Инструкция к программе IPI_GATE

Рис. 2.21. Схема установки ДЭЗ

Рис. 2.20. Схема установки вертикального электрического зондирования

К1,К2 - катушки с проводом; Г – генератор, И - измеритель, A,B,M,N – питающие и измерительные электроды; пунктиром показаны токовые линии

 

На одной стоянке прибора выполняют 20-25 измерений при последовательном увеличении разносов. Максимальные разносы выбирают исходя из заданной глубины исследования, которую оценивают приближенно по формуле:

(Ζэф)mах ≈ 0,1АВ (2.10)

Электрическое зондирование выполняется постоянным или переменным током низкой частоты. В процессе работ на каждом разносе по результатам измерений вычисляют кажущееся сопротивление:

(2.11), где

k – коэффициент установки:

(2.12)

ДЭЗ основан на последовательном удалении друг от друга питающего и измерительного диполей (линий АВ и MN, линейный размер которых меньше расстояния между их центрами). При этом, линия MN последовательно удаляется с заданным шагом от АВ (рис. 2.21).

Г – генератор, И - измеритель, A,B,M,N – питающие и измерительные электроды,

пунктиром показаны токовые линии

 

Возможен вариант, когда от точки зондирования в противоположных направлениях удаляются и АВ и MN. В обоих случаях физика процесса такова, что чем дальше MN от АВ, тем "ощущается" больший вклад от вторичных зарядов все более и более глубоких горизонтов. Регистрируемые сигналы на каждом удалении MN, как и при ВЭЗ, отражают интегральный (суммарный) вклад зарядов, при том, что чем больший по толщине слой, тем вклад зарядов от него наибольший.

Метод ДЭЗ по отношению к ВЭЗ точнее регистрирует локальные неоднородности за счет повышенной глубинности. Кроме того, его установки более мобильны. Недостаток ДЭЗ в том, что напряженность поля убывает пропорционально кубу расстояния (у ВЭЗ пропорционально квадрату расстояния) и поэтому требуется использование более мощного генератора, чем для ВЭЗ.

Обработка полевых данных начинается с пересчета наблюденных значений разности потенциала между приемными электродами в кажущееся сопротивление. Формула расчета приведена выше.
После расчета значений кажущегося сопротивления строятся кривые ВЭЗ в билогарифмическом масштабе. Для этого можно использовать как специальные билогарифмические бланки, так и обычную миллиметровку. В последнем случае нужно с помощью калькулятора вычислить десятичные логарифмы для всех значений кажущегося сопротивления. Перейдя к логарифмам, можно легко строить кривые ВЭЗ в любом удобном масштабе, а не только в фиксированном масштабе билогарифмического бланка.
После построения кривых ВЭЗ проводится отбраковка сильных выбросов на кривой связанных с ошибками наблюдения или влиянием неоднородностей. При достаточно частом шаге по разносам (обычно для дипольных установок) проводится сглаживание кривой ВЭЗ с помощью сплайна или вручную. Существуют и специальные методики подавления геологических помех (Median).

Назначение программы: подготовка данных для IPI. Под подготовкой данных подразумевается:

1. Расчет коэффициентов установки AMNB или AMN (только для установок Шлюмберже) и значений по введенным dU или dU и I (для АНЧ-3 или АЭ-72).

2. Коррекция значений с помощью мыши по виду кривой на экране, или без мыши в таблице значений или dU.

3. Устранение ворот на кривой ВЭЗ. Это может быть сделано путем параллельного сдвига к правому (для большей MN) или левому (для меньшей MN) (по выбору) сегменту кривой, или путем сглаживающего перехода от одного сегмента к другому без их смещения.В процессе устранения ворот дополнительно кривая ВЭЗ может быть сдвинута к сегменту "n" при запуске с опцией IPI_GATE.EXE /n, где n= 1,2,3,4. Номера сегментов идут слева направо.

4. Запись исправленных данных (dU или dU и I) на диск в файл (*.dtn). Возможна работа с ними вместо (*.dtg).

5. Запись данных на диск в файл, подготовленный для IPI (*.dat).

6. Запись значений (с "воротами") на диск в файл, дублирующий полевой журнал (*.rok).

Файл данных для IPI_GATE должен иметь стандартное расширение .dtg.

Структура файла *.dtg:

1 и 2 строки: любая информация о файле (профиль, пикеты, участок)
3 строка: n_VES, IP_key, nABmax, n_segm, Type of array, Key of Array.

  • n_VES - число ВЭЗ (не более 100), IP_key - ключ ВП (0-ВЭЗ, 1-ВЭЗ-ВП),
  • nABmax - максимальное число разносов в данном файле (не более 30), n_segm - число ворот на кривой ВЭЗ (0,1,2,3,4),
  • Type of array - ключ установки (0 или +/- 3,4).
  • Key of Array - (S,W,D,U); S - установка Шлюмберже, W - Веннера, D - дипольная осевая, U - двухэлектродная AM). Когда Key of array имеет метку "_", это значит, что перекрытие сегментов составляет не две точки, а одну (см. рис.2,b и пример файла *.dtg N 5). Число ворот на 1 меньше числа сегментов (линий MN).

Когда ключ установки = 0, вводятся значения - (A), когда не 0 - (В) - вводятся dU и I, когда = 3, - измеренные напряжения dU и ток I для трехэлектродной установки, когда = 4, -значения dU и I для четырехэлектродной установки. Ключ установки со знаком + (или без знака) соответствует аппаратуре с измерением тока (АЭ-72 и т.п.), со знаком "-" - аппаратуре типа АНЧ-3 (ток стабилизирован и един в пределах всей кривой ВЭЗ и для всех точек профиля). dU и ток должны быть сходной размерности: или мВ и мА или В и А.
Когда перед числом ворот стоит знак + (или нет знака) все сегменты кривой ВЭЗ приводятся к большей MN, когда знак - к меньшей MN.
4 строка: номер разноса, с которого начинаются ворота; если ворот несколько, то и номеров будет несколько.
5 строка: длина линии (или линий) MN
6 строка: массив разносов АВ/2 или АО. С 6 строки данные для строки одного номера могут размещаться в нескольких физических строках. Понятие строки теперь надо понимать как "порция однотипных данных" при условии, что следующая порция будет с новой строки.
A. Если ключ установки = 0, то:
В 7 строке: номер точки ВЭЗ (до 8 символов)
В 8 строке: число значений разносов для данного зондирования.
В 9 строке: значения .

Примечание. При наличии "ворот" порядок следования значений dU, тока или в соответствующих строках таков:

  • мMN, мAO;
  • бMN, мAO;
  • мMN, бAO;
  • бMN, бAO,

где м-меньшее, б-большее (см. рис.1,А). Стандартные для IPI-Gate "ворота" состоят из двух последовательных разносов AO и последний после ворот сегмент продолжается не менее, чем на 1 точку. Нарис.1,В показаны ворота с перекрытием в одну точку.

B. Если ключ установки не 0 и соответствует аппаратуре АНЧ-3 со стабилизированным током, то
в 7 строке - значение тока (в mA), одно для всех последующих ВЭЗ.
В 8 строке: номер точки ВЭЗ (до 8 символов)
В 9 строке: число значений разносов для данного зондирования.
В 10 строке: значения разности потенциалов dU (в mВ).
B+. Если ключ установки не 0 и соответствует аппаратуре АЭ-72 (с измеряемым током), то в последующих повторяющихся группах строк должны быть такие данные:
В 7 строке: номер точки ВЭЗ (до 8 символов)
В 8 строке: число разносов для данного зондирования.
В 9 строке: значения разности потенциалов dU (в mВ).
В 10 строке: значения силы тока I (в mA).

Примеры записи данных при работе с программой IPI 2Win:

---------------------- Пример 1 для АНЧ-3 и AMN ---------
Bilibino-90, VES FROM 24.5 TO 43.0 ╕ 1 и 2 строка - описание
profile 4 ╕ профиля
1 0 17 1 -3 { Число VES, KeyIP, Мax. nAB,число ворот, KeyArray }
9 { номер разноса начала ворот }
1 10 { длины линий MN }
1.39 1.93 2.68 3.72 5.18 7.20 10.00 ╕разносы
13.90 19.30 26.80 37.20 51.80 72.00 100.00
139.00 193.00 268.00
10 ╕ ток для АНЧ-3 вводится один раз в начале файла
26.5/4-n ╕ Номер (имя) ВЭЗ
17 { nAB / Rok or dU / [ I ] } ╕ число разносов
3800 2150 1070 480 237 124 51 13.5 8.5 57 2.27 24 12 5.6 2.85
1.76 0.97 0.44 0.165 ╕ каж. сопр.

-------------------- Пример 2 для АЭ-72 и AMN ---------
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2 0 17 1 3 {Num of VES, KeyIP, max. nAB,num. of gates, KeyArray}
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
58.0/3-n
13 { nAB / Rok or dU / [ I ] }
980 940 720 480 400 385 183 138 72 26.5 300 26 110 178 20 ╕ dU
3.1 3.5 4.4 4.5 5.4 7.1 5.5 6.2 5.8 7.3 7.3 22.5 7.9 49 44 ╕ ток

-------------------------- Пример 3 для ввода -----------
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
25 0 17 1 0 {Number of Ves points, KeyIP, max. nAB, num.of gates}
9 { номер разноса начала ворот }
1 10 mn
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
0.5/4-s
15
1.59 1.49 1.39 1.67 1.67 1.30 0.66 0.49 0.58 0.46 ╕ значения
0.68 0.57 0.66 0.77 1.02 1.05 1.01 0.77 0.90 ╕

----------------------- Пример 4 для АНЧ-3 и AMN без ворот------
Bilibino-90, VES FROM 24.5 TO 43.0 ╕ 1 и 2 строка - описание
profile 4 ╕ профиля
1 0 17 0 -3 {Число VES, KeyIP, Мax. nAB, число ворот, KeyArray}
{ номер разноса начала ворот }
1 { длины линий MN }
1.39 1.93 2.68 3.72 5.18 7.20 10.00 ╕разносы
13.90 19.30 26.80 37.20 51.80 72.00 100.00
139.00 193.00 268.00
10 ╕ ток для АНЧ-3 вводится один раз в начале файла
26.5/4-n ╕ Номер (имя) ВЭЗ
17 { nAB / Rok or dU / [ I ] } ╕ число разносов
3800 2150 1070 480 237 124 51 13.5 8.5 5.7 2.27 1.2 0.56 0.285
0.176 0.097 0.044 ╕ разносы

____________Пример 5 для ворот с перекрытием в одну точку}_____
Pastuhovka, Lime street
Profil 5
1 0 12 +1 -3 _S {Num VES, KeyIP, max.nAB, num.of gates, ArrayType, KeyArray}
8 { номер начала ворот }
0.95 10.0 { длины MN }
1.39 1.93 2.67 3.72 5 7.2 10 13.9 20 30
40 50 { AO разносы }
100.00 { сила тока в mA }
40 { имя VES }
11
310.000 155.000 70.000 35.000 21.000
10.000 4.000 1.650 15.000 9.400 4.800 3.100

 

Лекция 8. Тема: Методы переменных (гармонически изменяющегося, неустановившегося и магнитотеллурического) электромагнитных полей. Интерпретация результатов электроразведки, ее место в комплексе работ при решении геологических задач

 

Модификации ЭП и ЭЗ находят широкое применение не только при использовании постоянного электрического поля, но и на основе переменных электромагнитных полей. К последним относятся:

1) Гармонически изменяющееся поле;

2) Неустановившееся поле (поле переходных процессов);

3) Магнитотеллурическое поле.