Способы обработки и результаты исследований методом ЧЗ-ВП на территории Среднего Приобья

Автор: Пользователь скрыл имя, 19 Марта 2013 в 12:32, курсовая работа

Краткое описание

Электрическая разведка, или электроразведка, является одним из основных разделов разведочной геофизики – науки, относящейся к циклу наук о Земле и занимающейся изучением геологического строения земной коры и глубинных зон нашей планеты. Методы электроразведки широко применяются как при геологоструктурных исследованиях и геологическом картировании, так и при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых.

Файлы: 1 файл

КУРСАЧ.doc

— 145.00 Кб (Скачать)

Федеральное агентство по образованию

Тюменский Государственный  Нефтегазовый Университет

Институт Геологии и  Нефтегазодобычи

Кафедра прикладной геофизики

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая  работа

 

 

На тему:

 Способы обработки и результаты исследований методом ЧЗ-ВП на территории Среднего Приобья.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

Студент группы ГФН-10

Пестов Д.А.

Проверил:

Доктор геолого -

минералогических наук,

профессор кафедры ПГ

Дмитриев А.Н.

 

 

 

 

 

 

г. Тюмень, 2012

 

 

 

 

Темы  №20-27 (способы  обработки)  выполняются  по  следующей 

схеме:

а) введение с формулировкой задачи по курсовой работе;

б) теоретические основы метода;

в) способы обработки полевых  измерений;

г) графическое представление результатов  интерпретации;

д) заключение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Электрическая разведка, или электроразведка, является одним из основных разделов разведочной геофизики – науки, относящейся к циклу наук о Земле и занимающейся изучением геологического строения земной коры и глубинных зон нашей планеты. Методы электроразведки широко применяются как при геологоструктурных исследованиях и геологическом картировании, так и при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых.

Электроразведка объединяет физические методы исследования геосфер Земли, поисков и разведки полезных ископаемых, основанные на изучении электрических и электромагнитных полей, существующих в Земле либо в силу естественных космических, атмосферных, физико-химических процессов, либо созданных искусственно. Используемые поля могут быть: установившимися, т.е. существующими свыше секунды (постоянными и переменными, гармоническими или квазигармоническими с частотой от миллигерц (1 мГц = 10-3 Гц) до петагерц (1 ПГц = 1015 Гц)) и неустановившимися, импульсными с длительностью импульсов от микросекунд до секунд. С помощью разнообразной аппаратуры измеряют амплитудные и фазовые составляющие напряженности электрических (Е) и магнитных (Н) полей. Если напряженность и структура естественных полей определяется их природой, интенсивностью, а также электромагнитными свойствами горных пород, то для искусственных полей она зависит и от мощности источника, частоты или длительности, а также способов возбуждения поля. Основными электромагнитными свойствами горных пород являются удельное электрическое сопротивление (УЭС), электрохимическая активность, поляризуемость, диэлектрическая и магнитная проницаемости. Электромагнитные свойства геологических сред, вмещающей среды, пластов, объектов, а также геометрические параметры последних служат основой для построения геоэлектрических разрезов. Геоэлектрический разрез над однородным по тому или иному электромагнитному свойству полупространством принято называть нормальным, а над неоднородным - аномальным. На выделении аномалий и основана электроразведка.

Предметом исследования электроразведки является литосфера, и прежде всего её верхняя оболочка – земная кора.

Задачи электроразведки: региональные исследования земной коры на суше и под дном океанов; поисково-разведочные  работы на нефть и газ, рудные, нерудные полезные ископаемые и уголь; изучение геологической среды с

 

 

 

 

 

 

 

инженерно-геологическими, гидрологическими, мерзлотно-гляциологическими, почвенно-мелиоративными, техногенными и другими целями.

Зондирование – это  изучение геоэлектрического разреза  по вертикали, то есть на глубину. В  электроразведке существует два  принципа зондирования:  геометрический  и частотный.  Электрические  зондирования  в методе  сопротивлений  являются  типичным представителем  геометрических зондирований, то есть глубинность их исследований зависит от расстояния  между  приемными  и  питающими  электродами,  чем  больше  это

расстояние – тем  больше  глубинность.

В данной работе нас интересует один из методов электроразведки – метод ЧЗ ВП (частотное зондирование с регистрацией вызванной поляризации), способы его обработки и результаты исследований на территории Среднего Приобья.

Частотным зондированием  называют дипольное индукционное зондирование, основанное на изучении элементов переменного электромагнитного поля в дальней зоне при изменяющейся частоте поля. Существенной особенностью данной модификации заключается в том, что во время зондирования разнос диполей остается неизменным, а частота изменяется дискретно (или непрерывно) от высоких значений до инфранизких. Таким путем осуществляется «задавливание» вихревых электрических токов вглубь Земли (основаны на принципе скин-эффекта). К геологическим задачам, решаемым частотным зондированием, относится как картирования поверхности фундамента платформенных областей, так и расчленение осадочной толщи для поисковых и инженерно-геологических целей.

Метод вызванной поляризации  основан на образовании вторичных  поверхностных зарядов в горной породе при пропускании через  неё постоянного или низкочастотного переменного тока. Существуют два основных варианта изучения поля ВП – импульсный и частотный. В первом из них изучают временные характеристики электрического поля после выключения постоянного тока в заземленной питающей линии. К недостаткам импульсного варианта надо отнести низкую производительность измерений и сильное влияние электрических помех.

В частотном варианте метода ВП изучают либо амплитудные, либо фазовые характеристики электрического поля заземленных источников,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

питаемых током инфранизкой  частоты (0,1-10 Гц). Этот вариант имеет  ряд достоинств:

-  Высокая помехозащищенность измерительной аппаратуры.

-  Простая техника измерений.

- Высокая производительность полевых наблюдений по сравнению с импульсным вариантом.

 

Среднеобская нефтегазоносная  область выявляется в центральной  части Западно-Сибирской провинции в пределах Нижневартовского и Сургутского районов Тюменской области и частично в Александровском районе Томской области. Она включает Сургутский и Нижневартовский своды, Салымское куполовидное поднятие и окружающие их впадины.

Характерной особенностью разреза платформенных мезозойско-кайнозойских отложения является преобладание морских и прибрежно-морских отложений, наличие в валанжинских и готеривских отложениях, выдержанных на значительное расстояние пластов песчаников и разделяющих их глинистых перемычек. Общая мощность осадочного платформенного чехла в пределах области 2500-300 м.

Среднеобская нефтегазоносная  область подразделяется на три района: Верхнесалымский, Сургутский и Нижневартовский, в каждом из которых открыты месторождения  нефти.

Промышленные залежи нефти выявлены в тюменском, мегионском и вартовском комплексах. Преобладают многозалежные месторождения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теоретические основы метода

 

Частотное электромагнитное зондирование.

Метод частотного электромагнитного  зондирования (ЧЗ) основан на изучении электрической или магнитной составляющих электромагнитного поля, созданного в земле или электрическим диполем АВ, или петлей, которые питаются переменным током с постепенно изменяющейся частотой. В методе частотных зондировании используют дипольные установки (чаще всего экваториальные). Однако в методе ЧЗ расстояние r между питающим АВ и приемным MN диполями может оставаться постоянным.

Изменение глубины исследования в методе ЧЗ достигается за счет явления скин-эффекта. Оно заключается в том, что чем выше частота колебаний электромагнитного поля, тем сильнее оно затухает с глубиной. Таким образом, на высоких частотах поле охватывает приповерхностную часть среды, а по мере понижения частоты оно проникает все глубже и начинает нести информацию о нижних слоях разреза

Частотные  зондирования  могут  применяться  как  для  глубинных 

(первые километры)  исследований, так и для изучения разрезов на сравнительно  небольшую (до  первых  сотен  метров)  глубину.  В  первом  случае зондирования выполняются в диапазоне частот 10^(-1)–10^3 Гц (низкочастотные ЧЗ), во втором случае – в диапазоне 10^3–10^6 Гц (высокочастотные ЧЗ).

 

Глубиной проникновения  электромагнитного поля в землю ( ) называется расстояние, на котором амплитуда волны уменьшается в раз.

 

 

     

                             

где - среднее сопротивление горных пород, а Т - период колебаний электромагнитного поля. Следующее важное следствие, вытекающее из формулы (1), заключается в том, что глубина проникновения

электромагнитного поля в землю тем больше, чем выше сопротивление горных пород. В изоляторе  поле распространяется сколь угодно далеко,

 

 

 

 

 

 

 

 

практически не затухая, а в хорошем проводнике стремится к нулю. Таким образом открывается возможность не изменяя расстояния между источником и приемником изучать свойства среды на различной глубине изменяя частоту поля.

Методика ЧЗ сводится к измерению тока I в линии AB и напряжения на приемном электрическом диполе Ex и магнитном диполе Hz. По этим параметрам рассчитывают кажущееся сопротивление на переменном токе

 

где kE, kH  — коэффициенты установок, зависящие от расстояния между диполями, размеров диполей, частоты поля и числа витков в генераторной и приемной петлях.

В результате выполнения ЧЗ на логарифмических бланках строят кривые ЧЗ для электрической и  магнитной составляющих. По вертикали  откладывают кажущееся сопротивление, а по горизонтали - параметр, пропорциональный

глубинности, - . Кривые ЧЗ, хотя и похожи кривые ВЭЗ, но содержат дополнительные экстремумы, обусловленные структурой поля, а не влиянием слоев. Кроме амплитудных значений напряженности можно изучать разности фаз между Ex, Hz и опорной фазой тока (φE и φH).

Измерение двух компонент  поля и двух сдвигов фаз делает интерпретацию кривых ЧЗ более точной, чем при ДЗ. В результате интерпретации  определяют сопротивления и мощности отдельных горизонтов в разрезе.

 

Для случая, когда источником является электрический диполь АВ с моментом тока в диполе Р, компоненты электромагнитного поля над однородным полупространством равны:

                   

где - компонента электромагнитного поля, параллельная линии АВ;

- компоненты электромагнитного  поля, перпендикулярные линии АВ;

- вертикальная составляющая  магнитного поля;

Для случая, когда источником является вертикальный магнитный диполь, компоненты электромагнитного поля над однородным полупространством равны:

     

 

где -вертикальная составляющая магнитного поля;

- тангенсальная составляющая  электрического поля;

Как видно из вышеприведенных  формул, все компоненты поля зависят от электрических параметров разреза. Значит, измерив на поверхности земли компоненты электромагнитного поля мы можем найти значения .

Для детального анализа  компонент электромагнитного поля,  рассмотрим их поведение в ближней  и дальней зонах источника, которые определяются произведением , где - волновое число в квазистационарном приближении, а r - расстояние от приемника до источника (разнос). Используем для ближней зоны (kr << 1) разложение по малому параметру :

, тогда в поле электрического  диполя АВ:

                                                                      

а в поле магнитного диполя:

                                                                       

Таким образом мы видим, что электрические компоненты в  ближней зоне имеют зависимость  от параметров разреза, а магнитные  нет. (В случае петли легко показать, что мнимая часть компоненты Hz во много раз меньше действительной. Разнос стремиться к нулю и частота стремится к нулю. Первый член в формуле - первичное магнитное поле петли). Зависимость электрических компонент от параметров разреза в ближней зоне широко используется в различных модификациях геометрических электрических зондирований на постоянном токе (ВЭЗ, ДЭЗ и т.д.).

Пренебрегая более малыми величинами при  >>1 (дальняя зона), получаем в случае питающего диполя АВ:

                                                                 

а в случае питающего  магнитного диполя:

                                                                                     

Как мы видим из формул, в дальней зоне все компоненты электромагнитного поля имеют связь с параметрами разреза и их можно использовать для определения удельного электрического сопротивления. В дальней зоне источника электромагнитная волна, распространяющаяся в проводящей земле полностью затухает, и сохраняется только электромагнитная волна идущая по воздуху, без поглощения. Для частот, используемых при проведении ЧЗ можно считать, что она одновременно возбуждает вторичные волны на поверхности раздела земля-воздух, т.е. действую законы плоской волны.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Информация о работе Способы обработки и результаты исследований методом ЧЗ-ВП на территории Среднего Приобья