Інтерпретація кривих вертикального електричного зондування
4.2.1 Мета і завдання роботи
Метою роботи є ознайомлення студентів з деякими питаннями якісної і кількісної інтерпретації кривих ВЕЗ, з поняттям - опорний електричний горизонт. Також студенти повинні одержати практичні навички побудови карт в ізолініях, навчитись аналізувати карту аномалій уявного опору, користуватись ПЕОМ для обробки та інтерпретації кривих ВЕЗ.
Завдання роботи: виконати якісну інтерпретацію кривих ВЕЗ з побудовою різних карт. Кількісну інтерпретацію виконати з використанням ПЕОМ. Побудувати геоелектричний розріз, використавши результати інтерпретації.
4.2.2 Короткі теоретичні відомості
Залежно від числа шарів в геологічному розрізі та їхніми питомими електричними опорами криві ВЕЗ мають різний характер. Розрізняють два типи двошарових і чотири типи тришарових кривих ВЕЗ (рис.4.8). Чотирьохшарові криві поділяються на вісім типів: HK, HA, KH, KQ, AA, AK, QQ, QH.
Інтерпретація результатів ВЕЗ здійснюється з метою побудови геологічного розтину досліджуваної ділянки. Для інтерпретації кривих ВЕЗ введено поняття “опорний електричний горизонт”, при вживанні якого мають на увазі товщу гірських порід дуже низького або надто високого питомого опору порівняно з вищими і розташованими унизу товщами. Наприклад: глинисті відклади характеризуються низьким питомим опором; гіпси, ангідрити, вапняки, породи кристалічного фундаменту - високим. Ті та інші можуть виступати в якості опорного горизонту. Опорний горизонт також повинен мати достатньо велику потужність (товщину), щоб чітко виділятись на кривих ВЕЗ. Фізичні властивості порід цього горизонту повинні бути витримані по всій ділянці досліджень.
4.2.2.1 Якісна інтерпретація
Інтерпретація кривих ВЕЗ поділяється на якісну та кількісну.
Якісна інтерпретація полягає у співставленні кривих зондувань за формою, у зображенні просторових закономірностей розподілу тих чи інших особливостей їхніх форм у вигляді карт типів кривих, карт повздовжньої провідності або поперечного опору, карт розрізів ізоом і т.ін. Відображаючи особливості геоелектричного розтину на площі досліджень, якісна інтерпретація дозволяє:
1. Отримати загальне уявлення про геологічну будову площі;
2. Якісно охарактеризувати поведінку опорного електричного горизонту, а, отже, виділити геологічні структури, які цікаві в практичному плані;
3. Одержати якісну характеристику фаціальної зміни окремих товщ порід у межах площі досліджень (обмежити ділянки збагачені піщаною фракцією, зони тріщинуватості і т.ін.).
Графічні матеріали якісної інтерпретації:
1) карти типів кривих ВЕЗ;
2) карти однакових значень повздовжньої провідності (карти S);
3) карти рівних значень позірного опору при певних розносах;
4) карти рівних значень абсцис і ординат максимумів і мінімумів кривих зондувань;
5) карти і графіки кутів нахилу правих асимптот кривих ВЕЗ;
6) вертикальні розрізи уявних опорів.
Карти типів кривих ВЕЗ. Щоб побудувати карти, всі криві, які одержані в межах площі досліджень, систематизуються за типом (рис.4.9,а), а також за ознаками, які відображають найбільш цікаві особливості геологічного розтину, наприклад, за відношенням опорів різних горизонтів, за кількістю і т.ін. Кожному типу кривих надають умовну позначку, яку надалі наносять на план розміщення точок ВЕЗ. Області розміщення кривих одного типу виділяють на плані за допомогою штриховки або кольорової легенди.
У деяких випадках за типом кривої ВЕЗ можна якісно визначити кількість шарів (пластів), послідовність їхнього відкладення, наявність тих чи інших пошукових об`єктів. Будь-яка суттєва зміна геоелектричних властивостей розтину, яка пов`язана, наприклад, з виклинуванням шарів, регіональним зміщенням порід, переходом через контакт і т.д., у тій чи іншій мірі впливає на форму кривої ВЕЗ. Тобто, тип кривої та його зміна зумовлені геологічними причинами (рис.4.9,б).
Карти рівних значень повздовжньої провідності. Карти S будуються у тому випадку, коли в геологічному розрізі є горизонт нескінченно високого електричного опору, або коли, принаймі, опір опорного горизонту є набагато більший за опір порід, які перекривають даний горизонт, криві ВЕЗ типу H і A.
Для побудови карти S по правій асимптотичній гілці кожної кривої ВЕЗ (у випадку підстеленого горизонту нескінченно високого опору) визначають величину сумарної повздовжньої провідності надопорної товщі, яка чисельно дорівнює точці перетину дотичної до правої асимптоти кривої ВЕЗ (рис.4.10) з віссю АВ/2 (точка А).
Рисунок 4.8 – Типи кривих ВЕЗ а) і б) двошарові; в) – тришарова типу Н; г) тришарова типу К; д) – тришарова типу А; е) – тришарова типу Q.
Криві: 1 - типу HK; 2 - типу K; 3 - двохшарові; 4 - над однорідним
середовищем з опором 
.
Рисунок 4.9 - Карти типів кривих (а) і геологічний розтин дослідженої ділянки (б) по профілю 1.
Рисунок 4.10 - Визначення параметра S.
Значення S виписують з правого боку точки відповідного зондування. В одержаному полі чисел проводять ізолінії S. Крок ізоліній вибирають відповідно до характеру зміни S з точністю замірів та вимог деталізації піддослідних структур. При умові 
=const повздовжня провідність прямопропорційна сумарній товщині провідної частини геологічного розтину, яка перекриває високоомний горизонт. Тобто, карта S якісно характеризує рельєф опорного високоомного горизонту, причому, тим точніше, чим стабільнішим буде повздовжній опір .
Якщо повздовжній опір відомий, наприклад, з електрометрії свердловин, то можна побудувати карту товщини (в ізопахітах) провідної товщі. Від карти ізопахіт можна перейти до структурної карти, тобто карти ізогіпс покрівлі опорного горизонту.
Формула для розрахунку абсолютних відміток
(4.7)
Карти рівних значень позірного опору. Карта рівних значень 
(ізоом) будується для фіксованої ефективної глибини зондування, що відповідає фіксованим розносам (тобто тут перехід від результатів ВЕЗ до ЕП (електропрофілювання). Конкретний розмір розносів АВ вибирають на опорних точках при порівнянні з геологічним
матеріалом характерних точок кривої зондування, які відображають поведінку пошукового об`єкта, наприклад, опорного горизонту, локального включення, зони глибинного розлому, заглибленого русла ріки і т.ін.
На картах ізоом породи високого опору, а також підняття опорного горизонту відображаються зонами відносного підвищення значень позірного опору.
Вертикальний розріз позірного опору 
. Побудова даних розрізів найбільш розповсюджена на стадії якісної інтерпретації кривих ВЕЗ. Для прикладу, на рис.4.9,а показана якісна залежність кривих ВЕЗ від геологічного середовища розрізу.
Побудову вертикального розрізу розпочинають з винесення точок ВЕЗ на профіль в лінійному масштабі. Масштаб вибирається довільним, але так, щоб віддаль між точками ВЕЗ була приблизно 1,5-2,0 см. По вісі ординат (вісь направлена вниз) відкладають піврозноси лінії живлення ( 
) у логарифмічному масштабі (див. рис.4.11).Потім для кожної точки ВЕЗ по профілю і кожного значення розносів АВ по кривим зондування знімаються значення і виносяться на розтин чорнилами або тушшю. Наступним кроком побудови карти є проведення ізоліній , використовуючи правило інтерполяції. Крок ізоліній вибирають довільним залежно від діапазону значень , але він повинен бути кратним 2,5; 5; 10 Ом 
і т.д. Ізолінії наводять олівцем, відповідно до вимог інструкції з топографічного креслення.
Вертикальний розріз позірного опору характеризує геоелектричні властивості розрізу і дозволяє виділити локальні аномальні ділянки, які відображають поведінку електричного поля навколо горизонтальних неоднорідностей.
Рисунок 4.11 - Вертикальний розріз позірного опору.
4.2.3 Автоматизована інтерпретація кривих ВЕЗ
Інтерпретація за допомогою палеток досить працемістка і займає багато часу. Поява комп`ютерної техніки значно полегшила роботу інтерпретаторів. Існують різні програми обробки кривих ВЕЗ. Ми зупинемось на одній з них під назвою VEZ, що розроблена в ІФНТУНГ на кафедрі польової нафтогазової геофізики.
Для того, щоб запустити програму VEZ потрібно курсором відмітити директорій VEZ і натиснути на “Enter”. Курсором відмітити файл VEZ.EXE і натиснути на “Enter”. На екрані появляється головне меню програми VEZ:
Для роботи слід курсором відмітити “Ввід редагування” і натиснути на “Enter”. Знову на екрані появляється вікно:
Курсором відмітити “Створити новий файл” і натиснути на “Enter”. На екрані появляється вікно:
|
 |
Введіть ім`я файлу латинськими літерами і натисніть на “Enter”. На екрані появляється логарифмічний бланк і вікно:
 |
Ввівши номер пікета, натисніть на “Enter”. На екрані появляється таблиця, у якому потрібно ввести значення розносів і опорів:
| Розноси | Опір | |
| 1,5 3,0 5,0 9,0 15,0 25,0 40,0 65,0 100,0 150,0 220,0 340,0 500,0 0,0 |
Розноси можна вводити свої або використати ті, що наведені у таблиці. Курсор рухається за допомогою стрілок. Значення опору вводиться навпроти кожного розносу. Курсор переміщається за допомогою стрілки вниз. Ввівши всі значення опору, натисніть на “Enter”. На логарифмічному бланку появляється збудована крива ВЕЗ. Щоб зберегти криву у файлі - натисніть на “F2”, після чого на екрані появляється знову вікно на ввід наступного пікета. Якщо не потрібно вводити інші пікети, то натисніть на кнопку “ESC” і “F10”. Ви знову повернулись у головне меню. Курсором відмічаєте
вікно “Обробка” і натискаєте на “Enter”. На екрані - список файлів з даними. Знаходите ім`я свого файлу і натискаєте на “Enter”. На екрані появиться вікно:
 |
Курсором відмічаєте “Перегляд” і натискаєте на “Enter”. У лівому верхньому куті екрану - крива ВЕЗ у зменшеному вигляді. Натиснувши знову на “Enter”, крива на екрані зліва - у збільшеному вигляді. Внизу екрана - лінійка підказки. Для створення моделі потрібно натиснути на “F6”. На екрані появиться вікно:
 |
Курсором відмітити “Завдати в ручну” і натиснути на “Enter”.
Появляється вікно:
 | |||
 |
Вводите цифру, що відповідає кількості шарів введеної кривої і натискаєте на “Enter”. Знову появляється вікно:
| опір | товщина | |
| 1 пласт 2 пласт 3 пласт ... |
Потрібно ввести опір і товщину кожного пласта. Курсор переміщується за допомогою стрілок. Після вводу всіх даних натисніть на “Enter”. Ліворуч на екрані - крива ВЕЗ, а праворуч - модель. На моделі цифри зліва - товщина пласта, справа - опір пласта. Місце знаходження курсора - підсвічена цифра (білого кольору). Курсор переміщається за допомогою стрілок уверх і вниз. Змінювати цифри можна за допомогою стрілок вліво (зменшення значення) і вправо (збільшення значення). Щоб перевести курсор з цифр товщини на цифри опору потрібно натиснути на кнопку “Tab”. Після внесених змін обов`язково натисніть на “Enter” (курсор повинен зникнути). Для проведення розрахунку теоретичної кривої натисніть на “F7”. На бланку червоним кольором показано польову криву ВЕЗ, а зеленим - теоретичну криву від заданої моделі. Змінюючи значення моделі, потрібно підібрати теоретичну криву так, щоб вона співпала з польовою. Для цього знову натискаєте на “F6”, вносите зміни в модель, натискаєте на “Enter” і на “F7”. Дану процедуру повторяєте доти, поки не підберете таку модель, крива якої співпаде з теоретичною. Якщо модель підібрали, то натискаєте на “F10”. На екрані появляється вікно:
 |
Підведіть курсор на “Записати” і натисніть на “Enter” (курсор синього кольору). Програма автоматично повертає Вас у головне меню, в якому відмічаєте курсором “Вивід результату” і натискаєте на “Enter”. На екрані появляється список файлів. Курсором вибираєте свій файл і натискаєте на “Enter”. На екрані меню виводу:
 |
Курсором відмічаєте “Вибірково” і натискаєте на “Enter”. На екрані появляється крива ВЕЗ і модель. Натискаєте на “Esc”. Програма повертається в меню виводу. Курсором вибираєте “Вихід” і натискаєте на “Enter”. Ви повертаєтесь у головне меню програми. Знову курсором вибираєте “Вихід” і натискаєте на “Enter”. Робота з програмою VEZ закінчена. Результати обробки записані у файлі з назвою, яку Ви дали і розширенням o0 або o1 (наприклад: pr. o1). Для перегляду - наведіть курсор на назву Вашого файлу і натисніть на “F4”, щоб вийти – “Esc”. Використовуючи ц дані, будують геологічні розрізи, карти горизонтів.
Якщо важко підібрати модель для польової кривої, то можна скористатись автоматичним підбором. Для цього, при підборі моделі слід натиснути на кнопку F9 (тобто ключ для переходу в автоматичний режим роботи) і “F7”. Програма сама підбере початкову модель, що буде відповідати введеній польовій криві ВЕЗ.
4.2.4 Запитання для самоперевірки
1. Які Ви знаєте типи кривих ВЕЗ?
2. Які є види інтерпретації кривих ВЕЗ?
3. У чому суть якісної інтерпретації, і що є її кінцевим результатом?
4. Що представляє собою карта типів кривих?
5. Навіщо будується карта рівних значень уявного опору певного розносу?
6. Для яких типів кривих будуються карти повздовжньої провідності?
7. Як будується вертикальний розріз уявного опору?
8. Що визначається кількісною інтерпретацією кривих ВЕЗ?
9. Які Ви знаєте палетки кривих ВЕЗ?
10. Як здійснюється інтерпретація кривих ВЕЗ за допомогою ПЕОМ?
4.2.5 Прилади і матеріали
1. Польовий журнал кривих ВЕЗ.
2. Калька і білогарифмічні бланки.
3. Мікрокалькулятор і ПЕОМ.
4.2.6 Завдання роботи
1. За результатами вимірювань, що наведені в таблиці 4.3:
а) побудувати криві ВЕЗ;
б) намалювати карту типів кривих ВЕЗ;
в) намалювати карту рівних значень уявного опору для заданого викладачем розносу;
г) побудувати карту рівних значень абсцис і ординат максимумів і мінімумів кривих зондувань;
д) побудувати карти і графіки кутів нахилу правих асимптот кривих ВЕЗ;
е) побудувати вертикальний геоелектричний розріз.
2. Визначити типи кривих, дати геоелектричну характеристику розрізу (число шарів, їх потужність і опір кожного шару).
3. Виконати інтерпретацію кривих ВЕЗ за допомогою ПЕОМ за програмою VEZ. Порядок виконання описаний у розділі 4.2.3 даної лабораторної роботи.
4.2.7 Форма звітності
1. На білогарифмічному бланку намалювати розрахункові та теоретичні криві ВЕЗ.
2. Показати побудовані карти якісної інтерпретації кривих ВЕЗ.
3. Накреслити геоелетричний розріз профілю.
4. Прикласти роздруківку параметрів розрізу за даними інтерпретації кривих ВЕЗ на ПЕОМ.
Література
Основы геофизических методов разведки \ Толстой М.И. и др. – К.: Вища школа. Головное издательство, 1985. – 327 с.
Таблиця 4.3 – Дані польових вимірювань методом ВЕЗ
| ВЕЗ |  при АВ/2
| ||||||||||||||||||
| 1,5 | 2,2 | ||||||||||||||||||
| 2,1 7,8 | 2,3 7,9 | 7,5 2,8 7,9 | 3,7 3,4 | 2,4 8,2 | 2,4 8,5 | 3,2 | 4,8 7,7 | 17,5 | 8,5 0,4 | 12,5 - 16,5 | - | - | - | - | - - | - - - | - - - | - - - - - - - - |
Примітка: у таблиці дано в 
а рознос АВ/2 – у метрах.