Б.1 Принципы интерпретации данных электромагнитного профилирования

Б. Интерпретация электромагнитного профилирования

А.2. Геолого-гидрогеологическое истолкование результатов зондирований

Геолого-гидрогеологическое истолкование результатов зондирований начинается с сопоставления электрических сопротивлений или поляризуемостей слоёв с их литологией при использовании параметрических зондирований. Так как часто электрические свойства в пределах одного литолого-стратиграфического комплекса изменяются по простиранию и с глубиной, то их наиболее вероятные значения и дисперсии можно определить, например, с помощью нормированных эталонных кривых плотностей распределения.

Послойные и обобщенные параметры эквивалентности, отличающиеся от ρ_i и h_i более высокой точностью, а для слоёв с ν_i > 2 – 3 и значения 0,1> μ< 1,0 можно использовать для оценки инженерно-геологических и гидрогеологических свойств слоёв или толщ путём эмпирического установления корреляционных связей с помощью приёмов регрессивного анализа (табл. 4.1).

Простейший из них сводится к получению уравнения регрессии (y = a +bx) и коэффициента корреляции (r) для изучаемых параметров (4.3),

где x_ср, y_ср,- средние значения из n изченных параметров; σ_x, σ_y – средние квадратические ошибки. Под x подразумевается какой-либо электрический параметр, а под y – какой-либо физико-механический или гидрогеологический параметр или его логарифм. При r> 0,6 связь можно считать выявленной и распространить на соседние участки с геолого-геофизическими условиями, сходными с изученным ключевым участком.

Из теоретических представлений и многолетней практики полевой и скважинной геофизики известен ряд теоретических и эмпирических связей между параметрами ρ, ν, и Л, Г, П, к_п,, к_в , к _ф, М.

Таблица 4.1

Геофильтрационные параметры горизонтально-слоистых сред, между которыми можно устанавливать корреляционные связи

Методы электропрофилирования применяют, в основном, для изучения геологических неоднородной по латерали, - подпокровных отложений, строения и состава пород «фундамента». Данные различных методов электромагнитного профилирования (ЭП, ВП, ЕП, ПЕЭПБ ПЕМП, НЧМ, МПП, РВП, ДВ-РК, СДВ-РК), представленные в виде карт графиков (корреляционных планов), графиков и карт тех или иных наблюдённых или расчётных параметров, несут в себе информацию о геоэлектрических неоднородностях вдоль профилей или по площади в определённом интервале глубин. Интерпретация данных профилирования в основном качественная, реже количественная.

Сущность качественной интерпретации данных электромагнитного профилирования сводится к визуальному (или с помощью вероятностно-статистических методов) выявлению аномалий, т.е. отклонений полученных параметров поля от первичного (нормального) или среднего (фонового) поля, и оценке природы аномалиесоздающих объектов. Интенсивность аномалий зависит от точности съёмок, которую принято выражать через среднюю квадратическую −σ или среднюю арифметическую ΔА погрешности:

σ = ±√Σ(A_i – A_ki)/(2n – 1) или ∆А = 1/n Σ(A_i – A_ki)), (4.4)

где σ ≈1,25∆А; A_i; A_ki– амплитуды основного и контрольного параметров на i-й точке при общем числе контрольных точек n.

При выделении аномалий используют следующее «правило трёх сигм и трёх точек»: аномалию считают достоверной, если её интенсивность превосходит σ в 3 раза, а прослеживается она не менее чем на трёх точках профиля.

После выявления положения аномалиесоздающих объектов на картах оценивают их геометрическую характеристику. Обычно форма и простирание аномалий соответствуют плановому положению объекта. Ширинаl аномалий над тонкими (l<h) объектами зависит от глубины залегания их верхних кромок h, а над мощными (l>h) от их ширины.

Форма и интенсивность аномалий над одинаковыми объектами при разных методах профилирования различны. Они зависят не только от используемого метода, но и от структуры и поляризации первичного поля. При Е-поляризации (вектор напряжённости первичного электрического поля направлен вдоль простирания разведываемых объектов) более чёткие аномалии получаются на магнитных составляющих поля – Н(x,y,z). При Н-поляризации (вектор напряжённости магнитного поля направлен вдоль простирания разведываемых объектов) более чёткие аномалии получаются на электрических составляющих поля – Е(x,y,z).

Физико-геологическая интерпретация данных профилирования сводится к оценке природы выявленных объектов. Например, при кондуктивных методах исследований (ЭП, ПЕЭП, ПЕМП, РВП, ДВ-РК, СДВ-РК) аномалии образуются за счёт концентрации электрического поля в проводящих включениях, создания зарядов на контактах с плохопроводящими объектами, индукции вторичных токов в плохопроводящих слоях и телах. Интенсивность аномалий, называемых «аномалиями электрического типа», определяется параметром эквивалентности Р_э = lρ₀/ρ_i где l и ρ_i – поперечный размер и сопротивление включения ρ₀ – сопротивление окружающей среды, зависящее от отношения сопротивлений.

При индуктивных методах исследований (НЧМ, МПП) аномалии создаются за счёт вихревых токов в проводящих включениях. Интенсивность таких аномалий, называемых «аномалиями магнитного типа», определяется параметром эквивалентности Р_м = l²/ρ_i, т.е. зависит от абсолютной величины сопротивлений включения.

Количественная интерпретация данных электромагнитного профилирования сводится к определению (чаще оценке) формы, глубины, иногда размеров, физической и геологической природы аномалий. Она начинается с выбора физико-геологических моделей, которыми можно апроксимировть разведываемые объекты. Простейшими из них являются контакты сред, мощные (l>h) и тонкие (l<h) пласты, изометрические (шарообразные) и вытянутые (линзообразные, цилиндрообразные) объекты и др. Для таких моделей с помощью математического или физического моделирования решены прямые задачи и разработаны аналитические и графические способы решения обратных задач.