|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Графические способы построения кривых электрического зондированияСтр 1 из 6Следующая ⇒
ГЕОФИЗИКА (Электроразведка) Практикум для вузов
Составители: И.В. Притыка В.Н. Груздев
Издательско-полиграфический центр Воронежского государственного университета
Утверждено научно-методическим советом геологического факультета , протокол №
Рецензент: С.Н. Закутский
Практикум подготовлен на кафедре геофизики геологического факультета Воронежского государственного университета. Рекомендовано для студентов геологического факультета Воронежского государственного университета, обучающихся на 2 и 3 курсах д/о.
Для специальностей: 020302 – Геофизика; 020301 - Геология На геологическом факультете ВГУ для студентов 3 курса дневного отделения специализации «Геофизика» по дисциплине " Электроразведка" и для студентов 2 курса специализации «Геология» по дисциплине «Геофизика» в 4 семестре в соответствии с федеральным стандартом и утвержденной учебной программой даются общие сведения по методике решения прямых и обратных задач в методе электроразведки, используемых в теоретических обоснованиях геофизических методов разведки. Данное методическое пособие содержит задания к лабораторным работам по дисциплине «Электроразведка» для специализации «Геофизика» и по дисциплине «Геофизика» для специализации «Геология», и излагается порядок их выполнения.
Графические способы построения кривых электрического зондирования В связи с ограниченностью числа палеточных кривых и трудоемкостью расчета дополнительных кривых были разработаны простые и быстрые методы графического построения кривых ВЭЗ, с погрешностью не превышающей 5-10%. На стадии проектирования графически построенные кривые ВЭЭ позволяют оценить возможность расчленения разреза при помощи зондирования и правильно выбрать разносы установки. Принцип графического построения основывается на том очевидном факте, что левая часть многослойной кривой стремится к двухслойной кривой с параметрами μ 2 = ρ 2/ρ 1, а правая часть – к двухслойной кривой с μ 2n = ρ n/ρ экв, где ρ экв – некоторое эквивалентное сопротивление перекрывающей толщи, а ρ n – сопротивление нижнего слоя. 1.1. Эмпирический способ определения координат эквивалентных точек (ρ э, hэ) трехслойного разреза Параметры эквивалентного слоя, который может заменить верхние два слоя таким образом, чтобы распределение электрического поля осталось тем же, находится следующим образом: 1. Для разреза типа Н (ρ 1 > ρ 2 > ρ 3) мощность и сопротивление эквивалентного горизонта определяется соответственно абсциссой и ординатой точки Н (точка Гуммеля). hЭН = h1 + h2; (1) ρ ЭН = 2. Для разреза типа А (ρ 1 < ρ 2 < ρ 3) параметры эквивалентного разреза соответствуют координатам точки А (точки анизотропии). hЭА = (2) ρ ЭА = 3. Для разрезов типа К (ρ 1 < ρ 2 > ρ 3) параметры эквивалентного слоя соответствуют точке К (смещенная точка анизотропии). hЭК = ε ∙ hЭК = ε ∙ (3) ρ ЭК = ρ ЭА = Значение множителя ε определяется из монограммы (рис. 1) по значениям μ 2 = ρ 2/ρ 1 и ν 2 = h2/h1. 4. Для кривой типа Q (ρ 1 > ρ 2 > ρ 3) координаты эквивалентной точки Q (смещенная точка Гуммеля) находят по формуле: hЭQ = η ∙ (h1 + h2), (4) ρ ЭQ = η ∙ Значения параметра η может быть найдено по известным μ 2 = ρ 2/ρ 1 и ν 2 = h2/h1 с помощью номограммы, приведенной на рис. 2.
Рис. 2. Номограмма для определения поправочного множителя ε 1∙ ε 2 (ε 2 ≈ 1) при определении координат (xК, уК) точки К.
В приведенных ранее формулах S1 и S2 – продольная проводимость первого и второго слоев; Т1 и Т2 – поперечное сопротивление этих слоев.
Расчет кривых ВЭЗ на ЭВМ Расчет кривых ВЭЗ проводим по программе JPJ, составленной на кафедре геофизики МГУ имени Ломоносова, которая содержит пакет программ для обработки, анализа, интерпретации и визуализации данных ВЭЗ и ВЭЗ-ВП. Для решения прямой задачи ВЭЗ используется алгоритм линейной фильтрации с различными фильтрами для разных установок зондирования: Шлюмберже (Q, S), Венера (W), дипольной осевой (Д), двухэлектродной АМ и т. д. Выбор установки осуществляется по значению ключа установки (Кust) в третьей строке файла данных. Общая длина кривой зондирования не может превосходить 4 декады, что соответствует разносам питающей линии от 1 м до 10 км, а общее число разносов не может быть более 30. Порядок расчета кривых ВЭЗ (решение прямых задач ВЭЗ) заключается в нижеследующем (все выкладки описаны согласно расположения файлов программы, установленных на ПК электроразведочной лаборатории): 1. Активизировать Norton Commander, для этого надо щелкнуть дважды по вышеуказанному ярлыку. 2. Вывести обе панели оглавления каталогов диска D: Alt+F1 - выводит оглавление на левую панель; Alt+F2 – на правую панель. 3. Найти каталог с именем JVAN VAS и войти в него, нажав ENTER. 4. Выделить файл dvl.dat, который структурируется следующим образом: 4.1. В первой строке помещают два числа: число разносов, на которых предполагается вычислить кривую ВЭЗ, KEYAB – ключ режима ввода разносов, от которого зависит способ задания значений АВ/2 во второй строке файла. 4.2. Во второй строке задается информация о сетке разносов АВ/2. Если значения разносов предполагается задавать списком, то KEYAB = 0, и во второй строке следует набрать NR чисел, например: 0.5 1 1.5 2 2.5 3 4 6 9 12 15 20 25 30 40 60 90 (это пример оформления второй строки – 17 чисел, означающих значения АВ/2). Если положить KEYAB = 1, то во второй строке следует задать два числа: RN – начальный разнос AB/2 и КТМ, значение которого рекомендуется выбирать в интервале от 4 до 10. Величина КТМ определяет количество значений ρ к на одну декаду (1 – 10, 10 – 100, 100 – 1000 и т.д.). Например, если вторую строку оформить в виде 0.5, а в первой строке задать NR = 14, то кривая ВЭЗ будет рассчитана на 14 разносах, начиная с АВ/2 = 0.5. 4.3. В третьей строке задается номер или наименование варианта, для которого рассчитывается кривая ВЭЗ. 4.4. В четвертой строке указывается количество слоев для данного варианта. 4.5. В пятой строке перечисляются значения удельного электрического сопротивления слоев разреза, начиная с первого. 4.6. В шестой строке перечисляются мощности слоев в метрах, начиная с первого. Строки 3 – 6 повторяются по количеству вариантов. Рекомендация. В работе программы Dvall.exe могут возникать прерывания при расчете кривой для последнего варианта. В связи с этим целесообразно последний вариант модели повторять дважды. Ниже приведем пример исходного файла Dll.dat. 11 0 NN, KEY_AB 4.2 6 9 13 20 30 42 60 90 130 200 30 10 500 10 4 30 10 500 30 10 13 30 50 12 200 10 1000 7 18 50 40 50 12 200 10 1000 7 18 50 40 5. После набора последней модели необходимо сохранить данные, нажав F2. 6. Выйти из редактора, нажав F10 или ESC. 7. Отредактировать файл dv_ipi.dat: выделить его, нажать F4 и указать количество вариантов, заменив первый символ в третьей строке NVEZ на число, соответствующее количеству вариантов. Нажав F2, сохранить отредактированные данные. 8. Скопировать dv_ipi.dat в каталог UTHEB: выделив dv_ipi.dat, перейти на соседнюю панель (Tab), найдя на ней каталог, войти в него через Enter и вернувшись к dv_ipi.dat, нажать Enter, в результате чего в этом каталоге появится файл с этим же именем. 9. Переименовать этот файл. Выделить его и нажать клавишу F6 – в открывшемся окне перейти в конец существующего текста (D: /IPIv6/Ivan_vas/DV_QSS), стереть Dv_QSS и набрать новый текст UTHEB/< новое имя файла.dat>. 10. При нажатии Enter вместо dv_ipi.dat в нашем каталоге появится файл с новым именем. 11. Используя строку панели две точки (..), перейти в выше стоящий каталог JPJ, где будет находиться файл ipi.exe. 12. Найдя файл ipi.exe, нажать на Enter и в папке UTHEB найти тот файл, где помещен Ваш материал. Если в файле отсутствуют ошибки, то перейдя в режим интерпретации, можно проследить все теоретические кривые ВЭЗ как в цифровом, так и в графическом исполнении. Закончив просмотр всех кривых выйти из программы IPI, нажав клавишу F10, а при сообщении «сохранять или нет» материал, нажать клавишу Enter или Esc в зависимости от необходимости этих кривых для дальнейшей работы или отсутствия ее. Задание. Построить графическим способом с помощью двухслойных и вспомогательных палеток трехслойные кривые ВЭЗ. Вычислить ρ экв и hэкв эмпирическим способом по формулам 1, 2, 3, 4, определить погрешность определения этих параметров графическим способом. Рассчитать кривые ВЭЗ по заданным параметрам по программе IPI (табл. 3-21). Результаты представить в табличном виде (табл. 1) и в графическом на билогарифмическом бланке. Кривые ВЭЗ, полученные графическим способом и на ЭВМ, построить на одном рисунке разными цветами.
Таблица 1
Продолжение таблицы 1
Ниже дается пример кривой ВЭЗ, рассчитанной по программе JPJ (табл. 2). Таблица 2
Таблица 3
Таблица 4
Таблица 5
Таблица 6
Таблица 7
Таблица 8
Таблица 9
Таблица 10
Таблица 11
Таблица 12
Таблица 13
Таблица 14
Таблица 15
Таблица 16
Таблица 17
Таблица 18
Таблица 19
Таблица 20
Таблица 21
Общие положения 1.1. Программа IPI, версия 6, предназначена для интерпретации полевых измерений ВЭЗ в интерактивном режиме с изображением интерпретируемых кривых на экране дисплея в графическом режиме. 1.2. Программа IPI работает с группами кривых (профилем ВЭЗ), объединенными в один файл данных. Программа работает в одном из двух режимов - ВЭЗ или ВЭЗ" ВП (для каждого профиля возможен только один режим), т.е. профиль содержит измерения только кажущегося сопротивления или кажущегося сопротивления и кажущейся поляризуемости. Максимальное количество точек ВЭЗ в одном файле - 100. 1.3. Программа IPI обладает разветвленными сервисными возможностями. Она представляет собой удобный инструмент для профильной интерпретации полевых измерений кажущихся сопротивления и поляризуемости. Программы и данные могут размещаться в разных каталогах и на любых (в том числе разных) дисках. Работа с программой IPI 3.1. Для управления программой необходимо использовать следующие клавиши: Enter, Esc, функциональные клавиши (F1, .., F10), клавиши управления курсором (стрелки, PgUp, PgDn, Home, End), а также Ctrl + N и Ctrl + Y (т.е. одновременное нажатие клавиши Ctrl и соответствующей буквы). Конкретное назначение клавиш зависит от того места программы, где они используются. Краткая инструкция при работе программы печатается в меню, которое расположено слева в нижней части экрана дисплея. Нажав F1, можно получить более подробную справку о назначении клавиш. 3.2. Запуск русскоязычной версии программы IPI.exe вызывает пояснения на русском языке. Если русский язык не загружен, то все текстовые комментарии на русском языке будут состоять из непонятных символов, а сообщения в графическом режиме сохранятся. Имеется англоязычная версия программ и инструкций. Перед запуском русскоязычной версии следует запустить русификатор, если он не подключен при загрузке машины. Запуск программы приводит пользователя к ГЛАВНОМУ МЕНЮ:
Работа программы начинается с выбора файла. На экране дисплея появляется список всех файлов с расширением DAT. Необходимо подвести курсор под имя нужного файла данных и нажать Enter. По этой команде программа считывает полевые кривые из выбранного файла. Если в каталоге есть файлы с моделями для текущего профиля (*.RES), то программа считывает и модели. Если при чтении с диска возникает ошибка или данные являются недопустимыми, то программа выдает сообщение об ошибке и прекращает работу. После чтения файла данных можно перейти в режим Интерпретация или Разрез. Разрез может работать при числе ВЭЗ более или равно 2. 3.3. 1-й этап работы с программой – Интерпретация. Попав на этот этап впервые, работу начинают с получения модели начального приближения (см. 3.4). Экран дисплея делится на 4 окна: основное - слева вверху и три малых - внизу и справа.
Рис.5. Основное окно программы IPI с кривыми ВЭЗ и моделью ρ (z). Слева вверху (рис. 5) рисуются графики кривых кажущегося сопротивления или поляризуемости, в зависимости от режима, а также кривые ρ (z) для текущей и для модели другого пикета. Над ними располагается полоса, в которой светлый прямоугольник показывает положение текущего пикета на профиле, а треугольник показывает пикет модель которого показана на графике в виде кривой p(z). В правом верхнем окне печатаются данные для текущей точки профиля: номер точки, количество оставшихся точек на профиле и таблица, в которой в зависимости от этапа выдаются либо полевые данные, либо параметры модели. В правом нижнем окне находится название того этапа или режима, в котором происходит интерпретация, а в левом - меню этого режима. Из основного режима Интерпретация возможны переходы в режимы: Автомат (Space или Enter), Ручная интерпретация (F4), Модели (F3), Доп. меню (Ctrl+), Помощь (F1), Переход к Главному меню (F10) и Переход к разрезу (F5). Переход к режиму ST и Дар-Заррук (Ctrl+F8 или F8), Режим ВП (F9). Ctrl + F4 - режим внесения поправок в кривую ВЭЗ, если в них возникла нужда. Как правило, основные поправки делаются в программе IPI_Gate, но иногда исправления нужны и в IPI. При отсутствии файла *.RES в момент перехода к этапу интерпретации автоматически создается двухслойная модель разреза для кривой ВЭЗ, изображенной в данный момент на экране. Такая модель, как правило, не устраивает интерпретатора, поэтому необходим этап: Выбор модели начального приближения. 3.4. 2-й этап работы - Выбор модели начального приближения. Перед началом интерпретации методом подбора необходимо выбрать стартовую модель. Если для текущейточки ВЭЗ уже существует в файле *.RES модель, то эта модельберется в качестве начального приближения. Если же такой модели нет, то используется модель от предыдущей точки.Если же это первая интерпретируемаяточка, то нужно ввести все параметры в таблицу в правой части экрана (войдя в нее по F4). В таблице автоматически помещается заготовка модели для двухслойного разреза. Кроме того, модель может быть получена (в режиме Model menu - F3, см. ниже). 3.5. Коррекция модели (" Edit model" ). Вход по F4. Коррекция модели включает в себя: изменение значений параметров (см. 3.5.1) и числа слоев модели (см. 3.5.3), закрепление параметров (см. 3.5.2). При интерпретации кривой ρ к в таблице печатаются значения мощностей и сопротивлений, а при интерпретации кривой η k - также и значения поляризуемостей. Закончив редакцию модели необходимо нажать клавишу Esc. После этого программа рассчитает прямую задачу для новой модели, построит графики кривых, выдаст невязку и перейдет к этапу интерпретации. Вместо Esc можно нажать F8, тогда рассчитаете теоретическую кривую, увидите кривые на экране и невязку, но останетесь в режиме коррекции модели. Нажав Space (пробел) можно запустить автоматическую минимизацию (подбор) не выходя из режима коррекции модели. 3.5.1. Изменение значений параметров. Возможно два пути коррекции параметров. Первый путь - коррекции значений с помощью клавиатуры, полностью совпадает с коррекцией полевых данных за исключением некоторых ограничений накладываемых закреплением параметров (см. 3.5.2). Второй путь - это коррекция модели изменением кривой p(z). На этой кривой каждый участок соответствует определенному параметру модели. Выбрать участок можно либо с помощью " мыши", управляя указателем на графике, либо с помощью клавиш управления курсором управляя указателем в таблице. После выбора нужно нажать левую клавишу " мыши", или Ctrl + Enter. Треугольный указатель на графике превратится в светлую полоску, горизонтальную, если корректируется сопротивление или поляризуемость, или вертикальную, если меняется глубина подошвы выбранного слоя. Это полоску можно перемещать с помощью " мыши" или клавишами управления курсором. В таблице печатается значение соответствующее положению этой полоски. Закончить коррекцию параметра можно нажав правую клавишу " мыши" или Enter, если же нажать Esc то сохраниться прежнее значение. 3.5.2. Закрепление параметров. При интерпретации часто бывает полезно зафиксировать отдельные параметры модели, если их значение известно на основе априорной информации. Без такой информации практически невозможно выбрать из области эквивалентности правильное решение. Чтобы закрепить параметр, необходимо подвести под него треугольный указатель и нажать клавишу F2. После этого данный параметр будет выделен светлым прямоугольником. Аналогично происходит ираскрепление параметров. Если закрепить сопротивление или поляризуемость какого - либо слоя, то этот параметр нельзя будет изменить, не раскрепляя его. В 6 версии при интерпретации кривой η k нельзя изменить сопротивления слоев в режиме автоматической минимизации. Благодаря этому и закреплению мощностей слоев с разными сопротивлениями нельзя изменить модель, а следовательно и невязку для кривой ρ к в этом режиме. Но параметры ρ и Н в режиме ВП можно изменить вручную. Закрепляя параметры в колонке Н, мы фиксируем их мощности. В более ранних версиях программы фиксировалась глубина. Закрепление параметров зависит от кривой, которую Вы в данный момент интерпретируете. Если это кривая ρ к, то можно закреплять и раскреплять сопротивление и мощность любого слоя. При интерпретации кривой η k если число слоев по η совпадает с числом слоев по ρ, то при переходе от одного режима к другому автоматически закрепляются мощности всех слоев. Тогда можно изменять закрепление только для поляризуемостей. Если же число слоев по η больше чем по ρ, то часть мощностей не будет фиксирована и их закрепление можно изменять. 3.5.3. Изменение числа слоев. Изменить число слоев в модели можно разделением одного слоя на два или слиянием двух слоев в один. Чтобы разделить слой необходимо подвести указатель под один из параметров этого слоя и нажать Ctrl + N. После этого слой будет разделен на два (рис. 6). Сопротивления и поляризуемости у обоих новых слоев будут равны прежним значениям, а мощности вычисляются умножением старой мощности на 0.4 для верхнего слоя и на 0.6 для нижнего. Если Вы разделяете основание, то мощность нового слоя получается умножением глубины кровли этого слоя на 1.5. Если какой-либо параметр разделяемого слоя был закреплен, то закрепление останется у нижнего нового слоя. Все параметры верхнего слоя будут незакрепленными. Это позволяет при интерпретации кривой η k вводить новые слои и менять их мощности сохраняя модель для кривой ρ к.
ρ N2 – ρ N3 – ρ O2 hN2 – 0.4∙ hO2
hN3 – 0.6∙ hO2
ρ N4 = ρ O3, hN4 = hO3
Рис.6. Схема деления одного слоя на два.
ρ N2 = hN2 = hO2 + hO3
ρ N3 = ρ O4, hN3 = hO4
Рис. 7. Схема слияния двух слоев в один.
Чтобы слить два слоя в один необходимо подвести указатель под параметр верхнего из этих слоев и нажать Ctrl + Y. После этого два слоя сольются в один (рис. 7). Нельзя это сделать, если у верхнего из них закреплен какой-нибудь параметр. При слиянии слоев их мощности суммируются, а сопротивления и поляризуемости рассчитываются как среднегеометрические. Если какой-либо параметр разделяемого слоя был закреплен, то закрепление останется у нового слоя. 3.5.4. Счет прямой задачи - F8. Перерисовывается теоретическая кривая ВЭЗ и пересчитывается невязка. 3.5.5. Запуск автомата – клавиша «Пробел». 3.5.6. Выход из режима (Edit model) - клавиша Escape. 3.6. Интерпретация (" Interpretation" ). 3.6.1. Выбрав начальную модель, переходят на этап интерпретации. На этом этапе необходимо выбрать один из следующих вариантов работы: - Space или Enter - Запустить программу автоматического подбора. - F4 - Перейти к ручному подбору модели. - F3 - Войти вменю моделей, позволяющее вернуться к лучшей модели для текущей точки или найти модель автоматически. - Ctrl+F6 - Посмотреть значения полевой и теоретической кривых и значений погрешностей на каждом разносе (F2), а потом напечатать их на принтере. - F8 (Ctrl+F8) - Вывести в таблицу параметров значения S и Т слоев, а после нажатия Insert - S и Т суммарных. Одновременно на экране рисуется кривая Дар-Заррук. - F9 - Перейти от интерпретации кривой ρ к к интерпретации кривой η k и наоборот. - Ctrl-PrScr - Печать на принтере копии экрана. Эта функция реализована для матричных принтеров типа Epson, или других принтеров, работающих в режиме Epson. - Esc - Закончить интерпретацию текущей точки и перейти к выбору модели для записи вфайл моделей, азатем к следующей точке. Следует помнить, что заканчиваяработу с ВЭЗ-ВП интерпретацией кривой ρ к невязка для кривой η k считается равной нулю, даже если перед этим подбирали эту кривую. - Левая или правая стрелки, Tab, Ctrl + левая или правая стрелки - это команды для движения по профилю. - Tab - смена движения по профилю слева направо на обратное. - Стрелка - переход на следующий по направлению стрелки пикет с автоматическим сохранением модели. - Ctrl+стрелка - быстрое движение по профилю (без перерисовки экрана). Для остановки - нажать любую клавишу. 3.6.2. Интерпретатор в любой момент может вмешаться в ход подбора и изменить количество слоев, их сопротивления, мощности или поляризуемости (редактирование модели описано ниже). В ходе автоматического подбора на экране высвечивается среднеквадратичная 3.6.3. Автоматический подбор (" Automat" ) |
Последнее изменение этой страницы: 2017-04-12; Просмотров: 341; Нарушение авторского права страницы
= 
.
= 
, 
= 
.
.
Рис. 1. Номограмма для определения поправочного множителя η при определении координат (хQ, yQ) точки Q.
N – New, O – Old
N – New, O – Old