А.1. Качественная интерпретация зондирований

Качественная интерпретация данных ЭМЗ начинается с оценки числа выделяемых горизонтов и соотношений сопротивлений по кривым кажущихся сопротивлений (ρ_k, ρ_T., ρ_ω, ρ_τ) от параметров, увеличивающих глубинность (AB/2 = r, √T √2πt). Кривым принято давать соответствующие буквенные обозначения: H, K, A, Q, KH, и т.д.

Сопоставляя электрические горизонты и геологические слои параметрических скважин можно оценить общее строение геоэлектрического разреза. По картам типов кривых судят о его изменении в плане. С этой же целью строят вертикальные разрезы и корреляционные планы вертикальных разрезов для следующих кажущихся параметров: сопротивлений ρ_k, продольных проводимостей S_k = r/ρ_k и поперечных сопротивлений T_k = rρ_k. Параллельность изолиний на разрезах и корреляционных планах разрезов свидетельствует о горизонтальнослоистом залегании пород, а изгибы указывают на зоны изменений геологического строения по простиранию. Пониженными значениями ρ_k, T_k и повышенными S_k выделяются слои и толщи, лучше проводящие ток (например, глины). Обратное соотношение этих параметров обусловлено плохо проводящими ток породами (например, скальными). Сгущениями изолиний T_k и S_k более чётко, чем ρ_k, выделяются соответственно плохо и хорошо проводящие слои.

При малоглубинных ЭМЗ получаемые кривые часто осложнены неровностями рельефа и неоднородностью покровных отложений по простиранию. Распознавание вносимых ими искажений является важным элементом качественной интерпретации. Обычно положительные формы рельефа, или проводящие включение на некоторой глубине “отжимают” токовые линии к поверхности и уменьшают ρ_k. Наоборот, отрицательные формы рельефа и плохо проводящие включения на глубине “прижимают” токовые линии к поверхности и увеличивают ρ_k. Локальные поверхностные неоднородности создают “экранные” эффекты на одной-двух точках кривых зондирований и их можно исключить. Наибольшей чувствительностью к неровностям рельефа и к горизонтальным неоднородностям характеризуются дипольные (ДЗ), перпендикулярные (ВЭЗ-МДС) и дифференциальные установки, а также установки на переменном токе.

При качественной интерпретации широко используются графоаналитические методы. К графоаналитическим методам относится большая группа методов полуколичественной интерпретации данных ЭМЗ., основанных на использовании аналитических (функциональных) и эмпирических (статистических или логических) связей между характерными точками, асимптотами и другими параметрами, получаемыми по кривым зондирований, и геологическими, инженерно-геологическими и гидрогеологическими свойствами разрезов.

Наиболее перспективными для инженерно-геологических исследований считаются: дифференциальные трансформации ВЭЗ, метод расчёта горизонтальной и вертикальной электрической неоднородности, метод определения суммарной продольной проводимости в геоэлектрических разрезах с основанием высокого сопротивления (метод S), метод определения обобщенных геоэлектрических параметров по кривым ВЭЗ и ДЗ с помощью кажущихся, трансформированных и послойных S и T. При интерпретации данных ВЭЗ-ВП широко используются графоаналитические приёмы. Интерпретация кривых ВП обычно проводится совместно с обработкой материалов ВЭЗ. При этом анализируются кривые η_k(r), ρ_k(r), A = η_k /ρ_k, B_k = η_k ρ_k, C_k = r η_k/ρ_k. По ним определяют абсциссы и ординаты характерных точек (например, максимумов). Абсциссы (разносы) характерных точек корреляционно связаны с глубинами залегания поляризационных слоёв (например, уровня грунтовых вод). Параметрические связи, характеризующиеся небольшими коэффициентами корреляции, можно использовать для обработки рядовых точек ВЭЗ-ВП.

Не менее часто применяются и палеточные методы интерпретации данных зондирований

В практике электроразведки свыше 60 лет известны палеточные методы количественной интерпретации кривых ЭМЗ. Несмотря на внедрение ЭВМ, палеточные прёмы интерпретации не утратили своего значения, так как их можно использовать в полевых условиях и при камеральной обработке небольших объёмов данных, а также в любых случаях для получения нулевых приближений, необходимых при дальнейшей интерпретации с помощью ЭВМ. Палеточный способ позволяет ограничиться одной - двумя палетками для каждого из методов. С помощью номограмм-палеток по кривым ВЭЗ и ДЗ, например, определяют следующие параметры горизонтально-слоистого разреза: мощность h₁ и сопротивление ρ₁ верхнего слоя; относительные мощности ν_i = h_i/h_э,_i-2 и сопротивления μ_i = ρ_i/ρ_э,i-2 любого слоя, где h_э,_i-2, ρ_э,i-2 – эквивалентные мощности и сопротивления толщи над слоем с h_i, ρ_i; мощности и сопротивления, а также их возможные изменения в связи с пределами действия принципа эквивалентности для полученных ν_i и μ_i; параметры эквивалентности трёхслойных кривых. С помощью перечиисленных параметров можно расчитать обобщённые кажущиеся продольные проводимости S_Σk и поперечные сопротивления T_Σk, а также послойные параметры эквивалентности S_i и T_i с помощью формул

S = h_э,_i-2/ρ_э,_i-2, T_Σk = h_э,_i-2 ρ_э,_i-2, (4.1)

S_i = h_i/ρ_i = σ_iS_Σk, T_i = h_i ρ_i = τiT_Σk. (4.2)

Параметры эквивалентности σ_i, τ_i и S_i, T_i потому так и названы, что получаются практически однозначно (с погрешностью не больше ±10 – 20%), в то время как значения ν_i, μ_i и h_i, ρ_i определяются при ν_i ≤ 1 с погрешностями в десятки и даже сотни процентов.

Номограммы-палетки можно увеличивать от 6,25 см до 19 см, что соответствует погрешности расчёта ρ_k до ± 3% и сужению пределов действия принципа эквивалентности на 60% и на столько же уменьшить Δh_i и Δρ_i.

Интерпретация данных зондирований с помощью ЭВМ (компьютеров)

При интерпретации данных ВЭЗ с помощью ЭВМ различают два подхода: в первом из них кривые интерпретируются сами по себе без использования априорных сведений о разрезе; во втором – стартовая модель разреза составляется с учётом априорных данных. Основной проблемой в решении обратной задачи ВЭЗ на ЭВМ является проявление некорректности и неустойчивости её решения или влияние принципа эквивалентности, особенно в условиях многослойных разрезов, искаженных помехами и горизонтальными неоднородностями кривым ВЭЗ. Эту проблему преодолевают введением априорной информации: определением числа слоёв; закреплением отдельных параметров; заданием пределов, в которых имеется решение; контролем точности полученных параметров разреза. Для подавления помех иногда используют частичное сглаживание кривой ВЭЗ, но чаще применяют алгоритм подбора, в котором различие экспериментальной и совместившейся кривой ВЭЗ минимизируют на основе критерия наименьших квадратов.

Среди алгоритмов решения обратной задачи ВЭЗ можно выделить следующие: метод снятия слоёв; метод диалогового подбора путём многократного решения прямой задачи с изображением экспериментальной и подбираемых теоретических кривых на экране терминала; многочисленные разновидности автоматического подбора и др.