Зондирование становлением поля в ближней зоне (метод ЗСБ) - широко известная и развитая в мире технология индуктивной импульсной электроразведки.
ЗСБ - метод с импульсным контролируемым источником, основанный на изучении поля переходных процессов, которое возбуждается в земле при изменении тока в источнике.
Разработанный более 30 лет назад, как метод структурной электроразведки, метод ЗСБ имеет 2 особенности:
- размеры установки зондирования могут быть в несколько раз меньше глубины исследования георазреза;
- результаты измерений обладают повышенной чувствительностью к изменению параметров георазреза.
В число основных блоков аппаратуры метода ЗСБ входят: генераторное устройство, измерительное устройство и блок управления, обеспечивающий синхронизацию работы генератора и измерителя.
В процессе зондирования используется установка, состоящая из незаземленных генераторной и приемной петель, расположенных на поверхности земли, размеры которых определяются требуемой глубиной исследования.
Петли, в виде квадратов, располагаются, как правило, симметрично одна в другой.
Практически создать токовый импульс сложно, поэтому процесс возбуждения поля в исследуемой среде вызывается включением - выключением тока в генераторной петле.
Это поле вызывает в приемной петле ЭДС, которую называют «переходной характеристикой среды» или «сигналом становления поля».
В результатах измерений этой ЭДС содержатся сведения об исследуемой среде, характеристики которой затем определяются в процессе интерпретации.
Для возбуждения поля переходных процессов необходимо создать импульсное переключение тока в питающей (генераторной) установке.
При изменении силы тока в источнике в проводящей среде возникает неустановившееся электромагнитное поле, то есть имеет место процесс становления поля.
В начальный момент времени (на малых временах измерения после переключения тока в питающей петле) вторичные токи распределяются в приповерхностной части разреза.
Затем, с течением времени, (на больших временах измерения после переключения тока в питающей петле) токи начинают проникать в более глубокие слои, затухая с удалением от источника.
При этом измеряемый в приёмной установке сигнал спадает до нуля, изменяясь сложным образом.
Зависимость сигнала в точке наблюдения от времени становления называется кривой становления поля.
Вид кривой становления определяется распределением проводимости в разрезе, что позволяет проводить зондирования, изучая зависимость компонент электромагнитного поля от времени.
Кроме того, характер становления электромагнитного поля зависит от расстояния между источником и приёмником.
В зависимости от разноса между питающими и приёмными установками, а также от изучаемых времён процесса становления поля, различают 2 модификации ЗС - в дальней (ЗСД) и в ближней (ЗСБ) зонах.
В методе ЗСБ измерения проводятся вблизи источника, что приводит к увеличению локальности и детальности исследования.
В этом состоит одно из важнейших преимуществ метода ЗСБ.
Метод ЗСБ позволяет решать «структурно-картировочные задачи различного назначения и масшабов».
Эффективность определяется дифференциацией слоев, слагающих исследуемую толщу, по удельному электрическому сопротивлению.
Сама дифференциация в большинстве случаев связана с литологией и водообильностью горных пород.
Варианты технологии ЗСБ с размерами генераторых петель 0,4 - 1 км обеспечивают глубинность исследований до 1 - 3 км, что позволяет решать задачи, связанные региональным изучением территорий или с поиском нефти и газа:
- изучение геологического строения осадочных бассейнов;
- прогноз коллекторов, зон разломов;
- структурно-картировочные, фациально-картировочные задачи;
- исследование фундамента, выявление зон разуплотнения.
Более производительные варианты технологии, с размерами генераторных петель 20 - 200 м, обеспечивают глубинность до 50 - 500 м.
Решение геокартировочных задач этого интервала глубин позволяет использовать метод в следующих областях:
- расчленение разреза и структурное картирование для задач гидрогеологии;
- инженерная геология;
- картирование разломов;
- поиск рудных объектов и кимберлитовых трубок;
- экология, картирование зон засолонения, обводнения и т.д.
В последние годы широкое распространение получила так называемая «профильная соосно-выносная (многоразносная) система наблюдений», в отличие от применявшейся ранее соосной установки наблюдений.
Точки наблюдений (пункты расположения приемных датчиков) располагаются на профиле с равномерным шагом, без перекрытий, либо с перекрытием (крайние точки расстановки являются общими для соседних расстановок), измерения на них производятся при двух различных положениях генераторной петли.
Преимущества метода:
Высокая локальность исследований;
- Значительная глубинность;
- Низкая чувствительность к анизотропии разреза и приповерхностным неоднородностям;
- Отсутствие гальванического заземления и, вследствие этого, возможность работы в
различных природных условиях;
- Возможность определения параметров разреза установками, размеры которых меньше глубины
залегания исследуемых объектов.
