Программа одномерной интерпретации данных ВЭЗ с учетом частоты (для любой частоты) ZondHED1d

Программа ZondHED1D предназначена для одномерной интерпретации профильных данных вертикального электрического зондирования методом сопротивлений и вызванной поляризации (полученной в частотной области). Метод вертикального электрического зондирования (ВЭЗ) является одним из старейших методов электроразведки. Первые применения метода относятся к 20-м годам XX века. Сравнительная простота и наглядность ВЭЗ привела к его широкому распространению и развитию во всем мире. На сегодняшний день электрические зондирования остаются одним из самых применяемых электроразведочных методов. На основе ВЭЗ разработаны и другие современные технологии – например, электротомография, базирующиеся на тех же принципах, что и для «классических» электрических зондирований. Одним из основных требований к применению геофизических методов является контрастность по физическим свойствам объекта изучения относительно вмещающей среды. Для электроразведки методами сопротивлений, к которым относится ВЭЗ – это означает, что изучаемый объект должен заметно отличаться по удельному электрическому сопротивлению от вмещающих пород [МГУ, 2007].

Хотя метод сопротивлений базируется на теории постоянного тока, технологически удобнее применять низкочастотный переменный электрический ток. Использование переменного электрического тока позволяет повысить точность наблюдений. Между двумя заземленными электродами всегда существует некоторая разность потенциалов, которая обусловлена в первую очередь естественной поляризацией заземленных электродов. Чтобы отфильтровать эту постоянную составляющую, а также подавить помехи, используют переменный ток и узкополосную фильтрацию при измерении разности потенциалов.

При работе с незаземленными линиями или в условиях высокого уровня промышленных помех целесообразно применять более высокие частоты. Это способствует увеличение скорости работы и повышает надежность получаемых результатов.

Влияние электромагнитной индукции. Сравнение кривых ВЭЗ на двух частотах

Основная проблема при использовании режима переменного тока – влияние электромагнитной индукции на результаты измерений. Индукционное влияние тем больше, чем больше частота, разнос или электропроводность среды. Таким образом, на больших разносах индукционная наводка вносит все больший вклад и, начиная с некоторого разноса, весь сигнал в приемной линии определяется только индукционной помехой.

В ZondHED1D расчет кривых зондирований производится с учетом частоты. Это позволяет получить более точные результаты при интерпретации кривых ВЭЗ на переменном токе. Используемая в программе модель среды описывается не только сопротивлением, но и параметрами поляризуемости Cole-Cole, что дает возможность оценить поляризационный эффект. В качестве входных данных может быть использована как амплитуда (используется чаще всего), так и фаза сигнала.

Удобный интерфейс и широкие возможности представления данных позволяют максимально эффективно решить поставленную геологическую задачу. При разработке программы особое внимание уделено удобству и простоте ее использования, разнообразию средств визуализации и учету априорной информации.

В зависимости от представлений интерпретатора о характере геоэлектрического разреза, программа предоставляет пользователю широкий выбор алгоритмов интерпретации данных и анализа качества решений. Удобная система управления позволяет пользователю выбрать из множества эквивалентных решений то, которое окажется наилучшим как с геофизической, так и с геологической точки зрения.

В основу программы ZondHED1D положена концепция профильной интерпретации. Следовательно, профильные данные рассматриваются, как отражение геологического разреза по профилю в целом, а не как набор независимых кривых зондирования, с которыми работают по отдельности. В программе предусмотрены специальные алгоритмы, предназначенные для интерпретации профильных данных вертикального электрического зондирования, с подавлением P-эффекта каждого сегмента кривой. Конечно, большинство возможностей программы может быть использовано и при работе с отдельными точками ВЭЗ.

Рабочее окно программы программы ZondHED1d в режиме интерпретации

ZondHED1D позволяет работать с любыми типами электроразведочных установок или их сочетаниями. Программа поддерживает как традиционные установки (Шлюмберже, Веннера, или Дипольно-Осевая), так и самые экзотические, с произвольной ориентацией и смешанной системой разносов. Электроды (питающие и приемные) могут быть расположены на одной линии или в произвольной конфигурации на плоскости. В программу могут быть загружены данные в форматах наиболее популярных программ, таких как IPI2WIN.

Так как основной задачей программы является восстановление параметров геоэлектрического разреза – в ZondHED1D реализовано несколько вариантов решения обратной задачи, важнейшими из которых являются: сглаживающая инверсия – для получения гладкого, и фокусирующая – для получения кусочно-гладкого распределения геоэлектрических параметров с глубиной.

Ввиду эквивалентности обратных геофизических задач, качество получаемых результатов напрямую зависит от количества используемых априорных данных. В ZondHED1D имеется возможность назначения весов измерениям, закрепления и задания пределов изменения свойств отдельных слоев, использования априорной модели, как опорной при инверсии. Если значения каких-либо параметров разреза известны точно (априори или по результатам интерпретации), возможно их закрепление перед началом автоматической интерпретации. Закрепленные параметры не меняются в процессе подбора. Закрепление параметров является способом более жесткой и управляемой регуляризации процесса подбора. Кроме этого в программе реализованы робастные схемы оценки шумовой составляющей.