Разумеется, наивысшим приоритетом для каждой методики электроразведки, определяемой используемой приемно-питающей установкой, является эффективность (разрешающая способность, детальность, чувствительность, глубинность и т.д.). Однако высоки и технологические приоритеты.
Теперь мы должны заявить, что достигаемая высокая технологичность с источником-линией вступает в противоречие с главным приоритетом электроразведки. Да, все очень быстро, много, удобно и дешево, но неэффективно. Дело в том, что токовая линия является смешаным источником (возбуждающим ТЕ- и ТМ-поляризации электромагнитного поля), но таким, поле которого быстро теряет ТМ-поляризацию. Мощное ТЕ-поле, связанное с суммарной продольной проводимостью разреза, является сильнейшей помехой при изучении слабых латеральных неоднородностей (типа нефтяной залежи), а также при определении таких характерных объектов, как тонкий горизонт повышенного сопротивления.
Весьма желательно убрать ТЕ-поле, связанное с индуктивным возбуждением от токовой линии и оставить только ТМ-поле, возбуждаемое посредством заземлений. В таком случае электромагнитное поле станет более чувствительным и к аномальной проводимости, и к более тонкому влиянию других геоэлектрических параметров (например, появляющихся в ореолах над залежью). Полностью компенсируется ТЕ-поле только радиальным набором линий (известный круговой электрический диполь –КЭД). Но такой источник не мобилен.
Сейчас мы предлагаем компромиссный вариант, в котором в значительной мере ТЕ-составляющая поля компенсируется, а конфигурация остается столь же мобильной, как и обычная токовая линия. Предложение понятно из рис.1, где изображена обычная установка с токовой линией (два заземления по концам) и предлагаемая установка с тремя заземлениями. При этом ток протекает от крайних заземлений к центральному. Такой источник можно назвать встречной электрической линией. Таким образом мы устраняем (не полностью, но в значительной мере) способность к индуктивному возбуждению, в то же время сохраняя гальваническое возбуждение.
рис 1 Обычная и встречная питающие линии.
Продемонстрируем преимущество предлагаемого источника посредством математического моделирования на примере известной проблемы определения тонкого высокоомного горизонта. Проблему эту часто связывают с проблемой поиска и разведки нефтяной залежи. На рис.2 представлена подобная 3-слойная модель, параметры которой указаны. Обычно для традиционной установки используют куда более внушительные параметры горизонта повышенного сопротивления, слабо обоснованные, но совершенно необходимые для получения хотя бы слабоизмеримого сигнала. Будем возбуждать эту среду обычной установкой (2000м, ток 50А) и встречной электрической линией (1000+1000м, ток по 50А в каждом отрезке, включается навстречу). Наблюдаем электрический сигнал 100-метровой приемной линией на удалении 2000м от центра источника.
рис 2 Разрез, включающий высокоомный тонкий слой
Мы воспользовались весьма выверенной универсальной программой «Выбор-ЗС» (рис.3) и произвели соответствующие расчеты процессов установления. На рис.3 представлены кривые ЭДС для обычной и встречной установок, для модели, описанной на рис.2 (шифр-3/l), а также для вмещающего однородного полупространства.
Рис.3. Кривые становления ЭДС с приемной линии
Заметно на рис.3 общее уменьшение сигнала от встречной электрической питающей линии и более быстрый спад. Это совершенно понятно, т.к. доля поля магнитного типа (ТЕ) резко уменьшилась, а ТМ-поле спадает значительно быстрее. Интересно посмотреть абсолютные значения аномального (влияние высокоомного горизонта) сигнала. Мы видим (рис.4), что абсолютный аномальный сигнал даже возрос в первой стадии становления. Наконец, на рис.5 представлены графики относительного (в %) аномального эффекта. Аномальный эффект в случае встречной электрической линии возрос в 4-5 раза, и это совершенно понятно – только ТМ-поле взаимодействует с тонким высокоомным горизонтом. Но как раз долю ТМ-поля мы резко увеличили в составе общего поля посредством встречной электричской линии.
Рис.4 . Кривые аномальных сигналов
рис 5. Кривые относительных аномальных сигналов
Таким образом, зондирование встречными линиями действительно существенно эффективнее традиционной токовой линии. При этом мобильность предлагаемой питающей установки нисколько не уступает обычно используемой.