Interpretacja krzywych sondowania elektrooporowego; zagadnienie niejednoznaczności interpretacji (program IX1D Interpex) Etapy wykonania:

Transkrypt

1 Interpretacja krzywych sondowania elektrooporowego; zagadnienie niejednoznaczności interpretacji (program IX1D Interpex) Etapy wykonania: 1. Opisać problem geologiczny, który naleŝy rozwiązać (rozpoznanie geologicznej budowy przedpola kopalni wapienia/dolomitu) FIG.1 2. Wykreślić krzywe sondowania w układzie bilogarytmicznym o identycznych modułach (moŝna wykorzystać aplikacje: Excel, Grapher lub inną) 3. Przeanalizować ile warstw moŝe być w ośrodku. Określić typ krzywych (HK, Q...) 4. Wprowadzić dane do programu IX1D Parametry modelu startowego przyjąć na podstawie analizy krzywej. NaleŜy pamiętać o tym, Ŝe zmienność oporności pozornej (na krzywej sondowania) jest mniejsza niŝ zmienność oporności rzeczywistych. W praktyce jeŝeli np. w maximum krzywej oporność pozorna wynosi 100 Ωm to oporność rzeczywista moŝe być duŝo większa. W przypadku minimum odwrotnie. 5. Przeprowadzić interpretację komputerową (sondowanie s110.). Proszę zrealizować kilka wariantów danych startowych (te dane startowe powinny się dosyć znacznie róŝnić) i sprawdzić czy wyniki interpretacji są zbliŝone. Zestawić wyniki interpretacji. 6. Przeanalizować zjawisko ekwiwalencji (patrz dodatek A), dla warstwy niskooporowej dla wszystkich sondowań. Ten etap powinien być udokumentowany. Na jednym rysunku powinny znajdować się: krzywe sondowań, wyinterpretowane modele ekwiwalentne w formie schodków towarzyszących krzywym sondowań, oraz wyinterpretowane modele ekwiwalentne w formie słupków. FIG Wykonać kalibrację sondowania na otworze (zakładając, Ŝe był on wykonany nieopodal punktu sondowania) 8. Przeprowadzić reinterpretację ciągu sondowań wykorzystując wartości oporności warstwy trzeciej uzyskane w punkcie Omówić wyniki przedstawionej analizy przedstawić wnioski geologiczne.

2 Dodatek A Zjawisko ekwiwalencji w sondowaniach elektrooporowych polega na tym, Ŝe jednej krzywej sondowania moŝe odpowiadać wiele modeli geoelektrycznych (z pewną dokładnością). JeŜeli będziemy analizowali model złoŝony ze stałej ilości warstw to ekwiwalencja powoduje moŝliwości zmiany, w ograniczonym zakresie, parametrów poszczególnych warstw (miąŝszości h i oporności ρ ) przy czym kształt krzywych obliczanych dla zmodyfikowanych modeli pozostaje praktycznie bez zmian. Dokładniej mówiąc, krzywe są takie same z dokładnością wynikającą z załoŝonego poziomu błędu w tym przypadku średniego błędu kwadratowego. Ekwiwalencja dotyczy zazwyczaj wielu warstw w modelu jednocześnie. W najprostszym przypadku ośrodka 3-warstwowego i odpowiadającej mu krzywej 3-warstwowej rozróŝniamy dwa typy ekwiwalencji: Krzywa H A - ekwiwalencja typu S (przy odpowiednich załoŝeniach patrz wykład) W tym przypadku ekwiwalencji podlega warstwa środkowa czyli druga. JeŜeli tylko utrzymujemy stałą wartość parametru S zwanego przewodnością wzdłuŝną tej warstwy i definiowaną jako: S 2 = h 2 / ρ 2 = const to moŝemy bezkarnie zmieniać jednocześnie miąŝszość i oporność tej warstwy, a krzywa sondowania będzie praktycznie niezmienna. Oczywiście działa to w ograniczonym zakresie, wyznaczonym przez poziom dokładności lub błędu naszych obliczeń. JeŜeli uda nam się wyznaczyć, przy załoŝonym poziomie błędu ( R.M.S. = 2.5%), skrajne wartości parametrów warstwy ekwiwalentnej: h max i ρ max oraz h min i ρ min przy ustalonej wartości S 2 to mówimy o wyznaczonym przedziale ekwiwalencji. Wówczas kaŝdy z modeli takich, Ŝe jednocześnie h min < h 2 < h max i ρ min < ρ 2 < ρ max przy zadanym S 2 jest równie dobry Dla krzywych K Q występuje ekwiwalencja typu T (przy odpowiednich załoŝeniach patrz wykład) T 2 = h 2 * ρ 2 = const T - opór poprzeczny warstwy NaleŜy podkreślić, Ŝe w warunkach modeli wielowarstwowych ekwiwalencja dotyczy jednocześnie całego modelu, a nie tylko jednej konkretnej warstwy. Analiza takiej sytuacji jest jednakŝe dość skomplikowana i moŝliwa jedynie w sposób przybliŝony. W celu określenia przedziału ekwiwalencji dla wybranej warstwy (z wykorzystaniem programu IX1D) naleŝy postępować następująco: Wykonać interpretację sondowania przy załoŝonym poziomie błędu R.M.S. poniŝej 2.5%

3 Uzyskany model wynikowy traktujemy jako bazowy. ZałóŜmy, Ŝe analizujemy teraz warstwę trzecią dla której występuje ekwiwalencja typu S. Niech, przykładowo, S 3 = 1 Określamy górny model ekwiwalentny. Zwiększamy wartość ρ 3 dwukrotnie i w programie usztywniamy ją przy pomocy EDIT-MODEL-FIX. Usztywniamy równieŝ wszystkie parametry pozostałych warstw. Zwiększamy równieŝ dwukrotnie, w przybliŝeniu, wartość h 3. Przeprowadzamy ponownie interpretację jeŝeli R.M.S. =<2.5% to przyjęte wartości oporności i miąŝszości leŝą w zakresie ekwiwalencji. Znowu je zwiększamy i powtarzamy interpretację. JeŜeli R.M.S. >2.5% to wartości naleŝy odpowiednio zmniejszyć. W ten sposób moŝemy metodą kolejnych przybliŝeń dojść do poszukiwanych wartości. Podobnie wyznaczamy dolny model ekwiwalentny. Często zdarza się, Ŝe od tej strony nie moŝna wyznaczyć ograniczenia przedział ekwiwalencji jest otwarty. W ostatecznej interpretacji sondowania moŝna kierować się w tym przypadku ograniczeniami wynikającymi ze spotykanych wartości oporności w warunkach naturalnych i sensownością geologiczną proponowanego modelu. ZawęŜanie przedziału ekwiwalencji Często, jeŝeli jest to moŝliwe, wykonujemy sondowania w pobliŝu otworów wiertniczych. Przy załoŝeniu, Ŝe warstwy róŝnych litologicznie utworów korelują się z warstwami geoelektrycznymi umoŝliwia to wykalibrowanie sondowania. MoŜna bowiem wtedy wykonać interpretację komputerową sondowania przy załoŝeniu poprawności profilu głębokościowego uzyskanego z otworu wiertniczego. W programie IX1D naleŝy wtedy zafiksować wszystkie miąŝszości w modelu interpretacyjnym (EDIT-MODEL-FIX). Oporności warstw wyinterpretowane przy takim usztywnieniu miąŝszości, moŝna wtedy traktować jako oporności rzeczywiste, prawdziwe. Mogą być one następnie uŝywane w interpretacji innych sondowań wykonanych w pobliŝu. W pewnym stopniu moŝna zawęzić przedział ekwiwalencji równieŝ w oparciu o dane geologiczne, pomiary geoelektryczne na wychodniach i dane z geofizyki wiertniczej.

4

5