Лабораторная работа № 1

«ВЕРТИКАЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЗОНДИРОВАНИЯ (ВЭЗ)».

Задание.

1. Выполнить на баковой модельной установке вертикальные электрические зондирования двухслойной и трехслойной среды.

2. Построить на стандартном (модуль 6,25) двойном логарифмическом бланке кривые зондирований.

3. Выполнить палеточную интерпретацию полученных кривых.

4. Выполнить компьютерную интерпретацию полученных кривых.

5. Провести сравнение полученных при интерпретации результатов с реальными характеристиками модели.

Для выполнения работы необходимо иметь рабочую тетрадь, карандаш, линейку, стиральную резинку, лист кальки формата А4 (получить у преподавателя), простейший калькулятор (при отсутствии калькулятора можно пользоваться логарифмической линейкой или персональным ноутбуком).

Описание работы

Длямоделирования горизонтально-слоистой геологической среды

в работе используется стеклянный бак размерами 850х500х300 мм (Рис.4.1).

Рис.4.1.Модельная установка.

Бак может заполняться реальной геологической породой (песок, суглинок и т.п.), однако для лабораторных работ наиболее удобно в качестве модели среды использовать воду. Удельное сопротивление воды меняется в широких пределах в зависимости от содержания в ней солей. Дистиллированная вода, например, обладает очень высоким значением ρ – до 10⁸ Омм, но даже незначительная концентрация соли резко снижает ее удельное сопротивление. Водопроводная вода в СПб имеет удельное сопротивление в пределах 40 -70 Омм, морская вода– примерно 0,1-1 Омм, насыщенный раствор поваренной соли при комнатной температуре – примерно 0, 05

Омм. На рис.4.2 показан чертеж электрода.

Рис.4.2.

1 - латунный электрод;

2 - держатель из оргстекла;

3 –зажимной винт электрода;

4 – зажимной винт прутка;

5 – отверстие для фиксирующего

прутка.

Электроды устанавливаются на дюралевые направляющие рельсы (прутки) и могут перемещаться по прямой линии над поверхностью бака. На прутки нанесены метки с шагом 1 см. Для четкой фиксации электродов на малых расстояниях может использоваться специальный латунный пруток, который продевается через отверстия в держателях закрепляемых электродов, и зажимается специальными винтами. Таким способом можно точно устанавливать малые (до 10 см.) расстояния между электродами.

В качестве моделей слоев в двухслойной среде используются водопроводная вода (проводящий слой) и дно бака (непроводящий слой). При моделировании трехслойной среды в воду помещается пластина из пористой керамики размерами 500х250х20 мм,. Пористая керамика обладает удельным сопротивлением в несколько раза большим удельного сопротивления жидкости, в которую она помещается. Таким образом, если керамическая пластина размещена в баке так, что и выше ее, и ниже находится вода, мы получаем (без учета дна бака) трехслойный разрез типа К. Если учитывать дно бака – четырехслойный разрез типа КН. Если положить керамическую пластину на дно бака, получим разрез типа А. Если используется лист дюралюминия, установленный в воде получается двухслойный разрез с хорошо проводящим основанием.

Выполнение работы.

Двухслойная модель

1. Залейте воду в бак до уровня примерно 2/3 высоты бака.

2. Установите направляющие рельсы так, чтобы их середина приходилась на центр бака.

3. Соберите установку Шлюмберже с минимально возможными разносами (MN – 1см, АВ – 3 см.) так, чтобы ее центральная точка О приходилась на центр бака. Используйте фиксирующий пруток для жесткого закрепления электродов на малых разносах.

3. Отрегулируйте высоту электродов так, чтобы они погружались в воду на 1-2 мм.

4. Подключите к электродам АВ генератор, а к электродам MN – измеритель.

5. Включите приборы, действуя в соответствии с инструкцией по эксплуатации, и проведите измерение параметра q = ∆U/I,используя переменный ток на частоте 4,88 Гц.

6. Рассчитайте значение ρ _k = k * q. Значение k можно определить по формуле (4) или взять из табл. Полученные значения должны соответствовать значениям ρ водопроводной воды: 40 -70 Омм.

7. Выполните вертикальное электрическое зондирование, последовательно устанавливая разносы в см. в соответствии с таб.4.1.

Таблица 4.1.

№	AB/2	MN/2	k	№	AB/2	MN/2	k
	1,5	0,5	0,0628		9,0	2,0	0,604
	2,0	0,5	0,117			2,0	1,296
	3,0	0,5	0,275			2,0	1,73
	3,5	0,5	0,377			5,0	0,628
	4,0	0,5	0,495			2,0	3,11
	5,0	0,5	0,777			5,0	1,18
	6,0	0,5	1,122			5,0	1,88
	6,0	2,0	0,251			5,0	2,75
	7,5	0,5	1,758			5,0	3,77
	7,5	2,0	0,41			5,0	4,95

Результаты измерений заносятся на специальный бланк или в журнал, форма которого приведена ниже.

Форма журнала для наблюдений методом ВЭЗ.

(Инструкция по электроразведке, прил. 23)

Зондирование № ______ Азимут град______

Дата_____________________

Участок________________________________

Начало набл.______________

Профиль_______________________________

Конец набл. ______________

ПК центра MN __________________________

Погода __________________

№.	АВ/2	MN/2	k	∆ U, mB	I, mA	q, Om	ρ k	Примечание

Оператор:__________ Вычислитель: ___________ Проверил:_____________

При непосредственном измерении параметра q столбцы 5 и 6 можно не использовать.

8. После измерения на каждом разносе полученное значение ρ _k нанесите карандашом на специальный билогарифмический бланк с модулем 6,25. Таким образом, параллельно с измерениями вычерчивается кривая зондирования. Гладкий и «логичный» ход кривой является признаком правильности ваших измерений.

9. Получив кривую ВЭЗ, покажите ее преподавателю, который поставит свою подпись на бланке данных.

Трехслойная модель.

1. Получите у преподавателя конкретное задание по выбору моделей.

2. Переместите направляющие рельсы к задней стенке бака. Установите опоры для моделей второго слоя (в качестве опор используются металлические бруски). Установите модель второго слоя на опоры и разместите ее так, чтобы она располагалась симметрично по отношению к стенкам. Глубина воды до модели второго слоя (мощность первого слоя) должна составлять примерно 1 см.

3. Выполните ВЭЗ в соответствии с указаниями, приведенными выше. Максимальные разносы АВ не должны превышать размеров модели. При использовании пористой керамики следует ограничиться значением АВ/2, равным 20 cм.

4. Результаты каждого зондирования записываются на отдельный бланк (лист). Кривые зондирования можно строить на одном билогарифмическом бланке.

5. Используя линейку, измерьте мощности первого и второго слоя.