Метод электроразведки ЗВТ основан на использовании особого электрического источника. Обычный источник — электрическая линия, заземленная по концам. Мы предлагаем использовать набор таких линий (до 8-ми), расположив их радиально и симметрично относительно центральной точки.
Такой источник (круговой электрический диполь — КЭД) «закручивает» вторичные токи в тороидальную систему. При таких зондированиях на поверхности земли мы не имеем магнитного поля-отклика, если исследуемый участок имеет «правильную», горизонтально-слоистую структуру. Отклик появляется и регистрируется в случае какого-либо нарушения из-за наличия локального объекта, например нефтяной залежи.
На рис.1 представлена схема метода ЗВТ. Надо понимать, что размер (радиус) источника может измеряться километрами, а площадь исследований – сотнями квадратных километров при глубине исследований до нескольких километров. Процесс регистрации площадного сигнала включает оперативные измерения магнитного и электрического откликов несколькими группами операторов с применением средств передвижения, включая вертолеты.
Рис 1. Схема работ методом ЗВТ.
Применение метода ЗВТ создает новую ситуацию в электроразведке. Широкие и плотные площадные исследования при фиксированном мощном источнике, свободные от фонового, суммарного поля, дают возможность прослеживать тонкие латеральные изменения проводимости в георазрезе. Т.е. появляется возможность лучше решать традиционную задачу электроразведки.
Но большее значение метода ЗВТ в другом. Убрав фон, будто мутное стекло, мы выявляем новые геоэлектрические эффекты, неизвестные в традиционных методах или только подозреваемые там. Самым значительным является генерирование сигнала в ореоле мигрирующих углеводородов над залежами нефти.
Традиционно при нефтепоисковых работах в качестве источника электромагнитного поля используют петлю или заземленную электрическую линию. Петля, заземленная линия и круговой электрический диполь возбуждают совершенно разные системы электрических токов в изучаемой среде. Знаменитое «токовое кольцо» (рис.2), возбуждаемое петлей, образуется только горизонтальными токами, характеризуется широким латеральным распространением. На дневной поверхности мы имеем, таким образом отклик, определяемый всей вмещающей толщей. В этих условиях исследования слабых аномалий обусловленных глубоко залегающими месторождениями полезных ископаемых сталкивается с проблемой фонового сигнала. Неразрешимая проблема снятия фона, типичная для традиционных электроразведочных исследований по технологии ЗС, ЗМПП и ВП, вовсе не техническая проблема, а принципиальная, связанная с источником электромагнитно поля.
Рис.2. Линии электромагнитного поля при его возбуждении незаземленной петлей (а) и круговым электрическим диполем (б)
Возможность регистрировать отклик только от локального трехмерного объекта предоставляет электромагнитное поле возбуждаемое круговым электрическим диполем. Правильная тороидальная система токов, образующаяся в горизонтально-слоистой среде, не имеет магнитного поля вне себя (т.е. на дневной поверхности и выше). Магнитный отклик появляется только в связи с латеральными нарушениями. Именно такова идея метода зондирований вертикальными токами.
Метод зондирований вертикальными токами был разработан группой российских ученых и защищен 2 американскими и 7 российскими патентами (US Patent 6114855, US Patent 6320386, патент РФ № 2111514, патент РФ № 2112995, патент РФ № 2084929, патент РФ № 2028648, патент РФ № 2006886 и др.).
В методе зондирований вертикальными токами измеряется dBz/dt, dBfi/dt компоненты с использованием приемных датчиков и Er компонента с использованием заземленной приемной линии. Интерпретация измерений Er компоненты позволяет восстановить горизонтально-слоистый характер разреза, а dBz/dt, dBfi/dt компоненты – выявить локальные геоэлектрические неоднородности по сопротивлению и поляризуемости которые обусловлены поисковыми объектами. Поэтому метод зондирований вертикальными токами совмещает в себе достоинства традиционного электроразведочного метода в нефтепоисковых работах — ЗСБ, но отличается очень высокой чувствительностью к локальным геоэлектрическим неоднородностям обусловленным глубоко залегающими месторождениями нефти и газа
На рис.3 представлены некоторые результаты (Татарстан). Площадной сигнал ЗВТ своим рельефом (красные зоны — положительные значения сигналов) указывает на залежи и сопутствующие им зоны миграции углеводородов. Эти результаты верифицированы сопоставлением с другими методами разведки (особенно интересно — с данными геохимических исследований на поверхности), а также с бурением.
Рис.3. Результаты работ методом ЗВТ (Татарстан).