Применение малоглубинной электроразведки для изучения трехмерно неоднородных сред (1100333), страница 16

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 16)

В Главе 3 было показано и подтверждено, что для данных метода СГ геометрии аномального объекта и направление тока в питающей линии значительно влияют на значения кажущегося сопротивления – степень проявленности аномального объекта на фоне вмещающего разреза. И линейно протяженный объектнаиболее чувствителен к перпендикулярному распространению тока и практически нечувствителен к продольному. Это означает, что чем больше горизонтальный угол поворота оси линийнаблюдения (и установок) относительно главной оси линейно вытянутого аномального объекта,тем меньший эффект создает этот объект в измеренном поле.

При работах методом СГ в условиях параллельности этих осей объект практически не проявляется, но при работах методомэлектротомографии за счет многочисленных положений питающих электродов, особенно на нескольких профилях, этот эффект удается в некоторой степени преодолеть, но, по всей видимости, не до конца, хотя до настоящего времени этот вопрос подробно не изучался.Вместе с тем методе пседво-3D-электротомографии часто используется система параллельных профилей (пример – один цвет на Рис.

4.2 и Рис. 4.11). Геометрически такая системанаблюдений схожа с используемой в методе СГ. Основное отличие – много положений питающих электродов на каждой линии профиля. Однако метод СГ предназначен только для картирования объектов, а метод электротомографии – в том числе и для наиболее точной оценки распределения сопротивлений в среде. В псевдо-3D-наблюдениях шаг между профилями обычно в2-4 раза больше, чем шаг по профилю между электродами. Поэтому возможны случаи, когдааномальный (в том числе линейный) объект располагается не на линии какого-либо профиля, амежду профилями на некотором расстоянии от каждого из них. Если кроме этого, проявляютсяобозначенные в предыдущем абзаце особенности поляризации линейных объектов, тогда достоверность определения положения границ объекта, глубины залегания и свойств существенноснижается.На основании этих соображений возникла идея использовать так же, как и в методе СГ,несколько различных азимутов поляризации для повышения точности результатов псевдо-3Dсъемки при исследовании трехмерно неоднородных сред.

Для этого было предложено выбратьдва перпендикулярных направления профилей в площадной системе наблюдений (Рис. 4.2, Рис.4.11). Подобный расширенный способ измерений связан с несколькими дополнительными более узконаправленными задачами:1.Выявить, в общем случае, наличие зависимости кажущегося сопротивления от азимута профилей путем сравнения результирующих геоэлектрических моделей приодинаковой обработке данных;762.Сравнить геоэлектрическую модель, учитывающую данные обоих азимутов поляризации, с геоэлектрическими моделями, полученными для каждого азимута отдельно;3.Выяснить, имеет ли преимущество выполнение съемки с двумя азимутами по сравнению с одним с точки зрения точности и производительности при увеличении шагамежду профилями;4.Оценить условия применимости и определить круг задач для методики псевдо-3Dэлектротомографии с двумя азимутами профилей.Исследования базировались на нескольких полевых экспериментах с разной контрастностью и конфигурацией неоднородностей, топографией и решаемыми задачами, и на модельныхрезультатах, полученных над трехмерными моделями среды с включением линейных объектовразной ориентации.3.

Методика псевдо-3D-электротомографииПринципиально методика полевых работ псевдо-3D-электротомографии – это съемка посети двумерных профилей электротомографии. И, поскольку измерения проводятся с помощью2D-аппаратуры, процесс измерения отдельно на каждом профиле совершенно не отличается отпринятого при работах методом 2D-электротомографии.Я буду иметь дело с методикой, предполагающей съемку по параллельным двумернымпрофилям, поскольку она имеет ряд существенных преимуществ перед любой другой съемкойпо произвольной сети профилей.Во-первых, она наиболее корректна с точки зрения равномерной детальности по горизонтали. Если шаг по профилю и шаг между профилями являются постоянными величинами, тосеть наблюдений (то есть густота съемки и ее детальность) равномерна по каждой горизонтальной оси отдельно, а при их совпадении – одновременно по обеим осям.Во-вторых, она не требует дополнительной обработки перед инверсией.

Большинствопрограмм, приспособленных для расчета обратной задачи, построены на основе методов конечных разностей (МКР) или конечных элементов (МКЭ). И те, и другие предполагают равномерную сеть при разбиении ячеек модели по обеим горизонтальным осям. При съемке по параллельным профилям это достигается автоматически благодаря равномерной сети наблюдений. Апри неравномерной перед инверсией необходим дополнительный шаг, на котором проводитсяинтерполяция значений на равномерную сеть.В-третьих, съемка по параллельным профилям более проста в реализации на практике.Понятными являются направления обеих горизонтальных осей – вдоль и поперек профилей,понятна форма участка работ – квадрат. Это в значительной степени облегчает разбивку и при-77вязку измерений. Кроме того, при крупномасштабных исследованиях несложно осуществлятьперенос с одного профиля на другой.При использовании 2D-аппаратуры выбор параметров съемки на каждом профиле основывается на общих рекомендациях, характерных для обычной 2D-электротомографии (шагмежду электродами по профилю выбирается исходя из требуемой детальности работ; необходимо проводить топографическую съемку по профилю с той же детальностью, что и электроразведочную; выбор электроразведочных установок и их параметров производится в зависимости от поставленной задачи и условий проведения работ и.т.п.).

Но кроме этого, в сравнении собычной 2D-электротомографией методика съемки псевдо-3Dэлектротомографии характеризуется следующими особенностями:1.Шаг между профилями не должен превышать 4 шага по профилю (желательно ра-вен шагу по профилю, чаще всего – 2 шага по профилю).

В противном случае некорректнымпредставляется использование 3D инверсии – измерения на соседних профилях физически оказываются мало связанными друг с другом, так как не происходит исследования одного объемасреды с разных профилей.2.На практике размеры единичного планшета определяются шагом между электро-дами и количеством электродов в одной раскладке (на одном профиле). В случае необходимости исследовать участок большего размера, чем размер единичного планшета, при псевдо-3Dсъемке, особенно в двух поляризациях, наращивание планшета оказывается очень трудоемким.3.Расположение электродов определяется не по расстоянию вдоль косы, как наибо-лее правильно делать при 2D-съемке, а по горизонтальному проложению. Иначе оказываетсяневозможным проводить подбор геоэлектрической модели с равномерным (по крайней мере,закономерным) разбиением на ячейки.

Это приводит к необходимости проводить разбивку сетинаблюдений, привязку и топографическую съемку инструментальными геодезическими методами. В связи с этим можно отметить, что в целом возрастают требования к топографическомуобеспечению работ, как для высотной, так и для плановой привязки точек наблюдения.4.Измерения проводятся по единому для каждого профиля протоколу. Это необхо-димо для обеспечения равномерности горизонтальной чувствительности и разрешающей способности в рамках исследуемого планшета.Все перечисленные выше пункты были учтены мной при планировании модельных и полевых экспериментов.784.

Расчет эффектов от трехмерного объекта при псевдо-3D-электротомографиис помощью математического моделирования методом МИУМоделирование было призвано оценить применимость и разрешающую способность методики для разных моделей на основе численных расчетов.В разных работах, упоминаемых в обзоре (см.

Главу 1), уже были многократно описаныпреимущества трехмерной методики измерений (ЭТ по сети параллельных профилей) переддвумерной методикой измерений (ЭТ по одиночному профилю) при исследованиях локальныхтрехмерных объектов разной глубины залегания и контраста. В своей работе я подняла вопрос озависимости проявления объектов от относительной ориентации профилей. Для локальныхизометричных объектов она, очевидно, не важна, поэтому далее речь пойдет только о моделяхлинейных объектов.

В рамках этой Главы я проводила математическое моделирование для моделей одиночных линейных объектов и объектов со сложной геометрической конфигурацией –совокупности линейных объектов различной ориентации.Параметры моделированияМатематическое моделирование осуществлялось в программе IE3R1 (Инструкция к программе IE3R1, 1991), упомянутой и более подробно описанной в предыдущих Главах.Принципиальная конфигурация моделей такая же, какая была у использованных при моделировании в Главе 2 по методу ЭП-СГ. Первая модель «Стена-Ров» (аналог модели «Стена»)– один линейно вытянутый аномальный объект, а вторая модель «Стены-Рвы» (аналог модели«Стены») – 4 линейных объекта, образующие квадрат (Рис.

4.1).0.5 или 11 или 28812 или 98Рис. 4.1 Модели для математического моделирования результатов псевдо-3D-съемки сдвумя азимутами профилей: сверху – «Стена-Ров», снизу – «Стены-Рвы).79Сеть наблюдений при моделировании включала в себя два набора параллельных профилей с перпендикулярными азимутами (Рис. 4.2). В каждом наборе было 15 двумерных профилейдлиной по 15 м каждый. Математический расчет поля над объектом имитировал съемку методом электротомографии отдельно по одному 2D-профилю, каждый из которых являлся частьюобщей системы наблюдений, затем все результаты объединялись в общий массив площадныхданных.

Характеристики

Список файлов диссертации