La exploración eléctrica (electrometría) es una rama de la geofísica de exploración . Los métodos de exploración eléctrica se basan en la medición de los parámetros de los campos electromagnéticos naturales y creados artificialmente en las rocas. La exploración eléctrica se utiliza en la búsqueda y exploración de yacimientos de minerales metálicos, aguas subterráneas, en ingeniería, geología, ecología y arqueología [1] .
En 1829, R. V. Fox midió los campos eléctricos naturales asociados con procesos redox en depósitos de pirita de cobre en Cornualles ( Inglaterra ) .
En 1903, el ingeniero ruso E. I. Ragozin publicó una monografía "Sobre el uso de la electricidad para la exploración de yacimientos minerales".
En 1910, el científico francés C. Schlumberger desarrolló el método de resistividad, que posteriormente encontró una amplia aplicación en estudios geológicos y estructurales.
En 1919-1922, los científicos suecos N. Lundberg y K. Zundberg, con su trabajo, sentaron las bases para la prospección eléctrica con campos alternos y, en particular, los métodos basados en la observación de líneas de campo eléctrico equipotenciales y la intensidad del campo magnético. Algo más tarde, en América, se propuso el método de inducción (radior).
Los estudios del científico alemán I. Hummel y, en particular, del científico rumano S. Stefanescu, que desarrollaron métodos para calcular los campos eléctricos de fuentes puntuales con interfaces plano-paralelas.
En 1924, el fundador de la exploración eléctrica doméstica , A. A. Petrovsky, por primera vez en la URSS , realizó una exploración eléctrica utilizando métodos de campo natural (el depósito polimetálico Ridder en Altai). En 1925, el método de línea equipotencial se modificó para corriente alterna y en los años siguientes se probó ampliamente en depósitos de sulfuro en la URSS. El primer trabajo experimental sobre la aplicación del método de intensidad, realizado en los Urales (mina Bogomolovsky), también data de 1925. Desde 1926, el método de inducción se ha incluido en la práctica de la exploración eléctrica. Desde 1928, A. A. Petrovsky ha estado realizando investigaciones sistemáticas en el campo de los métodos de reconocimiento de ondas de radio.
En la década de 1920, la exploración eléctrica se utilizó principalmente en la búsqueda de yacimientos de minerales. Sin embargo, el trabajo realizado fue en gran parte de naturaleza experimental, el volumen de trabajo de producción fue pequeño.
En 1928-1929, la prospección eléctrica comenzó a utilizarse para la prospección y exploración de estructuras portadoras de petróleo y gas. En los años siguientes, el volumen de estos trabajos aumenta significativamente de acuerdo con el incremento general del volumen de trabajos geofísicos en la búsqueda de petróleo y gas y la organización de un servicio geofísico en la industria petrolera.
En 1930, A.S. Semyonov llevó a cabo el primer trabajo de exploración eléctrica para resolver problemas hidrogeológicos y de ingeniería geológica.
En 1932 se realizaron los primeros trabajos de exploración eléctrica con el fin de buscar y explorar yacimientos de carbón fósil . En esta área de investigación geológica, la exploración eléctrica se ha utilizado como método para estudiar la estructura geológica de las cuencas de carbón y buscar vetas de carbón, así como formaciones carboníferas.
En las décadas de 1960 y 1970, A.I. Zaborovsky , así como los trabajos de V.A. Komarov , L.M. Alpin, V.N. Dakhnov, A.N. Tikhonov, A. P. Kraeva, E. N. Kalenova, A. M. Pylaeva y otros. Otros métodos de exploración eléctrica fueron desarrollados por E. A. Sergeev (método de campo natural), A. S. Semyonov (método de carga), A. G. Tarkhov, I. G. Mikhailov (método de inducción), etc.
En la exploración eléctrica existen en la actualidad más de cincuenta métodos y modificaciones diferentes destinados tanto a la exploración profunda como al estudio de la parte superior de la sección. Según el principio de investigación, se pueden dividir en los siguientes grupos: métodos de resistencia (métodos de corriente continua) y métodos electromagnéticos.
Los métodos de resistencia aparente se basan en pasar una corriente continua conocida a través de la tierra con un par de electrodos y medir el voltaje causado por esta corriente usando otro par de electrodos. Conociendo la corriente y el voltaje, puede calcular la resistencia y, dada la configuración de los electrodos, puede determinar a qué parte del espacio subterráneo se aplica esta resistencia. Un aumento en el espaciado de los electrodos de corriente conduce a un aumento en la profundidad del estudio y es un factor de prueba para el sondeo eléctrico vertical (VES). Además de VES, el grupo incluye sus modificaciones basadas en la medida de amplitudes (VES-VP) y fases (VES-VPF) del campo de polarización inducida, combinación unipolar (SCES) y sondeo eléctrico dipolar (DES), así como así como la perfilería eléctrica (EP), en la que la distancia no cambia y toda la instalación se desplaza a lo largo del perfil o sitio. En las últimas décadas, el método de resistencia se ha utilizado en la modificación de tomografías de corriente continua bidimensionales y tridimensionales (Tomografía de resistividad eléctrica).
Los métodos de resistencia no pertenecen a los métodos electromagnéticos, ya que aunque en realidad no se utiliza una corriente constante, sino de baja frecuencia, pero el campo magnético no aparece en este grupo de métodos. Según los métodos de resistencia, se puede averiguar la distribución de la resistividad y el vector de polarización inducida en el medio.
El sondeo electromagnético se utiliza principalmente en estudios regionales, cartográficos estructurales y de exploración, cuando las tareas de dividir una sección geológica en capas y bloques, determinar la secuencia de aparición de capas y cartografiar estructuras tectónicas, en particular, en la búsqueda de yacimientos de petróleo y gas , se establecen. La electrotomografía se utiliza para tareas de exploración de minerales, ambientales y de ingeniería geológica.
El grupo de métodos incluye una gran cantidad de modificaciones diferentes, cuya esencia se puede describir a continuación. Bajo la influencia de un campo eléctrico o magnético alterno, surge un campo electromagnético en la tierra debido al fenómeno de la inducción magnética. Conociendo exactamente los parámetros de la fuente de campo, es posible medir varios componentes eléctricos y magnéticos del campo inducido, restaurando a partir de ellos los parámetros del medio. A diferencia de los métodos de resistencia, donde el parámetro de sondeo es el espaciamiento, en los métodos de inducción, además del tamaño de la instalación, la profundidad también depende de la frecuencia de la corriente en el generador (un subgrupo de sondeos de frecuencia - FZ) o de la tiempo de registro después de apagar la corriente en el generador (un subgrupo de sondeos por formación de campo - FS) . Cuando se traslada a lo largo del perfil o zona de la instalación con dimensiones, frecuencia o tiempo constantes, se obtiene un perfilado electromagnético.
El aparato matemático para el procesamiento de datos de exploración eléctrica por inducción es mucho más complicado que los métodos de resistencia. Cuando se trabaja en la región de alta frecuencia, la señal se ve afectada no solo por la conductividad eléctrica del medio, sino también por su permeabilidad dieléctrica y magnética .
Debido a las condiciones especiales, los métodos de exploración eléctrica de fondo de pozo se distinguen en un grupo separado, aunque los métodos de levantamiento geofísico de pozos (SIG) no se limitan a los métodos de exploración eléctrica.
La exploración eléctrica de fondo de pozo es un método de estudio volumétrico del espacio entre pozos, basado en la excitación y estudio del campo tanto en el interior de los pozos como en la superficie de la tierra, así como en la translucidez electromagnética del ambiente entre pozos, esto incluye todas las opciones para perfilado eléctrico de pozos (EPS), métodos de polarización inducida (VPS, VPFS), campo eléctrico natural (EEPS, PEEMPS), correlación eléctrica (IEC), electrodos sumergidos (MES), incluidos métodos eléctricos (MZ) y magnéticos ( MZM) métodos de carga, contacto y sin contacto de curvas de polarización (KSPK), BSPK), así como todo tipo de perfilado electromagnético de fondo de pozo basado en el estudio del campo de una fuente dipolar (DEMPS), un bucle sin conexión a tierra (NSL) , transitorios (MPPS), transmisión de ondas de radio (RWP), etc. Las modificaciones de fondo de pozo se utilizan para buscar depósitos minerales en los espacios cercanos al pozo y entre pozos, estudiando la forma, el tamaño y los componentes composición del depósito, así como para vincular los resultados de las observaciones del suelo y del pozo.
En las "Instrucciones sobre prospección eléctrica" (1984), se adoptó el principio tecnológico de dividir los métodos y modificaciones en grupos según las condiciones de trabajo. Se distinguen los métodos terrestres, marinos, de minas y aéreos de sondeo y perfilado, así como los métodos de investigación de pozos. Todos ellos, en esencia, se reducen a tres grupos distinguidos.
| SONDAJE ELÉCTRICO CON CORRIENTE CONTINUA | SONDAJE ELECTROMAGNÉTICO CON CORRIENTE AC | PERFIL ELÉCTRICO DC | PERFILADO ELECTROMAGNÉTICO AC | D. C. D. C. | EXPLORACIÓN ELÉCTRICA DE FONDO CON CORRIENTE AC |
|---|---|---|---|---|---|
| VES | VES-BIEP | BOT | BIEP | EPS, CEI | BIEP |
| OK | OKEZ-BIEP | KEP, EP-SG | EP-SG | MPE, MZ | MPE, MZM |
| DEZ | RIZ, CHZ | DEP | DEMP, DIP | DEPOSITOS | DEMPS |
| VES-VP | VES-VPF | EP-VP | WPF | UPU | SPV |
| - | - | CHIMENEA | - | KSPK, BSPC | - |
| - | - | CES | PEEMP | EEPS | PEEMPS |
| - | ZS, ZSB | - | PMA | - | MPPS |
| - | MTZ | - | MTP, MTT | - | MTPS |
| - | rvz | - | SDVR | - | RVP |
| - | DIP-A, AMPP | - | DIP-A, AMPP | - | - |
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