Информация по организациям, в которых Барсуков Павел Анатольевич является учредителем и/или директором приведена с учетом ИНН физического лица.
Если энергия, удерживающая магнитные моменты в определенном направлении (энергия анизотропии WiVki, V- объем частицы, ki- удельная энергия магнитной анизотропии), много меньше кТ, суммарный вектор намагниченности исчезает достаточно быстро (парамагнетик). На рис. 3 приведены результаты 1D инверсий (А) и пленочная модель (Б). отклонение исходных E (t) и синтезированных (модельных) M (t) переходных характеристик не должны выходить за пределы доверительных интервалов ошибок измерений 5 (t). Эта зона отчетливо фиксируется при площадных исследованиях ЗС. Для устранения этой помехи необходимо применять антенные установки с минимальным коэффициентом взаимоиндукции между приемной и излучающей антеннами (разнесенные установки «петля-петля», смещенные петлевые установки).
Обычно для построения трансформаций не требуется какая-либо априорная информация об изучаемой среде (например, предположение о горизонтальной однородности). Расчеты показывают, что для того, чтобы получить с точностью 1 левую часть (4. 8) при с1/2 () для фиксированной частоты ю1/то, необходимо произвести интегрирование элементарных дисперсионных процессов в диапазоне 0. 02 STO 2000.
собственные процессы антенны) вносят систематическую погрешность, которая порой не различима «на глаз». В работе приведен пример локализации зоны фильтрации грунтовых вод на Норильском рудном поле, основанной на сравнении амплитуд 8РМ эффектов в совмещенных антеннах 25x25 мм, приподнятых над поверхностью и лежащих на поверхности земли. Причем при разбросе параметров поляризуемости rj и постоянных времени релаксации т в несколько порядков, показатель с (4. 1) всегда оставался в пределах интервала от 0. 2 до 0. 6. Отметим, что если минимум Q достигается при любых условия, то условие (2. 13) далеко не всегда удается достичь, даже при ситуациях, когда исходные данные «точно соответствуют» слоистой модели среды.
Глубины залегания слоя Ь20 м, что подтверждено буровыми скважинами. По поведению pm (t) на самых ранних стадиях переходного процесса можно легко определить высокочастотные характеристики применяемой аппаратуры и оптимальный уровень согласовывающего систему «генератор – антенна – измеритель» шунтирующего резистора. Диапазон измерений переходных характеристик от 4 мкс до 4000 мкс.
В аномальных зонах суперпарамагнитные частицы с эффективными радиусами г 25-34 нм (именно эти частицы «ответственны» за БРМ эффект в диапазоне времен ЗС) распределены так, что частиц с большими размерами (34 нм) значительно больше, чем частиц с меленькими (25нм). «отрицательные хвосты»), аномально медленно затухающие во времени (Еф – 1Л) и регистрируемые вплоть до первых сотен миллисекунд. Если в соленоид в качестве сердечника поместить обожженную глину (красный кирпич) и по обмоткам пропускать импульсный ток, то в паузах между импульсами можно наблюдать достаточно мощный сигнал, спадающий во времени как l/t. Однако результат такого подхода для ID инверсий ЗС данных (в отличии от МТЗ или DC. ) оказьшается негативным.
Заметим, что в краевых частях модели имитирован рельеф дневной поверхности с уклоном 15-20 и плоскость антенны совпадает с этой поверхностью (как это и происходит на практике). После выполнения (1. 13) отбросить «липшие» слои или объединить их в эквивалентные. Такой же прием применяется и в случае поверхностной поляризации среды – индукционный ВП и антенный эффекты резко ослабляются. Величина относительной диэлектрической проницаемости на частоте 400 Гц, вычисленная по (5. 14), равна г «90 5.
Разложение импульсных откликов неполяризующейся среды на экспоненциально затухающие составляющие позволяет аппроксимировать полевые данные функциями с абсолютной монотонностью и эффективно использовать их для подавления помех и вычислений кажущегося сопротивления в промежуточной зоне ЗС. Однако экспериментальные исследования ЗС в различных регионах мира показали, что эффекты магнитной вязкости горных пород могут играть существенную (а иногда и решающую) роль в становлении электромагнитного поля (43 также. ). Суперпарамагнитные явления в ЗС можно рассматривать как помеху, снижающую эффективность зондирований (в частности, глубинность исследований, поскольку она искажает поздние времена переходных характеристик). В качестве возбуждающей (или генерирующей излучающей) антенны используется либо заземленная электрическая линия, либо незаземленная петля. Если Wj»kT релаксация весьма медленная (ферромагнетик). в высокочастотном диапазоне (на ранних стадиях ЗС).
Левая (западная) граница зоны повышенного сопротивления совпадает с региональным разломом (ПК 750). Плато сложено известковыми породами и весьма низкими удельными сопротивлениями (-1-15 Ом»м по данным ВЭЗ и каротажа) из-за интенсивной засоленности поровых вод. Резкая граница разломной зоны с низким сопротивлением пород также фиксируется ЗС. Этот же вывод можно сделать и в отношении программного обеспечения для инверсий и интерпретации данных ЗС.
Для преодоления весьма неприятных последствий неустойчивости решений проблемы (1. 20) используется ряд приемов, главным из которых является задание т. н.
Мы провели в пределах Русской платформы более двух десятков измерений с длинными линиями в различных суглинистых породах (с различной влажностью и содержанием песка), с различными проводами и выяснили, что величина относительной диэлектрической проницаемости на частоте 400 Гц лежит в пределах г «80-100. Метод зондирования становлением поля применяется для геоэлектрических исследований геологических структур и поиска месторождений полезных ископаемых. Эти поля регистрируются в виде антенного поляризационного эффекта. Постоянная релаксации т экспоненциально зависит от константы магнитной анизотропии кь объема частиц V и тепловой энергии кТ: тт0ехр (-к1У/4кТ), т0«Ю399 сек. При увеличении времени t/j, aR 10 Pm (t)— Pk (t), т. е. Но даже 2-5 искажения сигналов на ранних стадиях приводят к существенным погрешностям в определении pm (t).
Подъем антенн на высоту 1. 5-2 м практически всегда возможен с мелкими антеннами. 4астотные свойства реальных антенн, как систем с распределенными параметрами, в методе ЗС практически не изучались (по-видимому, за ненадобностью. ). Коэффициент пересчета модельных результатов в «натурные» к400 для линейных размеров и 1/400 для продольных проводимостей. Регистрируемые Антенные поляризационные эффекты зависят от дисперсионных параметров исследуемой среды и при фиксированном токе пропорциональны квадрату сопротивления проводов антенны (индукционные процессы, как не осложненные, так и осложненные IP-эффектами не зависят от сопротивления проводов приемной антенны и пропорциональны току в излучающей антенне). В этом случае исследуемый магнитный материал следует отнести к суперцарамагнетику. Для моделирования использовались алюминиевые пластины и пленки. В качестве антенны использовалась 20-витковая катушка размером 10x10 смсм. Наибольшую конкуренцию ЗС создают: георадарные исследования, которые в благоприятных условиях обеспечивают глубинность исследований до 10-15 м при весьма высокой производительности, многоэлектродные системы 3D-DC (глубинность до 25-50 м), системы высочастотных 43 (глубинность 50-300 м), высокочастотная сейсморазведка и, как это не покажется удивительным, малоглубинное скоростное бурение скважин (до 30-50 м) Стоимость этих исследований постоянно сокращается как за счет применения высоких технологий в аппаратном обеспечении, так и за счет современного математического обеспечения для сбора и интерпретации данных.
Именно по этой причине палетки, которыми электроразведчики пользовались еще до недавнего времени для интерпретации данных ЗС, содержали целое семейство кривых pk (t) для каждой модели слоистого разреза, отличающихся параметром r/hi- отношением разноса (размера установки) к мощности первого слоя. Кажущиеся сопротивления слабо зависят от конфигурации приемно-излучающей системы антенн и служат основой для вычислений трансформаций – зависимости кажущегося сопротивления от глубины зондирования. Однако наиболее важным параметром, определяющим эффективность малоглубинных зондирований, является минимальное время, на котором удается зарегистрировать сигнал. При уменьшении времени t/aaR 0. 1 (переход в дальнюю зону) для совмещенных антенн Rr нормировка pm (t) теряет смысл, поскольку переходный процесс перестает зависеть от сопротивления среды (см.
Распределение этих токов зависит от электропроводности (электрического сопротивления) отдельных участков (блоков) среды. Парамагнетики (и диамагнетики) обладают магнитным моментом только во внешнем магнитном поле. При геоэлектрических исследованиях приповерхностных геологических структур (до 100-300 м) возможно и целесообразно использовать совмещенные петлевые антенны с размерами ЬхЬ от 10x10 до 100x100 мм и диапазон времен становления от первых микросекунд до 10-20 мс.
Эта проблема находится на «стыке» двух разделов электроразведки: методов переменного электромагнитного поля (ЗС и 43) и метода ВП изучающего поляризационные процессы в горных породах. Вне аномальных зон концентрация почти равномерна и скорость релаксации равна 1у1. «Разрушение» упорядоченной структуры магнитных моментов происходит под действием тепловых флюктуаций, энергия которых равна кТ (постоянная Болъцмана на температуру). Современные мировые тенденции развития метода ЗС это: расширение временного диапазона в область малых времен для решения инженерных, гидрогеологических и других задач в области малых и сверхмалых глубин – разработка автоматизированных систем сбора и интерпретации данных (для снижения затрат на полный комплекс ЗС исследований) использование поляризационных явлений в ЗС как дополнительного источника геологической информации разработка 3D инверсионных процедур и трансформаций данных ЗС для интерпретации площадных данных совместная инверсия данных ЗС и МТЗ (АМТЗ) или ЗС и ВЭЗ (3D-DC) для получения геоэлектрической информации с максимально широкого диапазона глубин с высокой разрешающей способностью В области исследований малых (до 300 м) и сверхмалых (1-5 м) глубин конкуренция на мировом рынке геофизических услуг весьма острая.
В установках «петля в петле», «петля-датчик» АПЭ также интенсивно проявляется, причем в зависимости от неоднородностей приповерхностного слоя пород и конфигурации приемно-излучающей антенной системы, знак АПЭ может изменяться и совпадать с индукционным процессом ЗС. В поляризующихся средах наблюдаются «отрицательные аномалии ЗС» (т. н.
Чем ближе начальное приближение параметров модели (стартовая модель) к «истинному», тем больше вероятность того, что наряду с минимумом Q из (1. 20) будет удовлетворено и условие (/)-М (/) (0 (2. 13) т. е. Иногда геоэлектрический разрез, построенный по трансформациям, называют «псевдоразрезом» или электромагнитным образом исследуемой среды. вторичное магнитное поле. начального приближения параметров модели. Этими же факторами можно объяснить и некоторые неровности рельефа юрских глин, которые залегают, как правило в пределах Московской области, ровным горизонтальным слоем мощностью 7-10 м. Гидрогеологическая скважина (ПК 0) вскрывает слой глин в интервале глубин 16-25м.
Однако в Восточной части плато, ближе к пойме р. Нил имеется локальная зона с высокими сопротивлениями (100 Ом»м). Информация о распределении электропроводности в геологической среде содержится в электромагнитном отклике – реакции среды на импульсное электромагнитное возбуждение. Достоинством всех известных и широко используемых в ЗС трансформаций является простота и оперативность вычислений. Этот эффект проявляется на поздних стадиях переходного процесса и регистрируется в виде медленно спадающего во времени процесса 1Л (0393"1393-), знак которого противоположен полярности индукционных переходных характеристик.
Если расстояние оказывается больше, результат инверсии оказывается неискаженным. Во временной области отклик L1 a (t/ to) определяется значительно более узким диапазоном постоянных релаксации 0. 01 sxo 5, который уже не включает «быстрые» процессы ст то/5. Величина погонной емкости соС/т оказалась равной Со 164 10 пФ/м. Однако процессы самоиндукции приемно-излучающих антенн (т. н. На больших расстояниях от неоднородностей одномерная инверсия и трансформации переходных характеристик поля дают неискаженный результат.
Существует, по крайней мере, две причины объясняющие этот факт: либо найден лишь локальный (а не необходимый – глобальный) минимум функционала невязки Q- т. е. Отметим, что вычисления кажущегося сопротивления pm (t) в интервале времен 0. 3 t/paR2 0. 1 возможны лишь при малых погрешностях исходных данных. Выбор именно совмещенных установок, в которых одна и та же горизонтальная петлевая антенна используется как для возбуждения электромагнитного поля, так и для измерений откликов среды, определяется следующими факторами: высокой производительностью полевых исследований (поскольку отпадает необходимость применять измерительные датчики, обеспечивать синхронизацию измерителя и генератора и т. д. ) простотой и компактностью измерительной аппаратуры, в которой отпадает необходимость в существенном усилении принимаемого сигнала от приемного датчика, коррекции частотных характеристик датчиков и т. п. Как показали эксперименты, АПЭ регистрируется не только в совмещенных антеннах. При средних сопротивлениях пород от 10-100 Омм 80 измеряемых переходных характеристик в динамическом диапазоне от 1 мкВ до 10 В и возбуждающих токах 1 1-4 А соответствует промежуточной зоне ЗС, т. е. Электрическая энергия этих токов, в основном, трансформируется в тепловую, нагревая геологическую среду и лишь небольшая ее часть «безвозвратно» уходит в пространство в виде излучения.
2. Кроме хорошо известных цроблем, связанных с помехоустойчивостью регистрации неустановившихся сигналов и исключения (или минимизации) собственных процессов приемно-излучающей системы антенн, существует и другая, новая проблема. При ЗС в ближней зоне такие приемы позволяют практически полностью избавиться от 8РМ. В конце концов, сейчас не очень важно «удобна» или «неудобна» нормировка в кажущееся сопротивление, отвечающая ближней зоне и примененная к промежуточной. В некоторых геологических условиях «аномальная» дисперсия электропроводности приводит к возникновению резонансных явлений -регистрируемые переходные характеристики многократно меняют знак, осциллируя с частотой 10-100 Кгц.
Два последних десятилетия интерес к этой проблеме постоянно возрастает. Магнитные материалы делятся на парамагнетики, диамагнентики и ферромагнетики. найденные параметры среды ложны, либо количество слоев модели (параметр задается исследователем) не соответствует минимуму, необходимому для выполнения (2. 13) Казалось бы, можно решить вторую проблему, задав заведомо большее, чем необходимо количество слоев (как это делается, например, в инверсиях DC и МТЗ данных методом Зохди). Эта ситуация объясняется огромной разницей в уровне сложности аппаратуры для ЗС по сравнению с другими электроразведочными методами.
Частотная дисперсия магнитной восприимчивости или суперпарамагнитный эффект (8РМ) впервые был исследован Л. Неелем более 50 лет назад. (1. 10). в диапазоне от весьма медленных процессов с 50то, до весьма быстрых с т /2000. Уровни сигналов становления на этих временах достаточно велики (от сотен милливольт до десятка вольт) и случайные погрешности, обусловленные внешним электромагнитным шумом, не играют значимой роли.
На больших расстояниях от неоднородностей одномерная инверсия и трансформации переходных характеристик поля дают неискаженный результат. При зондированиях с малыми антеннами (10x10 – 25x25 мм) поверхностный БРМ эффект устраняется при подъеме проводов антенны над поверхность земли. Индуцированные токи, протекающие в среде, создают свое, т. н.
кажущиеся сопротивления, вычисленные разными способами, совпадают.
Поведение частотной характеристики Кола-Кола (как фазы, так и амплитуды) на частоте со1 /то зависит от релаксационных процессов, постоянные времени которых xl/s лежат в интервале 50то х то/2000, т. е. Нетрудно заметить, что достаточно слабое искажение сигнала на временах t4-7 мкс (от 7 до 1), обусловленное влиянием собственного процесса антенны, приводит к резкому уменьшению кажущегося сопротивления Риф Вычисления pm (t) используются для оценки качества полевых данных на ранних временах непосредственно в полевых условиях.