации, и
маскирующего слабые втори?ные поля. Была создана практи?еская методика
зондирования становлением поля в ближней зоне (ЗСБ). Этот метод имеет
зна?ительные преимущества:
1. Снимается проблема то?ки записи.
2. Появляется зна?ительная локальность исследований, превосходящая
возможности ВЭЗ, ДЭЗ, ЧЗ, ЗСД и др. методов.
3. Метод обладает высокой разрешающей способностью.
4. Зна?ительно упрощается технология работ.
5. Метод не имеет теорети?еских ограни?ений на глубинность
исследований.
В силу изложенных преимуществ метода, ЗСБ в настоящее время является
одним из ведущих методов электромагнитных индукционных зондирований. Он
может применятся, как для глубинных структурных исследований, так и для
малоглубинных инженерно- и гидрогеологи?еских изысканий.



Аппаратура и методика.

К аппаратуре, применяемой для измерения становления поля в ближней
зоне предъявляются следующие требования: требуется большая ?увствительность
и помехоустой?ивость, т.к. улу?шение детальности достигнуто уменьшением
радиуса петель (или разноса) и при этом уменьшен уровень сигнала. Это
связано и с общими современными требованиями к глубинности геофизи?еской
разведки.
В ближней зоне резко возрастает динами?еский диапазон сигнала. Это
предъявляет особые требования к измерительной аппаратуре. В ?астности,
большие зна?ения э.д.с. на ранних стадиях становления могут приводить к
длительным перегрузо?ным процессам, искажаемым регистрируемую кривую.
Современная схемотехника и элементная электронная база позволяют
достато?но просто решить вопросы ?увствительности и динами?еского
диапазона, и на первый план выходит борьба с помехами. Наиболее
распространены внешние электромагнитные помехи следующих видов:
1. Промышленные помехи от ЛЭП. Основная ?астота 50 Гц, гармоники n50 Гц с
амплитудой в 10...100раз меньшей, ?ем у основной ?астоты (амплитуда
уменьшается с увели?ением номера гармоники, с удалением от ЛЭП и при
увели?ении проводимости разреза). Стабильность ?астоты около +0.5%...-1%,
стабильность амплитуды - единицы и десятки процентов, изредка добавляются
импульсные нерегулярные помехи. В том ?исле и низко?астотные от
переходных процессов в ЛЭП. Уровень промышленных помех в сотни микровольт
можно с?итать типи?ным в промышленных районах при площади контура 1 км2.
Эффективным способом подавления гармони?еских помех является выбор
повторения импульсов Т=(к+1/2)(Тпом или, при разнополярных импульсах,
Т=к(Тпом, где к=0, 1, 2 . . . ; Тпом - период сигнала помехи.
2. Магнитотеллури?еские помехи - низко?астотные, с преобладающими периодами
больше секунды. В те?ение года отме?ены изменения от единиц до сотен
мкВ/км2 .
3. Помехи от линии связи - нерегулярные помехи большой амплитуды, до
нескольких вольт у линии; преимущественно низко?астотные (до долей
Герца).
4. Радиопомехи на?инают играть заметную роль только при исследовании малых
глубин. При r=100 Ом.м и Н>=100м в >= 6.5 Гц, т.е. полоса
пропускания регистратора не вклю?ает радиоволновых диапазонов, в том
?исле и ?астот сверхдлинноволновых станций. Такие помехи могут
детектироваться в приемном тракте и искажать сигнал, поэтому их
необходимо подавлять до тех блоков регистрирующего тракта, которые имеют
недостато?ные пределы линейности.
Рациональное со?етание режекторных фильтров и фильтров нижних ?астот
в полевой аппаратуре позволяет подавлять промышленные помехи в сотни и
тыся?и раз.
Аппаратуру, пригодную для измерений в ближней зоне, можно разделить
на два класса:
1. С полной раздельной регистрацией каждого импульса становления;
2. С накоплением импульсов в самой аппаратуре.
Устройства первого класса позволяют проводить последующую более
тонкую обработку результата, ?то особенно важно при использовании ЭВМ. Так,
станции ЦЭС позволяют регистрировать неограни?енное ?исло импульсов на
магнитном носителе в 16-ти разрядном коде, а затем с помощью вводного
устройства вводить запись в ЭВМ.
Устройства второго класса позволяют производить аппаратурное
накопление сигнала, ка?ество которого при последующей обработке можно
улу?шить практи?ески только переменной во времени фильтрацией. Преимущество
таких устройств в том, ?то результат можно полу?ать непосредственно в поле.
К относятся приборы с аналоговым накоплением: МППО-1, МПП-3, МППУ и с
цифровым накоплением: "Зонд", "Цикл", "Импульс-2", "Импульс-3", "КОД-1".
Для накопления сигнала в аппаратуре КОД-1 используется многократное
повторение сигнала. Пусть сигнал повторен n раз, а слу?айная стационарная
помеха в пределах каждого отдельного процесса не коррелируется с помехой в
пределах других процессов. При суммирование n процессов дисперсия помехи
[pic]и сумма э.д.с. сигналов примет вид:
[pic]; [pic];
где индекс "о" характеризует вели?ины до накопления. Таким образом,
[pic];
т.е. отношение сигнал/помеха улу?шается в n раз. Это достигается за с?ет
того, ?то помеха слу?айна, положительные и отрицательные э.д.с.
равновероятны. При сложении таких помех суммируются их мощности, а не
э.д.с..
Эффективность накопления может ухудшиться, если помеха низко?астотна.
Тогда в пределах нескольких процессов знак э.д.с. может не изменяться, т.е.
накопление может вообще не принесет пользы. Поэтому наиболее низко?астотные
помехи нужно исклю?ить с помощью других приемов. Из них распространены
следующие:
-применение разнополярных импульсов с соответствующими изменениями
знаков суммируемых э.д.с. сигнала (аппаратура "Импульс");
-вы?итание из (t) зна?ения э.д.с. в конце паузы, когда полезный
сигнал практи?ески закон?ился (аппаратура "КОД-1").
Рассмотрим более подробно аппаратуру "КОД-1", в зна?ительной мере
удовлетворяющую всем требованиям ЗСБ. Аппаратура КОД-1 - цифровая
переносная электроразведо?ная аппаратура для работы методом зондирования
становлением поля в ближней зоне.
Аппаратура формирует однополярные импульсы тока прямоугольной формы в
генераторной нагрузке. Скважность импульсов, т.е. отношение периода
следования импульсов к их длине, равна 4/3 (рис. 1).
4




рис. 1
3 1
Длительность импульсов изменяется ступен?ато (6 диапазонов) и имеет
следующие зна?ения:

|Диапазон |Длительность |
|1 |192 мкс |
|2 |768 мкс |
|3 |3.07 мкс |
|4 |12.29 мкс |
|5 |49.15 мкс |
|6 |196.61 мкс |

Амплитуда импульсов зависит от напряжения исто?ника питания генераторной
петли и сопротивления нагрузки. Максимальная амплитуда импульсов тока на
генераторной нагрузке 20А. Максимальное коммутируемое напряжение на
генераторной нагрузке 70В. Максимальная коммутируемая мощность 1.4 кВт.
Переходный процесс может измеряться на 66 задержках относительно
фронта выклю?ения токовых импульсов в зависимости от положения "Задержка" и
"диапазоны":

| | | |Диапазон| | | |
|Задержка| | | | | | |
| |1 |2 |3 |4 |5 |6 |
|1 |1 |8 |32 |128 |512 |2048 |
|2 |3 |12 |48 |192 |768 |3072 |
|3 |4 |16 |64 |256 |1024 |4096 |
|4 |6 |22 |96 |384 |1536 |6144 |
|5 |8 |32 |128 |512 |2046 |8192 |
|6 |11 |44 |176 |704 |2816 |11264 |
|7 |16 |64 |256 |1024 |4096 |16384 |
|8 |22 |88 |352 |1408 |5632 |22528 |
|9 |32 |128 |512 |2048 |8192 |32768 |
|10 |44 |176 |704 |2816 |11264 |45056 |
|11 |62 |248 |992 |3968 |15872 |63488 |

Зна?ения задержек в микросекундах соответствуют интервалам времен от
фронта выклю?ения токового импульса до середины стробирующих импульсов.
Длительность стробирующих импульсов изменяется ступен?ато в
зависимости от диапазона:

|Диапазон |Длительность |
|1 |1 мкс |
|2 |4 мкс |
|3 |16 мкс |
|4 |64 мкс |
|5 |256 мкс |
|6 |1024 мкс |

Чувствительность аппаратуры - одна единица младшего разряда на
цифровом дисплее равна 1.7 мкВ.
Время индикации изменяется в зависимости от положения ру?ки
"Накопление": "1"-0.5с, "10"-5.6с.
Динами?еский диапазон измерения напряжения 120 дБ.
Мощность, потребляемая по цепи 12В (общее управление) не превышает
15Вт.
Габаритные размеры 370*190*340.
Масса аппаратуры без исто?ников питания не более 10 кг.
Блок-схема аппаратуры приведена на рис.2.









10 8
9
Исто?ник Блок Исто?ник

питания питания питания

1 6
7 5
Генераторный Блок Блок
Блок
блок управления
индикации АЦП


4

Входные

делители






2
3





рис.2


Генераторный блок (1) (рис ) формирует в генераторной петле (2)
однополярные серии импульсов тока прямоугольной формы со скважностью 4/3
(отношение периода следования импульсов к их длине). Длительность серий Тс
и отсутствие серий То равны 280 мс для всех диапазонов. Период импульсов
зависит от диапазона и изменяется по закону:
Т=256(4n-1 мкс, где n- номер диапазона.
Для диапазона 1 длительность импульса Ти=192 мкс, длительность паузы
Тп=64 мкс. Длительность импульсов и пауз последующих диапазонов отли?аются
в 4 раза от предыдущего, т.е для второго диапазона Ти=768 мкс, Тп=256 мкс и
т.д. (рис.3).
Ти -Тп





Тс=280 мс
То=280 мс
Э.Д.С. переходного процесса, наведенная в приемной петле (3)
поступает на входные делители (4), которые позволяют расширить динами?еский
диапазон аппаратуры, и далее подается на вход АЦП(5). Сигнал в блоке АЦП
стробируется в заданные блоком управления (6) моменты времени, усиливается
и преобразуется в импульс, длительность которого пропорциональна входному
сигналу. Входной сигнал складывается из опорного напряжения, э.д.с. помехи
и э.д.с. переходного процесса.
Опорное положительное напряжение выбрано большим по амплитуде, ?ем
измеряемое э.д.с. при полном заполнение выходного индикатора. Это сделано
для того, ?тобы суммарный сигнал был всегда положительным независимо от
знака измеряемой э.д.с..
Импульс, длительность которого пропорциональна входному сигналу,
наполняется импульсами ?астотой 1 Мгц, которые поступают на реверсивные
десяти?ные с?ет?ики. Во время То зондирующие импульсы и отклик на них в
генераторной и приемной петлях отсутствуют. Измерение э.д.с. с приемной
петли производится на той же задержке и стой же длительностью, ?то и во
время Тс.
Если во время прохождения серии импульсов производилось накопление
сигнала с наложенной на него помехой, то во время отсутствия (То) серии
импульсов происходит только накопление помехи, и она вы?итается из
окон?ательного результата, который отображается в блоке индикации (7) на
?етырех разрядном цифровом дисплее.
Блок управления (6) синхронизирует работу генераторного блока (1),
блока АЦП (5) и блока индикации (7).
Питание блоков (5), (6), (7), осуществляется от блока питания (8). К
блоку питания (8) подсоединяется исто?ник питания (9) постоянного тока
напряжением 12 В. Исто?ник питания (10) запитывает генераторный блок (1).
Исто?ник питания должен иметь напряжение, обеспе?ивающее необходимый
максимальный ток в генераторной нагрузке (<=70В), и отводы, с которых
снимается напряжение 4В и 12В для питания.



[pic]
При полевых работах методом ЗСБ обы?но используют установки "АВ-
петля", "петля - петля", а также "петля в петле". Последняя является
наиболее широко применяемой из-за высокой технологи?ности работ, повышенной
локальности исследований и определенности местонахождения то?ки записи.


Установка "петля в петле"



Обработка и интерпретация

Принципы интерпретации данных ЗСБ во многом аналоги?ны принципам
интерпретации в других электроразведо?ных методах зондирования, таких,
например, как ВЭЗ, ДЭЗ и др. Так же, как и в любых других геофизи?еских
методах, приемы интерпретации делятся на ка?ественные и коли?ественные.
Ка?ественная интерпретация использует для приближения к решению обратной
зада?и принципы эквивалентности. Коли?ественная интерпретация основана на
строгом решении обратных зада? в рамках разли?ных геоэлектри?еских моделей.
При этом основной моделью является одномерная модель (однородное
горизонтально-слоистое полупространство). Основные особенности
интерпретации, присущие методу ЗСБ, обусловлены сложностью решения прямой
зада?и даже для простейшей горизонтально-слоистой модели.

Предварительная обработка полевых данных.
На?альным этапом обработки данных, полу?енных с помощью аппаратуры
'КОД-1', является введение в компьютер информации, содержащейся в полевом
журнале. Небольшая программа позволяет в процессе ввода данных осуществить
перес?ет параметров, записываемых в ходе полевых измерений (диапазон,
задержка, положение аттенюатора и делителя, средний отс?ет, амплитуда тока
импульсов в генераторной петле) в дискретные зна?ения кривой становления
E(t).
Следующим этапом обработки является рас?ет 'полевых' кривых
кажущегося сопротивления rt(t) по формуле, полу?енной из решения прямой
зада?и для однородного изотропного полупространства:
[pic]
где Q и q -эффективная площадь генераторной и приемной петель,
у?итывающая ?исло витков;
E(t) -приведенная ЭДС в приемном контуре,

[pic], где I0 - амплитуда тока в генераторном контуре.
Затем производится редактирование полевых кривых кажущегося
сопротивления rt(t), (или соответствующих им кривых становления E(t)).
Редактирование может заклю?аться в устранении на?альных то?ек кривой,
отражающих влияние дальней зоны, устранении или смещении отдельных
'отско?ивших' то?ек, устранении всех типов 'ворот' ('ворота' при работе с
аппаратурой КОД-1 возникают при переклю?ении диапазонов и при измерении на
одних задержках с разной амплитудой токовых импульсов в генераторной
петле), сглаживании и интерполяции куби?ескими сплайнами. Таким образом,
после редактирования исходных данных полу?аются пригодные к дальнейшей
интерпретации кривые кажущегося сопротивления rt(t) и соответствующие им
кривые становления E(t). Следует отметить, ?то вся информация о разрезе,

[pic]
которая будет извлекаться в процессе интерпретации, содержится в кривых
E(t), однако, она не удобна для восприятия.
















Кривые кажущегося сопротивления.
Кривые кажущегося сопротивления уже позволяют делать некоторые
ка?ественные заклю?ения о характере разреза: выделить ?исло слоев,
определить соотношение удельных сопротивлений в этих слоях.
[pic]


















Кроме того, существуют еще способы 'экспресс'-интерпретации кривых
кажущегося сопротивления, позволяющие определить один-два параметра
зондируемого разреза. (Как правило, это - суммарная продольная проводимость
S слоев, лежащих выше изолятора и глубина Н до проводника). Так, для кривых
типа Н, в слу?ае отсутствия надежно зарегистрированной восходящей
асимптоты, соответствующей непроводящему основанию (?то слу?ается довольно
?асто), предложен эмпири?еский способ, использующий координаты минимума
кривой - rtmin b tmin:
[pic],
[pic],
где К=0.91 для установки 'петля в петле'.
Существуют альбомы теорети?ески расс?итанных кривых для разли?ных
типов горизонтально-слоистых разрезов. Построив экспериментальные кривые
как [pic] на прозра?ном билогарифми?еском бланке со стандартным модулем
6.25 или 10, можно попытаться совместить их с теорети?ескими и, таким
образом, определить параметры разреза. Однако, палето?ный способ
интерпретации имеет слишком много недостатков и в настоящее время по?ти не
применяется.

Кривые кажущейся проводимости.
Во многих других электроразведо?ных методах обратная зада?а решается
методом подбора с помощью компьютера. Однако, попытки реализовать этот
способ для метода ЗСБ в конце 60-х - 70-х годах оказались малоуспешными
главным образом из-за того, ?то рас?ет прямой зада?и даже в классе
одномерных моделей о?ень сложен и требовал зна?ительных машинных ресурсов.
Так, решение прямой зада?и для разреза из 5-7 слоев на больших ЭВМ типа ЕС,
СМ, БЭСМ-6 и других, существовавших в то время, занимал несколько десятков
минут. О?евидно, ?то подбор параметров модели до совпадения
экспериментальной и теорети?еской кривых, требующий неоднократных рас?етов
прямой зада?и, становился по?ти невозможным. В связи с этим в то время
возник, стал интенсивно развиваться и полу?ил широкое распространение
принципиально иной способ интерпретации, связанный с определением кажущейся
продольной проводимости разреза.
[pic]
При рассмотрении процессов становления поля в горизонтально-слоистом
разрезе в ближней зоне импульсного исто?ника было показано, ?то с те?ением
времени в переходный процесс оказываются вовле?енными все более и более
глубоко залегающие горизонты. В связи с этим В.А.Сидоров и В.В.Тишкаев в
1969г. Предложили наряду с кажущимся электри?еским сопротивлением rt
определять, так называемую, кажущуюся продольную проводимость разреза St -
параметр, который более наглядно, ?ем rt, отражает добавление (с ростом
времени становления) новых проводящих слоев в разрезе и позволяет, хотя и
приближенно, оценивать параметры этих слоев, минуя этап формальной
одномерной интерпретации.
Кажущейся продольной проводимостью разреза St называют продольную
проводимость однородной пленки Шейнмана-Прайса (тонкой проводящей плоскости
мощности a и проводимости s, St = sd, погруженной на глубину в непроводящую
вмещающую среду), эквивалентной в данный момент времени становления
реальному разрезу по вели?ине измеренного в этот момент времени поля. Иными
словами, при введении кажущейся продольной проводимости St реальный разрез
заменяется эквивалентной проводящей плоскостью то?но так же, как при
введении кажущегося сопротивления rt реальный разрез заменяется однородным
полупространством, при?ем с увели?ением времени становления проводящая
плоскость погружается, отражая влияние более глубинных слоев на процесс
становления.
Теорети?еское решение зада?и о становлении поля над проводящей
пленкой Шейнмана-Прайса дает следующий результат (для установки типа 'петля-
петля'):
[pic],
где E(t) - ЭДС в приемной петле, нормированная на
амплитуду
токовых импульсов в генераторной петле:
[pic];
Q и q - эффективная площадь генераторной и
приемной петель;
St и ht - параметры проводящей плоскости Шейнмана-
Прайса.

Из приведенной формулы видно, ?то одного зна?ения E(t в данный момент
времени недостато?но для нахождения параметров проводящей плоскости St и
ht. Чтобы избавиться от неопределенности можно, например, воспользоваться
еще и производной функции становления по времени [pic]. Не слишком сложные
математи?еские преобразования позволяют вывести формулы для рас?ета St и ht
для каждого момента процесса становления, в которых будут у?аствовать
зна?ения ЭДС, ее производной во времени и времени становления, для которого
производится рас?ет
[pic].

Кривая St(ht) содержит ту же информацию о разрезе, ?то и кривая
rt(t), однако, имеет относительно большую наглядность, так как любую ?асть
этой кривой можно интерпретировать, как продольную проводимость
соответствующей ей па?ки слоев разреза. О?евидно, ?то кривые кажущейся
продольной проводимости для идеального горизонтально-слоистого разреза
будут монотонно возрастать, а наклон каждого у?астка, аппроксимируемого
прямой линией, отражать удельное сопротивление соответствующего слоя.
Отклонения реальных кривых от теорети?еских объясняются нали?ием слу?айной
составляющей в перви?ных данных (помехи), нали?ием падения пластов или
присутствием двумерных или трехмерных неоднородностей в разрезе. Однако,
если влияние пере?исленных факторов невелико, то можно интерпретировать
кривую кажущейся продольной проводимости St(ht) в рамках одномерной
горизонтально-слоистой модели. Прослеживая изменения St с глубиной, можно
рас?ленить разрез на слои с примерно постоянной проводимостью s, и выделить
интервалы глубин, соответствующие границам этих слоев. Для повышения
геологи?еской эффективности интерпретации используют корреляцию
геоэлектри?еских слоев, выделенных по кривым St(ht) на соседних то?ках
профиля.
Таким образом, последним этапом обработки является рас?ет кривых
кажущейся продольной проводимости по сглаженным кривым становления E(t).
Полу?енные кривые для удобства интерпретации строятся вместе с у?етом
рельефа местности и реального положения то?ек зондирования относительно
друг друга. Коррелирование некоторых характерных то?ек на кривых St(ht) по
профилю позволяет проследить положение геоэлектри?еских границ в
пространстве. Используя формальное дифференцирование кривых, можно
определить осредненные геоэлектри?еские параметры слоев, задаваемых
выделенными границами. Следует отметить, ?то для повышения эффективности
интерпретации необходимо максимально использовать всю имеющуюся априорную
информацию о разрезе (полу?енную с помощью других геофизи?еских методов, по
данным бурения и т.д.).

Решение обратной зада?и методом подбора.
В последние десятилетия ситуация с компьютерными программами решения
обратной зада?и ЗСБ методом подбора заметно изменилась. Этому
способствовали, в основном, два обстоятельства: появление доступных и
достато?но мощных вы?ислительных систем на базе персональных компьютеров и
разработка алгоритмов быстрого решения прямой зада?и становления поля в
горизонтально-слоистом разрезе в ближней зоне импульсного исто?ника. Так,
например, рас?ет прямой зада?и для модели из 5-7 слоев с помощью
программного комплекса 'ЭРА', разработанного в СНИИГГиМС (г.Новосибирск) и
реализованного для IBM-совместимых персональных компьютеров, в зависимости
от тактовой ?астоты процессора, займет 2-15 сек. Это позволяет достато?но
легко и быстро решать обратную зада?у методом подбора. Как и для любых
других обратных зада? геофизики, решаемых методом подбора, ставится зада?а
минимизации функционала невязки по параметрам модели:
[pic],
где [pic] - вектор параметров модели r1,h1,...,rn,hn;
vi - весовая функция, обы?но обратно пропорциональная
дисперсии;
fiэ и fit - экспериментальное и теорети?еское зна?ения полей или их
трансформант;
m - ?исло отс?етов зондирующего параметра (время
становления).

Программный комплекс 'ЭРА' позволяет после решения обратной зада?и
оценить то?ность определения и вклад каждого параметра модели в решение и
пределы эквивалентности для каждого параметра.
Несмотря на то, ?то стало возможным проводить формальное решение
подбором в классе одномерных моделей для каждой то?ки зондирования, лу?ший
результат дает комплексный подход. Он основан на анализе S- трансформаций с
у?етом корреляционных связей на у?астках профиля, дающем некоторую
геоэлектри?ескую модель, которая может использоваться в ка?естве модели
на?ального приближения для решения обратной зада?и методом подбора. Решение
обратной зада?и можно проводить не для всего объема материала, а только в
наиболее интересных то?ках или для кривых, наименее искаженных влиянием
помехи. Полу?енная в результате подбора геоэлектри?еская модель
используется для уто?нения на?альной модели. В результате такой
интерпретации можно быстро полу?ить достато?но то?ную объемную
геоэлектри?ескую модель исследуемого региона (рис. ).