电容耦合电阻率法(CCR)和其应用效果初探.pdfVIP

电容耦合电阻率法(CCR)及其应用效果初探 杨云见米晓利 (中国石油集团东方地球物理公司综合物化探事业部河北定兴072656) 常规电阻率法是应用比较广泛的一种物探方法，特别是近年来，随着高密度电法的推广，电阻 率法更是成为解决浅层地质问题的一种重要手段。常规电阻率法是通过向地下供电、建立人工电 场，观测和研究地电流场的分布来研究地下电性分布的一种物探方法。由于需要接地，在表层电 阻率高的地区，如岩石出露区、冻土区、人工混凝土覆盖区，布极困难，该法应用受限。为此已发展 了多种方法．如人们比较熟悉的s—S方式瞬变电磁法，但s—S瞬变电磁法需要敷设较大的发射 u 线圈，施工较繁琐、效率不高。本文介绍另一种不接地的电法新方法：电容耦合电阻率法(Capaci tivdy Coupled 合电位，通过观测地表耦合电位的分布来研究地下电性的分布。东方地球物理公司从美国GEO 合该仪器对CCR方法作一个介绍，意在促进该方法的应用与研究，使之为我国国民经济建设服务。 1．CcR方法原理 我们知道一个电路通常由电阻、电感、电容构成，通过测量一个回路的电流、电压，便可计算出 回路的阻抗。常规电阻率法是通过电极将直流电供入地下，在地表用电极测量电流的分布，即可 推断出地下电性的分布。CCR法是利用电容具有通交流隔直流特性，通过电容将一定频率的电流 供人地下，同时叉利用电容来测量地表耦合电位，通过观测地表耦合电位的分布来研究地下电性 结构。在实际应用中采用同轴电缆来向地下供电，将同轴电缆的外层看作是电容的一个极板，绝 缘层看作是电介质，大地看作是电容的另一个极板，通过这个“电容”即能将交流电供入地下，同样 也可以利用同轴电缆来测量耦合电位。 CCR采用偶极一偶极的工作装置，与常规电阻率法的偶极～偶极类似，发射偶极与接收偶极 (均为同轴电缆)轴向排列，沿测线移动、逐点测量，记录点在排列的中点。设供电电流为I．测量的 电位为U，与常规电阻率法类似，可按公式B—K·v／!来计算视电阻率，式中风为视电阻率、K 为装置系数。 设发射偶极与接收偶极长度为l(一般发射偶极与接收偶极等长)，偶极中心距为r，则装置系数 忙丁巧[F理型氢丽盈研，6=竽。 ＼(6—1)2， …L＼驴一l，、(6+1)2， J CCR得到的视电阻率是地下电性不均匀体的一种综合反映。CCR的勘探深度取决于： (1)发射偶极与接收偶极之间的距离 一般认为ccR勘探深度是发射、接收偶极中心距的1／2，因此其勘探深度首先取决于偶极间 的距离，由于CCR信号是按距离的三次方分之一衰减，实际偶极间的距离不能过大，OHMMAP— PER TRl接收、发射偶极间距最大不超过两个趋肤深度。 (2)发射信号的趋肤深度 CCR的最大勘探深度受发射信号趋肤深度的限制，趋肤深度近似计算公式为： TRl的发射频率为固定为 H一500^／号，式中P为电阻率，，为频率。OHMMPAPPER V J 16．5KHz，因此其勘探深度就取决于大地的电阻率。正电阻率高的地区，趋肤深度大，勘探深度就 大；在电阻率低的地区，趋肤深度小，勘探深度就小。 (3)环境噪音 ·207· 随着偶极间距的增加，信号逐渐衰减，但环境噪音不变，当信噪比低到一定程度时，测量的数 据就不可靠。也即是：在环境噪音大的地区，勘探深度小；在环境噪音小的地区，勘探深度大。 对OHMMAPERTRl而言，典型勘探深度是10～20米。 2．CCR测量方式 TRl是美国GE()一 这里结合OHMMAPPERTRl来介绍CCR的测量方式。OHMMAPER 25—16mA，采集速度为每秒丽个读数。采用偶极偶极的装置