Электроразведка

Блог
triangle
Главная > Полезное > Электроразведка

Электроразведка — основной метод в комплексе геофизических способов разведки, который изучает особенности распространения переменного и постоянного электромагнитного поля в земле. Определяет петрофизические свойства, литологический состав, фазовое и термодинамическое состояние пород в недрах.

Виды электроразведки

Электроразведка — это первый геофизический метод, который получил широкое распространение в СССР в 1925-1935 годах при поиске и разведке месторождения полезных ископаемых. Применяют в любое время проведения геологоразведочных работ. Метод решает задачи:

  • гидрогеологические;
  • картирования;
  • инженерно-геологические;
  • поиска и разведки;
  • эксплуатационные.

Получить представление о геологических разрезах помогает изучение электромагнитного поля, которое измеряют на поверхности земли, в воздухе, в скважине, в море.

В таблице указаны виды электроразведки и какие методы используют во время проведения работ:

ВидМетод
Наземная
  • электропрофилирования;
  • переменного естественного и электрического поля;
  • заряда;
  • электрического зондирования;
  • вызванной поляризации;
  • естественного электрического поля;
  • электромагнитного зондирования;
  • магнитотеллурического поля;
  • блуждающих токов;
  • радиоэлектромагнитного профилирования;
  • электромагнитного профилирования.
Скважинная
  • скважинной электроразведки низкочастотным током;
  • скважинного варианта переходного процесса;
  • частичного извлечения металла;
  • дополнительного электромагнитного профилирования в скважинах;
  • контактный метод поляризационной кривой;
  • радиоволновый;
  • скважинный вариант вызванной поляризации.
Аэроэлектроразведка
  • дополнительного индуктивного профилирования;
  • радиоэлектромагнитного профилирования;
  • длинного кабеля;
  • переходного процесса.
Морская
  • дипольно-осевого зондирования с непрерывным измерением;
  • магнитотеллурического зондирования;
  • электропрофилирования с непрерывным измерением;
  • зондирования становлением электромагнитного поля;
  • естественного электрического поля.
Шахтно-рудничная
  • шахтного варианта дипольного электромагнитного профилирования;
  • электромагнитного измерения в скважине подземных бурений при помощи комплексной станции;
  • вызванный поляризации при картировании руд в карьере;
  • дипольного индуктивного профилирования в железорудном карьере;
  • шахтно-рудничный радиоволновый.

Классификация методов электрической разведки

Классификацию способов электрической разведки проводят по нескольким принципам:

  1. По условию работы, месту осуществления геофизического исследования: наземное, воздушное, морское, подземное.
  2. По характеру решаемой задачи. Электроразведка бывает рудной, структурной, инженерно-гидрогеологической.
  3. По частотам исследуемых электромагнитных полей.
  4. По типам возбуждающих и изучаемых электромагнитных полей.
  5. По принципам изучения разрезов в вертикальном или горизонтальном направлении.

Всего в электроразведке насчитывают свыше пятидесяти модификаций методов, которые могут классифицировать по одному из перечисленных принципов.

Какие задачи решает

Электроразведка решает задачи, которые требуют глубину исследования до 500 метров:

  • расчленяет разрез на литологические слои;
  • определяет глубину залегания кровли скального грунта;
  • выявляет и оконтуривает закарстованную зону;
  • устанавливает и прослеживает тектонические нарушения и зоны трещиноватости;
  • определяет положение уровня грунтовых вод, направление и скорость движения подземных вод;
  • определяет коррозионную активность грунта и наличие блуждающего тока;
  • изучает оползневые процессы.

Также метод решает задачи картирования погребенной речной долины и вечномерзлого грунта.

Электроразведка — ведущий способ комплекса геофизических работ. В зависимости от решаемой задачи и инженерно-геологических обстоятельств, применяют ее самостоятельно или сочетают с другими геологическими методами.

Геофизические работы

Участок, на котором проводят электроразведочные работы, и задачи в общем комплексе исследований определяют, ориентируясь на реальную геолого-географическую обстановку и экономическую целесообразность.

При изучении рудных местонахождений метод электроразведки является ведущим. Он помогает решать задачи структурного картирования во время работ на угольном месторождении. Благодаря использованию метода получается:

  • детально изучать морфологию рудоконтролирующей структуры;
  • выделять отдельные рудные тела;
  • определять размеры и элементы залегания рудных тел.

Прежде чем приступить к работам, собирают и изучают информацию по электрическим свойствам горных пород, представленные в геологическом строении участка. Определяясь с выбором рационального комплекса, учитывают:

  • месторождение полезного ископаемого;
  • глубину залегания геологического объекта;
  • физические свойства, размер, форму ископаемого.

Конечная цель геофизической работы — картирование и изучение геологического объекта. Также во время исследования осуществляют поиск рудного поля, его месторождения и отдельные залежи. Производят оконтуривание и оценку найденных рудных объектов и решают горнотехнические задачи.

Электроразведочная съемка

Съемка — это основной вид электроразведки. Она бывает:

  • маршрутной;
  • площадной.

Маршрутную съемку применяют при рекогносцировке районов. В процессе работ решают опытно-методические вопросы и получают общие данные о геоэлектрических характеристиках.

Маршрутная съемка бывает:

  • основной, когда перекрывает весь исследуемый участок;
  • детализированной, использующейся для получения дополнительных геологических данных в пределах небольшой территории.

Площадь наземной или аэроработы при основной съемке называется рядовой.

Существует несколько видов площадной съемки, которые различают по:

  • геологической задаче: картировочная, разведочная, поисковая, гидрогеологическая, специальная и т. д.;
  • масштабу: мелкомасштабная, детальная, крупномасштабная, среднемасштабная;
  • точности, когда выделяются места, на которых повышается правильность выполнения работы благодаря методическому приему и аппаратурным средствам.

При производстве площадной работы методом электроразведки определяют поставленную задачу, характер и условие залегания исследуемого объекта, масштаб геологического исследования.

При выборе сети наблюдения руководствуются существующими способами аналитических расчетов полей над локальным геологическим объектом.

Проектирование и организация работ

Электроразведку ведут по проекту, который составляют как самостоятельный документ или включают в специальный раздел проектной документации для комплексных геологоразведочных, геофизических или геологосъёмочных экспедиций.

При составлении разделов учитывают:

  • действующие требования по каротажным работам;
  • инструктивные и нормативные документы Минприроды РФ;
  • техническое задание заказчика;
  • подходящие методы и технологии исследования;
  • требования к оформлению;
  • организации, с которыми требуется провести согласование.

Название проекта электроразведки должно соответствовать техническому (геологическому) заданию. Исследования проводят на стадиях геологоразведочной работы:

  • региональной геологической;
  • геофизической;
  • при поиске местоположения полезного ископаемого;
  • при предварительной разведке;
  • при детальной разведке;
  • во время разведки эксплуатируемых месторождений.

Проект составляют в двух частях: производственно-технической, которая включает смету и геолого-методической.

Часть проектаРазделы, которые должны быть в документе
Геолого-методическую часть составляет организация, которая исполняет работы на объекте
  • географо-экономическую характеристику территории, на которой планируется проводить работы;
  • обзор;
  • анализ и оценку ранее проводимых работ;
  • методику и объект проектируемой работы и требования к качеству.
Производственно-техническая
  • общий;
  • проектирование;
  • подготовительный этап к полевой работе;
  • полевая работа;
  • камеральная работа;
  • действия, применяемые для охраны окружающей среды и условия соблюдения техники безопасности;
  • технические и технико-экономические расчеты.

В процессе проектирования электроразведки излагают геологическую задачу, которую требуется решить. Выбирают и экономически обосновывают рациональный комплекс геофизического метода и разновидностей проверочных работ. Обосновывают:

  • сеть наблюдения;
  • схему, тип и размер установки;
  • условие заземления питающего электрода;
  • количество измеряемых параметров;
  • необходимое количество повторных измерений, которое поможет осуществить контроль качества;
  • категорию трудности;
  • метод размотки и смотки провода.

Все отклонения от требований нормативных документов обосновывают в проекте. Каждый раздел должен быть предельно кратким.

Также в проекте указывают необходимое количество работников, входящих в инженерно-технический состав. Чаще всего работы выполняют:

  • начальник проекта;
  • старший геофизик;
  • геофизик, выполняющий роль инженера-оператора;
  • старший техник;
  • техник;
  • специалисты смежных специальностей: геодезисты, геологи, петрографы, топографы и т. д.

Численность работников определенной квалификации утверждают согласно действующим нормативным документам.

Ответственность за электроразведку от начала до завершения работ возлагают на начальника, который должен обеспечить правильное решение поставленной геологической задачи и выполнение каждого этапа в соответствии с проектом и требованиями Минприроды РФ. Он контролирует качество измерений, своевременное составление текущего и окончательного отчета и другой документации. На него возлагают ответственность за правильное применение и сохранение рабочих устройств и аппаратуры.

Начальник регулярно производит приемку полевых материалов, оценивает их качество и подсчитывает объем выполненных работ. На основе полученных данных, при необходимости, вносит предложения в вышестоящие инстанции для уточнения и изменения проекта электроразведки. В обязательном порядке ставит заказчика в известность, если согласно проведенным на определенном этапе исследований становится понятно, что дальнейшие работы нецелесообразны.

Технические средства для производства электроразведки

Все работы по эксплуатации, ремонту, наладке и транспортировке оборудования выполняют, учитывая требования эксплуатационных и ремонтных документов. Сотрудники, которые обслуживают электроразведочные устройства, должны иметь соответствующую документацию. К работе разрешается допускать персонал, который прошел инструктаж.

К основной технической аппаратуре электроразведки относят:

  • генераторы;
  • измерительные устройства;
  • электроразведочные станции;
  • электроды;
  • контрольно-измерительную аппаратуру;
  • устройства радио и телефонной связи;
  • источники питания.

По эксплуатационному назначению различают устройства:

  • наземные;
  • скважинные;
  • аэроэлектроразведочные;
  • шахтно-скважинные;
  • для работы в руднике или шахте;
  • морские;
  • для исследования электрических свойств.

Прежде чем персонал получит необходимое оборудование, начальник проверяет его работоспособность. Устройства должны быть отрегулированы, протестированы и иметь паспорта, согласно установленным формам.

На аппаратуре не должно быть внешних повреждений, а на электрических контактах, клеммах, вилках и гнездах — коррозии или грязи. Вскрывать и самостоятельно ремонтировать оборудование запрещается. Все работы должны осуществлять квалифицированные мастера. Результат каждой проверки и ремонта обязаны заносить в паспорт технической эксплуатации.

Топографо-геодезическая работа

Топографо-геодезическая электроразведка состоит из:

  • перенесения в документ места наблюдений;
  • закрепления пунктов необходимыми знаками;
  • составления топографической основы, которая потребуется для отчетной карты;
  • технического контроля и оценки точности выполняемых работ.

Топографо-геодезические работы подразумевают использование угломерных и дальномерных приборов, например, нивелиров и дальномеров.

Физико-геологическая основа электроразведки

Геологические объекты, которые отличаются по свойствам и находятся в постоянных или переменных электромагнитных полях, возбуждаются разными способами. Поэтому образовывают различные электромагнитные поля. На их создание влияет размер тел, глубина и условие залегания.

Изучаемое электромагнитное поле может быть:

  • искусственным, специально созданным для осуществления цели разведки;
  • естественным, которое не зависит от деятельности людей (ЕЭП).

Частота полей отличается. Может быть от сотой и тысячной доли герца до мегагерца.

Электроразведка измеряет и изучает разные величины:

  • потенциал и производные;
  • напряженность полей (магнитных, электрических);
  • амплитуду и фазу колебаний;
  • элементов эллипса поляризации.

Большое количество способов и их изменений создает возможности для обширного использования электроразведки при решении различных геологических задач.

Во время работы поля, за которыми наблюдают, разделяют на:

  • нормальные;
  • аномальные.

Аномальные электромагнитные поля создаются объектами исследований под действием естественных факторов при возбуждении источником данного объекта. Они предоставляют информацию о предмете разведки.

Естественное электромагнитное поле

Методы электроразведки используют при решении определенных геологических задач, изучающих поле естественного происхождения, возникающего без участия людей. Оно бывает постоянным или слабо меняющимся, и создается природными электронными проводниками различного происхождения.

Также к данному виду относят электромагнитное поле Земли атмосферного и космического происхождения. При проведении работ от исследователей не требуются затраты на создание возбуждающих полей.

Метод ЕЭП используют для поиска и разведки:

  • графитовых залежей;
  • сульфидного месторождения;
  • пластов антрацита;
  • геологического картирования (по графитизированной толще породы);
  • определения подземного потока;
  • обнаружения мест фильтрации воды из водохранилища.

Частотный спектр естественного электромагнитного поля обширен. Бывает:

  • постоянное электрическое поле в методе естественных электрических полей;
  • низкочастотное электромагнитное поле в магнитотеллурическом методе;
  • высокочастотное поле в методе переменных естественных полей.

Методом ЕЭП регистрируют магнитные и электрические составляющие.

Искусственно созданное постоянное и переменное электромагнитное поле

Практически все методы электроразведки базируются на изучении электрического и магнитного поля от геологического объекта, которое возбуждается искусственно созданным полем.

  • смешанным;
  • индуктивным;
  • гальваническим.

Источник электромагнитного поля в индуктивном способе возбуждения — это незаземленный контур, который бывает различного размера и формы. Питается от генератора переменного тока различной частоты.

Гальванический метод возбуждения заключается во введении в землю при помощи заземления постоянного или переменного тока. Источником служит:

  • батарея сухих элементов;
  • генератор переменного и постоянного тока;
  • аккумуляторы.

Электромагнитное поле при смешанном методе возбуждения создают при помощи заземленной линии. В процессе работ измеряют:

  • потенциал и его градиент;
  • действительную и мнимую составляющую;
  • амплитуду и фазу напряженности магнитных и электрических полей;
  • элементы эллипса поляризации.

Приемное устройство зависит от регистрируемых составляющих полей. Называют его входным преобразователем или датчиком.

Электроразведочные методы

Электроразведочные методы группируют, ориентируясь на характер зависимости полей от времени и способа возбуждения.

МетодОписание
Электромагнитное зондированиеРазрез исследуют в вертикальном направлении. Определяют происходящие в коре изменения из-за действия искусственного поля. Применяют при геологическом картировании, поиске скопления газа или нефти.
Кажущееся сопротивлениеСоздают электрическое поле при помощи подключения к полюсам источников постоянного тока двух заземлений. Измеряют разность потенциалов. Затем выводят кажущееся сопротивление пород, которое помогает сделать вывод о геологическом строении исследуемого участка. Применяют при картировании и поиске полезного ископаемого.
Электрохимическая поляризацияЧтобы вызвать искусственную поляризацию, через руду пропускают электрический ток. Метод позволяет произвести исследование естественных электрохимических процессов пород. Применяют при поиске месторождения руды и гидрогеологических исследований.
ИндуктивныйВозбуждение происходит при помощи незаземленного контура, который пропускает ток импульсный или низкочастотный. В результате возникает вторичное магнитное поле, которое тщательно анализируют. Замеры осуществляют в точках, которые располагаются в индукционных зонах источника. Применяют при геологическом картировании, поиске магнитных руд.
Магнитотеллурического поляЗондируя геологический разрез, изучают зависимость частоты от поля. При помощи низкочастотных составляющих исследуют большие глубины, высокочастотных — малые. Применяют при геологическом глубинном картировании.
Радиоволновой

Состоит из методов:

·       отражения;

·       радиоволнового просвечивания;

·       радиолокации;

·       профилирования.

Используют при исследовании распространения радиоволн в горной и рудной породе.

Полученные от электроразведки материалы обрабатывают. На их основе строят графики, составляют карты параметров и элементов электромагнитных полей. Проанализировав информацию, определяют, где приблизительно располагается геологическая структура и ее тип, присутствуют или отсутствуют полезные ископаемые, а также какая глубина и мощность у пластов.

GeoJet
Advanced technologies in exploration
Передовые технологии в геологоразведке
Tecnologías avanzadas en exploración
YOUR LANGUAGE:
ВАШ ЯЗЫК:
SU IDOMA:
eng
ENGLISH
rus
РУССКИЙ
spain
ESPAÑOL
icon
X
Оставьте заявку
on-top