 АКФ |
|
АКФ |
|
НАЗНАЧЕНИЕ:
электроразведочные работы с глубиной исследования до нескольких километров методом аудиомагнитотеллурического зондирования и методами электромагнитного зондирования с контролируемым источником тока
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
региональные геолого-геофизические работы, геотермические исследования, поиски и разведка нефтегазоносных структур и глубокозалегающих месторождений полезных ископаемых.
Аппаратура “АКФ” - современная портативна аудиомагнитотеллурическая станция, предназначенная для измерений характеристик естественных и искусственных электромагнитных полей в диапазоне 1-3200 Гц, обработки данных измерений в реальном времени и регистрации результатов обработки.
Аппаратура состоит из трех основных частей: 4-канального микропроцессорного измерительного блока с интерфейсом “RS-232C”; электрических и магнитных преобразователей электромагнитного поля (две приемные линии и две магнитные антенны); калибровочного устройства (шумовой генератор и генераторная рамка).
Управление аппаратурой, вычисление и визуализация спектральных функций, запись результатов обработки осуществляются с помощью IBM-совместимого компьютера типа “Notebook”.
Использование аппаратуры “АКФ” в комплексе с аппаратурой стандартного низкочастотного варианта магнитотеллурического зондирования (МТЗ) обеспечивает:
построение единой кривой МТЗ, отражающей геоэлектрический разрез от первых десятков метров до первых десятков километров; разбраковку кривых МТЗ и введение поправок , учитывающих искажение кривых МТЗ локальными неоднородностями геоэлектрического разреза.
По корреляционным функциям, вычисленным процессором измерительного блока, компьютер рассчитывает спектральные плотности мощности:
S(ExEx), S(EyEy), S(HxHx), S(HyHy), S(ExHy),
S(Ey Hx), S(Ex Hx), S(EyHy), S(Ex Ey), S(HxHy).
Программа визуализации предусматривает вывод на экран компьютера следующих спектров:
спектры амплитуд по каждому измерительному каналу;
взаимные спектры,
спектры когерентности и фазового сдвига для любой пары измерительных каналов.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ БЛОК
| Число каналов синхронной регистрации (один 16-разрядный АЦП на канал) | 4 |
|
| Частотная характеристика: | ||
диапазон рабочих частот, Гц |
1-3200 |
|
число поддиапазонов шириной 200 Гц |
32 |
|
разрешение по частоте, Гц |
0,78 |
|
| Диапазон входных напряжений (мкВ) при отношении “гармонический сигнал/шум” равном 10, | 1-30000 |
|
| Уровень собственных шумов, нВ/Гц1/2, при сопротивлении источника 100 кОм, не более | 150 |
|
| Объем встроенной памяти, Кбайт, не менее | 64 |
|
| Встроенный источник питания (аккумуляторный блок; 3,5 А· ч): | ||
напряжение, В |
12± 2 |
|
ресурс, ч, не менее |
8 |
|
| Диапазон частот температур, ° С | 0-40 |
|
| Габаритные размеры и масса: | мм |
кг |
измерительный блок |
400ґ 170ґ 300 | 5,5 |
| шумовой генератор | 200ґ 90ґ 125 | 1,8 |
генераторна рамка |
5000ґ 5000 | 1,5 |
зарядное устройство |
200ґ 90ґ 100 | 1,5 |
| аккумуляторный блок | 69ґ 72ґ 176 | 1,7 |
КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ
Измерительный блок; шумовой генератор; генераторная рамка;
аккумуляторный блок (2 шт.); зарядное устройство; магнитоиндукционный преобразователь (2 шт.); латунные электроды (4 шт.); комплект кабелей и принадлежностей дискета с управляющей программой; документация.
По согласованию с заказчиком в комплект поставки может быть включен компьютер типа “Notebook”
Разработчик:
Санкт-Петербургский университет (измерительный блок)
предприятие “Эконтех” РАН (магнитоиндуционный преобразователь)
Изготовитель:
ГНПП “Геологоразведка” (измерительный блок)
предприятие “Эконтех” РАН (магнитоиндуционный преобразователь)
КОМПЛЕКС ПРОГРАММ ОБРАБОТКИ
Программный комплекс AMTAD4 предназначен для предварительной обработки результатов полевых измерений. Программы комплекса позволяют рассчитать спектральные плотности мощности входных сигналов и компонентов тензора импеданса с учетом частотных характеристик каналов аппаратуры и магнитных датчиков. Результирующий файл содержит для каждой рабочей частоты две группы рассчитанных значений. Эти группы соответствует выявленным осям геоэлектрических однородностей и содержит величины кажущегося сопротивления, фазы импеданса и азимуты главного направлени тензора импеданса. Полученные значени используется для интерпретации кривых АМТ-зондирований на
основе горизонтально-слоистой модели среды (1D) или на основе двухмерного горизонтально-неоднородного геоэлектрического разреза (2D).Программа визуализации данных GEOINF предназначена для просмотра данных и получени оперативной информации о геоэлектрическом и геологическом строении участка работ. Входным файлом для программы является файл текстового формата (файл перечисления), в котором перечислены имена файлов с информацией по точкам измерений.
Программа обладает следующими возможностями:
1. Построение координатного плана с изображением на нем точек наблюдений.
2. Построение кривых АМТЗ на каждой точке наблюдения.
3. Построение кривых кажущегос сопротивления и фазы импеданса по направлениям главных осей тензора импеданса (минимальные и максимальные кривые) для заданного набора частот по профилю.
4. Построение кривых эффективного сопротивления и эффективной фазы импеданса дл заданного набора частот по профилю.
5. Построение на координатном плане распределения какого-либо параметра по площади для заданной частоты в цветном изображении.
6. Построение на координатном плане полярных диаграмм модуля и фазы импеданса.
7. Построение псевдоразрезов кажущегося сопротивления по профилю.
8. Построение на координатном плане показателей двухмерности и трехмерности.
Программы обработки и визуализации непосредственно в полевых условиях позволяют получать представление о геологическом строении исследуемой площади, наличии структурных неоднородностей и аномальных зон.
РАБОТОСПОСОБНОСТЬ АППАРАТУРЫ
Работоспособность измерительного блока проверяется в лабораторных условиях. Работоспособность всего комплекта аппаратуры проверяется в полевых условиях.
1, 2, 3, 4 - частотные зависимости собственных шумов четырех каналов аппаратуры. Ось слева. На частоте 50 Гц наблюдается повышение шумов за счет режекторного фильтра.
5 - АЧХ цифрового фильтра.
6 - АЧХ канала 1 аппаратуры. АЧХ других каналов практически совпадают с АЧХ канала 1. На частоте 50 Гц проявляется режекторный фильтр. Дл кривых 5 и 6 ось справа.
Cледующие два рисунка иллюстрируют работоспособность аппаратуры на различных частотных диапазонах.
На левом рисунке изображены кривые кажущегося сопротивления и фазы импеданса в четырех диапазонах частот (1-200, 100-300, 200-400, 300-500 Гц), аппаратуры АКФ № 609703. На правом - кривые азимутов главных направлений тензора импеданса. На сводных кривых видно хорошее совпадение измерений в областях перекрытий на разных диапазонах.
На следующем рисунке показано сопоставление кривых эффективного сопротивления и фазы импеданса, полученные в полевых условиях с двумя комплектами АКФ.
Измерения проводились в разные дни. Максимальный разброс значений наблюдается в районе 50 Гц и составляет первые проценты.
На следующих двух рисунках показаны результаты многократных измерений на контрольной точке,
выполненные в методических целях с целью изучения вариаций естественного электромагнитного поля Земли. На левом рисунке -кажущееся сопротивление, на правом - фаза импеданса. Черной линией на этих рисунках изображена вертикальная составляюща деформации толщи Земли за счет лунно-солнечных приливов данного района. Отмечается корреляци деформаций и кажущегося сопротивления, что говорит о высокой разрешающей способности аппаратуры.
С целью комплексной оценки работоспособности аппаратуры и программы обработки проведены и обработаны измерения при повороте установки на 45
° . Кажущееся сопротивление и фаза импеданса по осям неоднородностей практически совпадают, что показывает независимость результатов от ориентации приемных линий.
ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ
В 1997 г. сотрудниками СПбГУ были проведены площадные работы методом АМТЗ на одном из гранитных массивов Сибири. Решались следующие геологические задачи:
1. Изучение рельефа поверхности монолитных гранитоидов.
2. Изучение неоднородности гранитоидов и степени их трещиноватости до глубины 3 км.
3. Выделение блоков монолитных гранитоидов, кровля которых расположена на глубине не более 500 метров.
4. Оконтуривание выделенных блоков и оценка их размеров в плане.
Высокая производительность аппаратуры позволила выполнить за 10 рабочих дней 171 физ. наблюдение на площади порядка 6 км
2. Полевые наблюдения обрабатывались ежедневно с использованием комплекса AMTAD4. При помощи программы GEOINF строились схемы площадного распределения различных электроразведочных параметров.В качестве примера приведена схема изолиний эффективного сопротивления и фазы эффективного импеданса на частоте 19 Гц.
|
В юго-западной и центральной частях отмечаются зоны пониженных значений эффективного сопротивления, связанные с увеличением мощности рыхлых отложений и повышенной трещиноватостью верхней части кристаллического фундамента. На востоке участка монолитные гранитоиды выходят практически на поверхность. |
На следующем рисунке приведена схема изолиний фазы эффективного импеданса.
 |
Относительно спокойный характер изолиний фазы импеданса и небольшой диапазон её изменения указывает на минимальную контрастность значений удельного сопротивлени слоев, что отражает выдержанное строение кристаллических пород на большой глубине. |
Результаты интерпретации данных АМТЗ на основе двумерного моделирования по линии I-I показаны на следующем рисунке.
Второй объект исследований располагался в районе с относительно мощным (до 600 м) чехлом рыхлых отложений. Одной из поставленных геологических задач являлось изучение рельефа кровли кристаллического фундамента. По результатам работ выявлена синклинальная структура в рельефе фундамента, подтвержденная бурением.
На этих рисунках показаны графики кажущегося сопротивления (верхний) и фазы импеданса по профилю, пересекающему синклинальную структуру. В районе пикета 1000 по данным бурения и АМТЗ отмечается ступень в рельефе кристаллического фундамента. Измерени на 15 параллельных профилях позволили уточнить положение ступени и другие структурные особенности территории исследований.
Аппаратура АКФ имеет по сравнению с зарубежными аналогами более низкую стоимость и большую производительность, что значительно снижает затраты на проведение электроразведочных работ методом АМТЗ.
Стоимость комплекта АКФ на 29.05.98 г. составляет 32 440 руб.
Стоимость комплекса программ обработки на 29.05.98 г. составляет 12 600 руб.
По вопросам приобретения комплекта АКФ обращатся по адресу:
193019 Россия, Санкт-Петербург, ул. Книппович, 11, корп. 2.
ГЕОЛОГОРАЗВЕДКА
Тел. (812) 567-76-30. Факс (812) 567-98-83. Телетайп 622772 “РУДА”.
Отдел сбыта (812) 567-37-47.
По вопросам приобретения комплекса программ обработки, внедрения, авторского сопровождения и выполнения договорных работ обращатся по адресу:
199034, Санкт-Петербург, Университетска наб. 7/9, НИИЗК, Пертелю Михаилу Ивановичу.
Тел. (812) 218-96-43.
E-mail: pertel@mp2450.spb.edu
