Анализ искажений кривых мтз

Искажения кривых МТЗ обусловлены гальваническими и индук­ционными эффектами. Гальванические эффекты связаны с дейст­вием избыточных зарядов, а индукционные - с действием избыточ­ных токов, возникающих на геоэлектрических неоднородностях.

В районах с линейной тектоникой оси измерительной установки ориентируют вкрест простирания структур (ось Y) и по простира­нию (ось X). Тогда соответствующие ориентированные кривые МТЗ называются продольными ρ^|| и поперечными ρ^┴ кривыми ρ^|| = ρ_xy, ρ^┴ = ρ_yx

Они отвечают продольному и поперечному течению тока, что в двумерных моделях соответствует случаям Е - и H - поляризации поля. Поперечные (H - поляризованные) кривые искажаются за счет гальванических эффектов, из которых основные:

1) S-эффект - вызывает смещение правых ветвей кривых МТЗ по оси сопротивлений вверх или вниз. Он связан с изменением вдоль профиля наблюдений суммарной продольной проводимости слоев, подстилаемых промежуточным горизонтом высокого сопротивления. При уменьшении S от точки к точке правые ветви кривых МТЗ (в интервале S) смещаются вверх, а при увеличении S - вниз. Формальная одномерная интерпретация кривых МТЗ, искаженных S-эффектом, приводит к появлению ложных геоэлектри­ческих структур в нижней части разреза. Этот эффект распознается непосредственно по поведению правых ветвей кривых МТЗ и с помощью корреляции значений S и D, определяемых при формальной одномерной интерпретации. S - суммарная продольная проводимость отложений, перекрывающих опорный горизонт, D - глубина залегания нижней границы высокоомного горизонта. При этом основным признаком S-ффекта является уменьшение (или увеличение) D при увеличении (или уменьшении) S;

2) эффект экранирования - обусловлен экранирующим действием высокоомных промежуточных горизонтов. При формальной интерпретации кривых МТЗ, искаженных эффектом экранирования, нивелируется рельеф глубинных геоэлектрических границ. Этот эффект может быть обнаружен путем сравнения структурных карт, построенных по продольным и поперечным кривым МТЗ. Типичным признаком эффекта экранирования является отсутствие или слабая выраженность на картах, построенных по поперечным кривым, структур, обнаруживаемых по продольным, кривым МТЗ;

3) краевой эффект - обусловлен канализацией электрического тока вдоль длинных вытянутых впадин или вдоль резко падающих высокоомных границ. Очевидно, что при краевом эффекте поперечная составляющая электрического поля ослабевает, так как ток течет вдоль оси впадины. Следовательно, правые ветви кривых ρ^┴ смещаются вниз по оси сопротивлений и деформируются. Эта деформация связана со структурами, поэтому искажения поперечных кривых МТЗ и относят к искажениям гальванического типа. Они проявляются на любой частоте поля.

При краевом эффекте наблюдается устойчивая линейная поляризация низкочастотного теллурического поля вдоль оси впадины. К числу характерных признаков краевого эффекта относится также рост отношения ρ^||/ ρ^┴ при приближении к борту впадины, обуслов­ленный смещением вниз правых ветвей кривых ρ^┴.

В геоэлектрических ситуациях, характерных для краевого эффекта, продольные кривые искажены незначительно, так как ком­понента теллурического поля, направленная вдоль структуры, практически не меняет своей величины. При этом изменения ρ^|| обусловлены, в основном, индукционными явлениями: значе­ния ρ^|| уменьшаются под влиянием соседних впадин и увеличи­ваются под влиянием соседних поднятий.

Таким образом, в случае E-поляризации кривые ρ^|| искажаются за счет индукционного эффекта, выражающегося в деформации

э тих кривых, появлении лож­ных перегибов и минимумов. Поскольку величина электромаг­нитной индукции убывает с ростом частоты, то и индукционные иска­жения с понижением частоты, уменьшаются.

На рисунке изображены по­перечная и продольная кривые МТЗ, полученные над серединой двумерной структуры типа гор­ста. Кривая ρ^┴ искажена S-эффектом, ее нисходящая ветвь смещена вверх, что при формаль­ной интерпретации этой кривой приводит к получению завышен­ной глубины залегания проводя­щего основания (проводящего слоя ρ₃ = 0).

Продольная кривая над центром горста искажена индукционным эффектом: она имеет ложный минимум, вызванный боковым влиянием проводящих зон, окаймляющих горст. С понижением частоты индукционный эффект затухает и нисходящая ветвь кри­вой ρ^|| позволяет определить истинное положение проводящего горизонта. ρ_kn – нормальная кривая над центром горста.

Следует отметить, что в районах со сложным геологическим строением, описываемым трехмерными геоэлектрическими моделями, наблюдаются те же эффекты, что и в двумерных ситуациях (хотя выражены они, как правило, слабее). Однако эти эффекты обычно осложняются специфическими трехмерными искажающими эффектами концентрации и обтекания (ток концентрируется в хо­рошо проводящих впадинах, обтекает плохо проводящие подня­тия).

Метод определения обоб­щенных параметров разреза по асимптоти­ческим формулам.

Рассмотрим две альтернативные мо­дели: модель I, в которой пачка слоев с суммарной продольной про­водимостью S лежит на изоляторе, и модель II, в которой пачка слоев с суммарной толщиной D лежит на идеальном проводнике. Согласно низкочастотной асимптотике в импедансе Тихонова - Каньяра (2.31) и (2.36)

Z , ρ_k (модель I),

Z -iωμ₀D, ρ_k ωμ₀D² (модель II). (7.7)

Таким образом, низкочастотные ветви кривых кажущихся сопротивлений асимптотически сливаются с прямыми линиями, положение которых зависит от S и D:

log ρ_k = 2log - log 2πμ₀S² (модель I),

log ρ_k = -2log + log 2πμ₀D² (модель II),

Эти асимптоты носят название S- и D-линий. Значения S и D можно найти по формулам:

S = , D = , (7.8)

г де , и - абсциссы точек, в которых линии S и D пересекают линию ρ_k = 1. Этот метод позволяет определять суммар­ную проводимость осадочного чехла и глубину залегания верхней поверхности высокопроводящего слоя.