А. Межскважинные радиоволновые измерения

3.4.3.4. С помощью межскважинных измерений производятся поиски тел полезных ископаемых в пространстве между скважинами, а также решаются разведочные задачи по оконтуриванию и прослеживанию обнаруженных тел. Измерения проводятся в скважинах, расстояние между которыми эффективной дальности метода на рабочих частотах. Эффективная дальность L_эф – определяемое экспериментально максимальное расстояние между передатчиком и приемником, при котором обеспечивается решение поисковых или разведочных задач. Используются интервалы скважин, свободные от обсадных труб.

Измерения в наземных скважинах следует проводить на глубинах, на которых можно пренебречь влиянием обходной (боковой)волны, распространяющейся вдоль поверхности земли (эти глубины определяются в соответствии с методическими требованиями, изложенными в руководствах по радиоволновым методам скважинной и шахтной геофизики). Это правило можно не соблюдать при наличии слоя наносов, экранирующих обходную волну.

3.4.3.5. Верхняя граница рабочего диапазона частот определяется расстоянием между скважинами, которое не должно превышать эффективной деятельности просвечивания. Нижняя граница частотного диапазона определяется условием: поперечные размеры изучаемых тел-экранов не должны быть меньше размеров зоны D_ф, существенной для распространения радиоволн:

 

D_ф=[2λr(R-r)/R]½, (91)

 

Где λ- длина волны во вмещающей породе, которую можно определить в зависимости от частоты f и удельного сопротивления породы ρ_эф с помощью палетки, приведенной в методическом руководстве; R – расстояние между передающей и приемной антеннами; r- расстояние между изучаемым телом и передающей (приемной) антенной.

Если рудные тела низкого удельного сопротивления имеют вытянутую форму, достаточно, чтобы длина волны не превышала их наибольшего размера, а поперечный размер тела в сечении, перпендикулярном направлению распространения радиоволн, был не меньше чем D_ф/2.

При использовании количественных приемов интерпретации измерения следует проводить в волновой зоне излучателя, т.е. при выполнении неравенства К’=2π/λ. При отсутствии данных о геоэлектрическом строении участка работ оптимальный диапазон частот определяется в ходе опытных исследований.

3.4.3.6. Основной установкой при межскважинных измерениях является Е_zE_z-установка, оптимальная при решении большинства поисково-разведочных задач. Применяются также установки H_z H_z E_z H_φ и др. обозначения установок приведены в цилиндрической системе координат (r,φ,z), где ось z совпадает с осью скважины; Е обозначает электрическую антенну, Н – магнитную; первая буква в обозначении установки относится к передающей антенне, вторая – к приемной.

При радиопросвечивании между скважинами применяются две схемы наблюдений: синхронная и веерная.

Синхронная схема заключается в просвечивании при одновременном (синхронном) перемещении передатчика и приемника (приемной антенны) по скважинам на одинаковые интервалы. В зависимости от решаемой задачи и выбранной частоты шаг перемещения изменяется от 1 до 20 м. эту схему следует использовать для рекогносцировочных измерений на участках с неизвестным геоэлектрическим строением. Она целесообразна при поисках рудных тел небольших размеров. Синхронная схема обеспечивает наглядность и простоту предварительной интерпретации результатов измерений.

При работе с аппаратурой, не оборудованной фильтрами для ослабления антенного эффекта кабеля, измерения проводятся при положении приемной антенны в скважине, ограниченной с одной стороны устьем скважины, с другой – линией, проведенной от электрической антенны передатчика и перпендикулярной ей. В вертикальных и наклонных нисходящих скважинах это требование сводится к помещению приемной антенны не ниже антенны передатчика.

Проводится несколько серий синхронных измерений, различающихся глубиной, на которой помещаются в скважинах передатчик и приемник в начале каждой серии. Превышение d приемной антенны над передающей (в вертикальных скважинах) составляет в первой серии измерений 0, во второй – 10, в третьей – 20 м и т.д..

При детализации аномалий и при работе на высоких частотах d следует уменьшать до 5-2 м.

Максимальное превышение d в зависимости от решаемой задачи определяется углом φ между лучом (прямой линией, соединяющей обе антенны) и прямой, перпендикулярной антенне передатчика: φ≤45°. При работе с аппаратурой, оборудованной фильтрами для уменьшения антенного эффекта кабеля, допускается положение прямой антенны ниже передающей при условии φ≤30°.

Верхняя (шаговая) схема измерений заключается в перемещении приемника при неподвижном передатчике или передатчика при неподвижном приемнике. Передатчик не следует помещать выше приемника (это не относится к работе с аппаратурой, оборудованной фильтрами, при условии φ≤30°). Интервалами между стоянками неподвижного элемента могут составлять 10-50 м. Подвижный элемент установки при точечной записи перемещается с шагом 1-20 м. Верхняя схема измерений дает возможность непрерывной записи сигнала.

Совокупность лучей, полученных в одной серии измерений по синхронной схеме или при одной стоянке неподвижного элемента в веерной схеме, образует систему лучей.

3.4.3.7. При использовании аппаратуры с симметричными электрическими антеннами за точку записи следует принимать середину приемной или передающей антенны (нижний конец корпуса скважинного прибора). В аппаратуре с несимметричными приемными антеннами точкой записи служит место соединения антенны с кабелем; в случае приема на магнитные антенны точка записи относится к середине антенны.

3.4.3.8. При измерениях в нисходящих скважинах передатчик и приемник (или приемная антенна с грузом) опускаются в них под собственной тяжестью. Измерения проводятся при спуске или подъеме установки (при регистрации сигнала на самописце – только при подъеме).

3.4.3.9. Перед началом измерений, предназначенных для решения геологических задач, должны быть выполнены вспомогательные работы в одиночных и парных скважинах на участках развития вмещающих пород с целью оценки их геоэлектрической однородности, определение коэффициентов поглощения, выявления анизотропии пород в электромагнитном поле. Оценка однородности производится по данным профилирования в одиночных скважинах с двумя-тремя разносами Z₀ между одновременно перемещающимися передатчиком и приемником. Передатчик следует всегда располагать ближе к забою скважины, чем приемник. Минимальный разнос определяется длинной 2l передающей (приемной) электрической антенны: z_{0 min}≥3l. Для оценки однородности пород участка по данным межскважинных измерений следует применять синхронную схему измерений с лучами, параллельными предполагаемым геоэлектрическим границам.

Для определения коэффициента поглощения К’’ следует в пределах выделенных однородных участков провести односкважинное профилирование с тремя-четырьмя разносами измерительной установки либо зондирование (движение передатчика при неподвижном приемнике или приемника при неподвижном передатчике). Шаг измерений при профилировании и зондировании 1-2 м. при использовании аппаратуры с самописцами обязательно применение непрерывной записи.

Для определения анизотропии вмещающих пород необходимо провести межскважинные измерения по веерной схеме с двумя-тремя стоянками передатчика (приемника) на безрудном участке. Анизотропия, оси которой наклонны по отношению к скважинам, выявляется по отклонению максимума напряженности поля на полученной диаграмме от положения самого короткого луча. Если этим способом анизотропия не выявлена, следует провести измерения коэффициентов поглощения в одиночной скважине и трех-четырех скважинах по лучам, перпендикулярным скважинам. Различие в значениях К’’, измеренных в двух взаимно перпендикулярных направлениях, свидетельствует о возможном наличии анизотропии, оси которой совпадают с указанными направлениями.

3.4.3.10. Целью поисковых работ является обнаружение и локализация рудных тел в пространстве между скважинами. Если искомые объекты представлены электропроводными телами пластообразной формы, падение (простирание) которых близко к направлению скважин, а размеры по падению (простиранию) превышают расстояние между скважинами, то измерения следует проводить по схеме синхронного перемещения установки Е_zE_z тремя сериями_: 1) d=0,2) + d_φ, 3) - d_φ, , где d_φ, - превышение приемной антенны над передающей, обеспечивающее φ≤30°. Для обнаружения пластообразных электропроводных тел по измерениям в скважинах, пробуренных вкрест простирания, необходимо использовать эту же методику, но с максимальными превышениями, т.е.: 1) d=0,2)+ d_max, 3) - d_φ, где d_φ обеспечивает наибольший угол между лучами и простиранием тел. Кроме того, здесь эффективны измерения установкой H_zH_z при лучах, параллельных предполагаемому простиранию искомых тел. При работе с аппаратурой, не оборудованной фильтрами, для реализации измерений - d_φ следует менять местами передатчик и приемник.

Поиск рудных тел между скважинами можно проводить и с помощью веерной схемы измерений. Применение веерной схемы обязательно при использовании непараллельных скважин.

При поисках плостообразных тел с удельной электропроводностью, меньшей, чем у вмещающих пород, например кварцевых жил, необходимо производить измерения установкой Е_zE_z по синхронной схеме при лучах, примерно параллельных предполагаемому простиранию (падению) тел. Наиболее эффективны измерения с установкой Е_zE_z в скважинах, пробуренных вкрест простирания.

3.4.3.11. С помощью межскважинных измерений решаются разнообразные разведочные задачи, основные из которых: локализация кромки экранирующего тела, увязка рудных тел подсечений в скважинах, оценка мощности и удельного сопротивления пластообразных экранов, оценка положения кромок экранирующих тел в стороне от плоскости лучей просвечивания, увязка подсечений и прослеживание телволноводов.

Для определения положения в разрезе кромки экранирующего тела проводятся синхронные измерения по двум системам лучей, угол между которыми следует выбирать возможно большим. При высоком уровне помех систем лучей должно быть больше двух. Можно применять и верную схему наблюдений. Передатчик с автономным питанием следует располагать глубже изучаемого подсечения.

Для оценки мощности и удельного сопротивления пластообразных экранирующих тел проводятся измерения на трех-четырех частотам по лучам, пересекающим тело под углом, по возможности близким к прямому.

Оценка положения кромок экранирующих тел в стороне от плоскости просвечивания (плоскости или поверхности, образуемой совокупностью лучей) производится по данным измерений, методика которых направлена на решение перечисленных выше задач. Измерения проводятся на низших частотах рабочего диапазона.

Для увязки подсечений и прослеживания пластообразных тел-волноводов измерения необходимо проводить по синхронной системе при лучах, проходящих под углами от 0 до 30° к предполагаемому простиранию (падению) тел. Измерения проводятся установкой Е_zE_z в скважинах, пробуренных вкрест простирания тел. Следует использовать наиболее высокую частоту, при которой достигается необходимая дальность во вмещающей породе. При уверенном выделении тел-волноводов по положительным аномалиям напряженности поля можно проводить измерения в скважинах, расстояния между которыми превышают эффективную дальность во вмещающей породе.