Двумерная инверсия данных вертикальных электрических зондирований на примере участка линейного объекта

РЕФЕРАТ 2
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ 4
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ 6
ВВЕДЕНИЕ 7
1 Теоретические основы изучаемых методов 8
1.1 Вертикальные электрические зондирования 8
1.1.1 Физические основы метода вертикальных электрических зондирований 8
1.1.2 Кажущееся электрическое сопротивление 9
1.1.3 Эффект зондирования 9
1.2 Электротомография 10
1.3 Сравнение методов вертикального электрического зондирования и электротомографии 10
2 Общие сведения и геологическое строение участка работ 12
2.1 Общие сведения 12
2.2 Краткая физико–географическая характеристика работ 12
2.2.1 Геоморфология и рельеф 12
2.2.2 Тектоника 12
2.2.3 Климат 14
2.3 Геолого–литологическое строение и гидрогеологические условия 14
2.3.1 Геолого–литологическое строение 14
2.3.2 Гидрогеологические условия 15
3 Обработка данных электроразведки 17
3.1 Автоматизация обработки данных ВЭЗ для двумерной инверсии 18
4 Результаты исследований 18
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 20
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 21
ПРИЛОЖЕНИЕ А Код на языке VBA, автоматизирующий создание исходных данных в воспринимаемым ZondRes2D 22

Весь текст будет доступен после покупки

Цель – определить оптимальные параметры двумерной инверсии для данных вертикальных электрических зондирований.
Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
• изучение нормативной документации по проведению инженерно-электроразведочных работ;
• изучение основ программирования на Visual Basic for Applications;
• ознакомление с методиками ВЭЗ и электротомографии;
• изучение теоретических основ ВЭЗ;
• изучение теоретических основ электротомографии;
• изучение фондовой литературы о геологии исследуемого участка;
• определение оптимальных параметров двумерной инверсии для данных вертикальных электрических зондирований;
• создание геоэлеткроразрезов, как результат обработки данных.
При написании выпускной квалификационной работы были использованы материалы, полученные в процессе работы в ООО «ТрансСтройИнжиниринг», г. Уфа.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Теоретические основы изучаемых методов
1.1 Вертикальные электрические зондирования
Исследования с помощью вертикальных электрических зондирований проводятся, начиная с 20–х годов прошлого века и обладают серьезным прикладным и научным значением. В специализированной литературе описано достаточное количество примеров решения задач инженерно–геологических изысканий или научных исследований.
В основе электроразведочных работ методом ВЭЗ лежит зависимость удельного электрического сопротивления пород от их литологического состава, пористости, влажности, и других факторов, что позволяет после интерпретации данных проводить разделение геологического разреза по слоям, исходя из значений удельного электрического сопротивления. Изменение расстояния между питающими и приемными электродами влияет на глубину исследования, создавая тем самым эффект «зондирования»
1.1.1 Физические основы метода вертикальных электрических зондирований
Идея метода элементарна. На поверхности земли собирают электроразведочную установку, которая, как правило, состоит из двух питающих и двух приемных электродов (рис. 1). В качестве электродов применяют металлические штыри, которые забиваются в землю. Питающие электроды принято обозначать буквами А и В, приемные – M и N.
К питающим электродам подключают источник тока – например, аккумулятор. В земле возникает электрическое поле и, следовательно, электрический ток. Силу тока в питающей линии (I_AB) измеряют с помощью амперметра, включенного в цепь АВ. На приемных электродах M и N возникает разность электрических потенциалов (??U?_AB), которая измеряется с помощью вольтметра.
По результатам измерений судят о электрических свойствах горных пород на глубинах проникновения тока в землю. Глубина «погружения тока» зависит от расстояния между питающими электродами А и В. По результатам выполненных измерений вычисляют кажущееся электрическое сопротивление (КС), обозначаемое ?_k, и измеряемое в Ом·м:
?_k=K*??U?_AB/I_AB (1)
где, K – геометрический коэффициент (зависит от расстояний между электродами A, B, M и N), ??U?_AB – разность потенциалов на приемных электродах M и N, I_AB – сила тока, протекающего в питающей линии [2].
1.1.2 Кажущееся электрическое сопротивление
Кажущееся электрическое сопротивление характеризует интегральное значение УЭС горных пород в области исследования. Область исследования под центром установки и простирается от поверхности до глубин, равным половине длины установки – АВ/2 (рисунок 1).

Рисунок 1 – Схема измерений в методе сопротивлений
Если изучаемая среда однородна – с УЭС равным ? среды, то значение полученного кажущегося сопротивления ?_k будет тождественно равно ? среды:
?_k ? ? среды (2)
Если изучаемая среда неоднородна, т.е. в области исследования горные породы с разными значениями УЭС, то значение полученного кажущегося сопротивления ?_k будет больше наименьшего из УЭС пород, но меньше наибольшего:
?_min < ?_k < ?_max (3)

1.1.3 Эффект зондирования
Для проведения зондирования выполняют серию измерений, постепенно увеличивая размер питающей линии АВ (рисунок 2). Чем больше параметр АВ/2, тем глубже ток проникает в землю и тем больше глубинность исследований. При этом каждая следующая область исследования полностью включает в себя предыдущую. Значения АВ/2 выбирают в зависимости от требуемой глубины исследований. Минимальные значения АВ/2 составляют 1–1,5 метра, а максимальные редко превышают первые километры.
В результате серии измерений получают набор значений кажущегося сопротивления при известных АВ/2. В электроразведке параметр АВ/2 называют разносом [2].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Вячеслав Кильдишов. «MS Excel и VBA для моделирования различных задач», М.: «Солон-пресс», 2018 г., 256 с.
2. Марченко М.Н. Учебное пособие для студентов, обучающихся по направлению «Геология» ВЕРТИКАЛЬНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ. Под ред. д.т.н. проф. Модина И.Н– М.: МГУ, 2013. – 28 с;
3. Большаков, Д. К. Использование многосегментной технологии электротомографии при опробовании площадных методик получения трехмерных данных / Д. К. Большаков, К. Д. Ефремов, И. Н. Модин // Геофизика. – 2022. – № 6. – С. 97-107. – DOI 10.34926/geo.2022.42.74.013. – EDN UXVBPF.
4. Бобачев, А. А. Двумерная электроразведка методом сопротивлений и вызванной поляризации: аппаратура, методики, программное обеспечение / А. А. Бобачев, А. А. Горбунов // Разведка и охрана недр. – 2005. – № 12. – С. 52-54. – EDN KFPZDL.
5. СТО Газпром 2-3.5-047-2006. Инструкция по расчёту и проектированию электрохимической защиты от коррозии магистральных газопроводов: ОАО «Газропром», 2006 г.
6. Шевнин В.А., 2D инверсия данных, полученных по обычной 1D технологии ВЭЗ. 5-я Международная научно-практическая конференция «Инженерная геофизика-2009», Геленджик, 2с.
7. Шевнин В.А., Бобачев А.А. 2D инверсия данных, полученных по обычной 1D технологии ВЭЗ. 14 стр. Опубликована в электронном журнале Георазрез в выпуске №3-2009:
8. Бобачев А.А., Большаков Д.К., Модин И.Н., Шевнин В.А.. Электроразведка: пособие по электроразведочной практике для студентов геофизических специальностей. Под ред. проф. В.А. Шевнина, доц. А.А. Бобачева. – М.: МГУ, 2013. – 123 с. Изд. 2, перераб. и доп.
9. Loke M.H. 2022. Tutorial : 2-D and 3-D electrical imaging surveys. Published at Geotomosoft.com

Весь текст будет доступен после покупки