电阻率法和激发极化法水槽模型实验

高密度电阻率法和激发极化法在抗旱找水定井位中的应用
高密度电阻率法和激发极化法是两种广泛应用于抗旱找水定井位的地球物理勘探方法。

这些方法可以帮助人们识别地下水资源的位置和大小，以便更有效地进行井位的定位和钻探。

高密度电阻率法是一种非侵入性的地球物理测量方法，可以用于确定地下层的电性阻抗。

通过对地球物理场测量数据的分析和处理，可以确定地下不同结构的电阻率分布情况，从而推测出地下水的位置及分布情况。

该方法具有测量精度高、信息量大等特点，可以有效地帮助人们确定地下水资源的分布情况和井位的选择。

激发极化法则是一种基于地下极化现象实现的测量技术。

这种方法先将电流通过电极注入地下，在经过一段时间的作用后，再通过电极接收反馈信号。

通过分析信号的振幅、相位及其与时间的关系，可以获得地下储水层的电性参数，从而推断地下水体存在的位置及分布情况。

与高密度电阻率法相比，它更具有定量化、灵敏度高等优点。

总体而言，高密度电阻率法和激发极化法都是非侵入性的测量方法，可以在不破坏地下环境的情况下迅速确定地下水资源的存在及其分布情况。

在抗旱找水定井位中，这些技术能够快速提供有关地下水体的准确信息，帮助人们选定最优的井位位置和钻探深度，以提高抗旱寻水工作的效果和效率。

因此，高密度电阻率法和激发极化法成为了当前抗旱工程中越来越受到重视的技术手段。

电法勘探水槽模拟实验报告姓名：学号：班级：指导教师：昌彦君时间：2014年12月目录实验一：低阻脉上的联合剖面法水槽模拟实验................ ２一、实验内容........................................ ２二、实验目的........................................ ２三、实验原理........................................ ２四、实验步骤........................................ ５五、实验记录及绘图.................................. ６六、结果分析........................................ ７实验二：（复合)对称四极剖面法........................... ８一、实验目的....................................... ８二、实验内容........................................ ８三、实验原理........................................ ８四、实验步骤........................................ ９五、实验数据及绘图.................................. ９六、实验结果分析.................................. １０实验三：对称四极测深（二层水平层状大地模型）.......... １１一、实验目的与要求............................... １１二、实验内容..................................... １１三、实验原理...................................... １１四、实验步骤...................................... １５五、实验数据及绘图................................ １５六、实验结果分析.................................. １６实习总结及感想 ....................................... １６实验一：低阻脉上的联合剖面法水槽模拟实验一、实验内容本实验是在水槽中用联合剖面法观测，装置的大小根据实验条件设计。

激发极化法模型实验实验报告专业：勘察技术与工程学号：060231 33姓名：郭猛猛实验题目：激发极化法模型实验一、实验目的1.掌握激电剖面法的工作布置及观测方法；。

2.了解各种激电剖面法在良导体上的异常规律。

二、实验器材WDJD-1 多功能数字直流激电仪一台、电池箱一个铜电极两个、不极化电极两个、带接头的导线若干铜质导电空心球一个胶木高阻班一块标尺一根铅笔、小刀记录本等WDJD-2 多功能数字直流激电仪简介：1.仪器的主要特点和功能（1）一体化设计——集发射、接收于一体，轻便灵活。

（2）低功耗设计——全部采用CMOS 大规模集成电路，配以独特的待机工作方式，整机体积小、耗电低、功能多。

（3）抗干扰设计——采用多级滤波及信号增强技术、抗干扰能力强、测量精度高。

（4）自动化设计——自动进行自然电位、漂移及电极极化补偿。

（ 5 ）安全性设计——接收部分有瞬间过压输入保护能力，发射部分有过压、过流及AB 开路保护能力。

（6）大屏幕显示：——可将整条测线上各测量参数在显示屏上绘成曲线，测量结果直观明了。

（7）汉字对话：——全汉字触摸面板配以汉字菜单提示，操作极为方便，整个面板只有16 个键。

（8）计算器：——可完成野外现场装置系数等常规计算。

（9）参数设置：——可任意设定工作周期，并有9 种野外常用工作方法选择及其极距常数、装置常数的输入与计算功能。

（10）极距常数表：——对所有装置，可预先存储最多21 组不同极距常数，从而避免相同极距常数反复输入可能带来的输入错误，仅输入一个编号，就能调出相应组极距常数使用或重新设置。

2.仪器面板构成三、实验原理联合剖面法概述联合剖面法是由两组三极装置联合进行探测的一种视极化率测量方法，因为它同时利用视极化率曲线形态和两条视极化率曲线的差异探测异常，具有对异常的分辨能力强、异常明显的优点，适合于探测一切形状和产状的地质构造；但也有要布置无穷远极，每个测点要测量两套数据，工作效率较低的缺点。

“电法勘探”实验指导书欧东新、韦柳椰编著实验一WDDS-1数字电阻率仪测量均匀大地的电阻率一、实验目的与要求1、认识WDDS-1数字电阻率仪及掌握其使用方法。

2、掌握在水槽中测量均匀半空间视电阻率的方法。

3、掌握各种装置的视电阻率K值计算方法。

二、实验仪器及材料准备WDDS-1数字电阻率仪一台，万用表一台，电池箱一个，带鳄鱼夹导线若干，大头针若干，水槽跑极装置一套。

记录纸一张，直尺一把，铅笔，橡皮。

三、实验步骤1. WDDS-1数字电阻率仪认识及参数设置（一）熟悉仪器的面板（图1.1）。

图1.1 WDDS-1面板图1.2水槽WDDS-1测量视电阻率装置图（二）检查仪器。

（1）开机，按“↑↓”键，调节液晶屏对比度。

（2）按“电池”键，检查仪器电池电压。

当电池电压< 9.6 V 时，更换8节2号或3号1.5V 电池。

（3）按“设置”键，设定供电时间仪器默认为0.2秒（显示数字为2），实验一般选用0.5秒，输入数值5后按“确认”键。

2. 按照 图1.2 接好实验装置。

测线布置在水槽中间，测点距10cm ，一直延伸到水槽边沿。

3. 测量（以对称四极电剖面为例）。

（1）按“电源”键开机。

（2）按“排列”键输入线号 ，如：NL=01。

按“确认”键后，显示排列方式。

（3）排列方式共有9种。

按“↑↓”选择对称四极电剖面，不用按“确认”键确认。

9种排列方式如下： 1.4P-VES 四极电测深2.3P-VES 联合电测深（含三极电测深）3.4P-PRFL 对称四极电剖面4.3P-PRRL 联合剖面（含三极动源电剖面）5.RECTGL 中间梯度装置6.DIPOLE 偶极—偶极装置7.IP-BUR 井－地电法8.INPUT K 传送K 值9.5P-VES 5极纵轴电测深 （4）按“极距”输入极距号，如：NO=01,按“确认”键，显示：AB/2=XXXX,MN/2=XXXX,输入数据（单位为m ）并按“确认”键，再按“停止”键，显示：K=XXXX.利用式（1-1）验算K 值。

D O I :１０．１６７９１/j ．c n k i ．s j g．２０１９．０３．０１６㊀实验技术与方法水槽模型设计及视电阻率曲线测量张丽华,潘保芝,单刚义,范晓敏,郭宇航(吉林大学地球探测科学与技术学院,吉林长春㊀１３００２６)摘㊀要:根据视电阻率的测量原理,设计了水槽模型,模拟实际钻井地层,实现了视电阻率曲线测量.在水槽模型设计中,用水溶液模拟井中泥浆和围岩,用塑料块模拟高电阻率地层,地层厚度分为薄㊁厚两种,并将一般的垂直井轴方向改为水平方向.该实验可为地球物理专业的本科实验教学提供实验参考.关键词:视电阻率;水槽模型;钻井;实验教学中图分类号:P ６３１ ３㊀㊀文献标识码:B ㊀㊀文章编号:１００２Ｇ４９５６(２０１９)０３Ｇ００６３Ｇ０３D e s i g n o f s i n km o d e l a n dm e a s u r e m e n t o f a p p a r e n t r e s i s t i v i t y cu r v e Z H A N GL i h u a ,P A NB a o z h i ,S H A N G a n g y i ,F A N X i a o m i n ,G U O Y u h a n g(C o l l e g e o fG e o Ｇe x p l o r a t i o nS c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ,J i l i nU n i v e r s i t y ,C h a n g c h u n１３００２６,C h i n a )A b s t r a c t :A c c o r d i n g t o t h e p r i n c i p l e o f a p p a r e n t r e s i s t i v i t y m e a s u r e m e n t ,a f l u m em o d e l i sd e s i gn e d ,a n dt h e a p p a r e n t r e s i s t i v i t y c u r v em e a s u r e m e n t i s r e a l i z e db y s i m u l a t i n g a c t u a l d r i l l i n g f o r m a t i o n ．I n t h ed e s i gno f t h e f l u m em o d e l ,w a t e r s o l u t i o n i s u s e d t o s i m u l a t em u d a n d s u r r o u n d i n g ro c k i nw e l l s ,a n d p l a s t i c b l o c k i s u s e d t o s i m u l a t e t h eh i g hr e s i s t i v i t y fo r m a t i o n ．T h ef o r m a t i o nt h i c k n e s s i sd i v i d e di n t ot h et h i na n dt h i c k ,a n dt h e g e n e r a l v e r t i c a l a x i sd i r e c t i o ni sc h a n g e dt oh o r i z o n t a ld i r e c t i o n ．T h i se x p e r i m e n tc a n p r o v i d ee x p e r i m e n t a l r e f e r e n c e f o r u n d e r g r a d u a t e e x p e r i m e n t a l t e a c h i n g o fG e o p h y s i c s s p e c i a l t y．K e y wo r d s :a p p a r e n t r e s i s t i v i t y ;s i n km o d e l ;w e l l d r i l l i n g ;e x p e r i m e n t a l t e a c h i n g 收稿日期:２０１８Ｇ０８Ｇ１５基金项目:中国博士后科学基金特别资助项目(２０１８T １１０２４５)作者简介:张丽华(１９７４ ),女,辽宁康平,博士,高级工程师,从事岩石物理实验与测井数据处理与解释研究E Ｇm a i l :z h a n g l h ＠jl u ．e d u ．c n 通信作者:单刚义(１９７０ ),男,山东莱阳,博士,高级工程师,从事数据处理与解释研究E Ｇm a i l :s h a n g a n g y i ＠jl u ．e d u ．c n ㊀㊀通常用电阻率来表示岩石的导电能力,所以根据岩石导电能力的差异,在钻孔中研究岩层性质和区分它们的方法,称为电阻率法测井.电阻率法测井的主要任务是根据电阻率曲线划分岩层的厚度㊁定量确定岩层的电阻率.在油井中,研究岩层的导电能力具有特殊意义,因为石油是一种电阻率极高的物质,而在天然状态下的水却是一种电阻率较低的物质.因此,在相同岩性的储集层中,含油岩层将比含水岩层的电阻率高.到目前为止,岩层电阻率的高低仍然是判断岩层含油水性质的重要标志[１Ｇ３].普通电阻率法测井是电阻率法测井中最基本和最原始的形式,在划分钻井地质剖面和作为判断岩层电阻率的辅助手段时,它仍然被广泛地采用[４Ｇ５].在应用型人才培养过程中,理工科学生必须掌握一定的实验和实践技能.实验教学已成为地球物理专业教学中不可或缺的重要教学手段[６Ｇ１０].１㊀原理电缆将电极系与地面上的电源和记录仪相连接(见图１)[１１],当电极系在井内移动时就可以记录出连续的电阻率测井曲线.用A ㊁B 作为供电电极,M ㊁N 为测量电极.供电给A ㊁B 电极时,在其周围介质中形成电场.如果介质电阻率有变化,那么在M 和N 处造成的电场也会随着变化.如果保持供电电流I 不变,M 和N 之间的电位差就可以反映出介质电阻率的变化情况[１２],其视电阻率R a 与M 和N 之间电位差I S S N１００２Ｇ４９５６C N １１Ｇ２０３４/T ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀实㊀验㊀技㊀术㊀与㊀管㊀理E x p e r i m e n t a lT e c h n o l o g y a n d M a n a g e m e n t ㊀㊀㊀㊀㊀㊀第３６卷㊀第３期㊀２０１９年３月V o l ．３６㊀N o ．３㊀M a r ．２０１９ΔU M N有如下关系式:R a＝KΔU M N IK是电极系统系数,电极系统尺寸固定后K是常数.图１㊀测量原理图如果是全空间,则有K＝４πA M A NMN(１)㊀㊀如果是半空间(文中的水槽模型),则有K＝２πA M A NMN(２)２㊀水槽模型设计在实际钻井中,地层介质的分布一般是与井轴相切的垂向分布[１３],如果地层是水平的,则地层介质以井轴为中心对称分布.根据这一特点,如果通过井轴作一平面,将介质分成两半,这对于研究电场分布规律将不会产生影响.水槽模型就是按照这一原理设计的,并将一般的垂直井轴方向改为水平方向.用水槽模型来模拟不同厚度㊁单一高电阻率地层条件.在水槽模型中,用水溶液模拟井中泥浆和围岩,用塑料块模拟高电阻率地层,地层厚度分为薄㊁厚两种.塑料块地层中的半圆槽模拟井眼的一半.水槽底的金属网在实验中作为B电极(见图２).图２㊀测量过程示意图㊀㊀传动设备牵引电极系沿井轴方向移动,而深度传感器则记录电极系移动的距离(见图３).３㊀测量结果针对该测量系统,开发了相应的测井教学系统软件.软件主界面如图４所示,主要分为控制栏和显示栏,控制栏包括对数据的查看保存㊁对装置的操作等功能按键.显示栏主要显示实验日期㊁实验人员㊁发射电压㊁测井方向㊁系统状态及实时曲线等信息. 文件(快捷键为A l t＋F)选项中包括保存和打开功能,可以保存数据(C t r l＋D)和保存图片(C t r l＋P), 打开 功能(C t r l＋O)可以选择打开任意一个实验数据. 操作 选项(A l t＋O)包括复位(C t r l＋R)键㊁测试(C t r l＋T)键㊁校准(C t r l＋C)键.复位键完成系统的初始化功能,使装置重新复位到刚上电时状态,点击后系统状态栏显示 系统完成初始化! ,表示初始化成功.测井４６实㊀验㊀技㊀术㊀与㊀管㊀理数据全部保存为．t x t 文件,保存图片为．b m p 格式.数据(见图５)最上面一行为基本信息,依次是:实验人姓名(t f)㊁发射电压㊁实验日期及时间.基本信息行下面是测井数据,左侧为深度值(单位:m ),右侧是信号数字值.学生可以根据测得的数据自已绘图并分析曲线.图３㊀传动装置示意图图４㊀软件界面和测量曲线图图５㊀数据记录格式４㊀结语钻井地球物理勘探是通过地球物理方法解决钻孔中的地质与工程问题的一套测井技术方法,因此它具有很强的实践性,通过设计的水槽模型实验,学生了解了视电阻率测井曲线测量原理和视电阻率测井仪器工作原理;认识了测井电极系.培养了学生的实践能力,增加了学生的感性认识.本实验可为大学地球物理类专业的本科实验教学提供参考和启示.参考文献(R e f e r e n c e s)[１]李舟波．钻井地球物理勘探[M ]．北京:地质出版社,２００６．[２]张庚骥．电法测井[M ]．东营:石油大学出版社,１９９６．[３]冯启宁,郑学新．测井仪器原理电法测井仪器[M ]．东营:石油大学出版社,１９９１．[４]雍世和,张超谟．测井数据处理与综合解释[M ]．东营:石油大学出版社,１９９６．[５]江汉石油学院测井教研室．测井资料解释[M ]．北京:石油工业出版社,１９８１．[６]孙建国．浅论地球物理专业本科阶段的创新能力培养[J ]．中国大学教学,２０１１(１０):２９Ｇ３１．[７]王义遒．在２１世纪人才培养中实验教学的地位与作用[J ]．实验室研究与探索,１９９８,１７(２):１２４．[８]郑晶,陈琼,裴烁瑾．地球物理专业岩石物理实验教学实践[J ]．实验室研究与探索,２０１８,３７(６):１７０Ｇ１７２,１７７．[９]韦佳,倪杰,吴远征．基于职业能力培养的应用型本科实践教学体系创建研究[J ]．实验技术与管理,２０１５,３２(３):２０７Ｇ２１０．[１０]周静,刘全菊,张青．新工科背景下实践教学模式的改革与构建[J ]．实验技术与管理,２０１８,３５(３):１６５Ｇ１６８,１７６．[１１]胡澍．地球物理测井仪器[M ]．北京:石油工业出版社,１９９１．[１２]戈尔平科．测井电缆及其使用[M ]．葛起庭,译．北京:石油工业出版社,１９８１．[１３]楚泽涵,地球物理测井方法与原理(上)[M ]．北京:石油工业出版社,２００７．５６张丽华,等:水槽模型设计及视电阻率曲线测量。

激发极化法找水实践关建武(陕西省澄城县地下水工作队,陕西澄城715200)[摘　要]　本文通过激发极化法在陕西省澄城县北部黄龙山前地区的赵庄镇东高塬村机井施工过程中的成功应用,说明该方法较电阻率法更能分辨出地下富水异常,在山区电测找水中效果较好,可与电阻率法结合运用。

[关键词]　激发极化法;二次电场;视激发比[中图分类号]　P 63113+24 [文献标识码]　B [文章编号]　1004-1184(2006)05-0073-02[收稿日期]　2006-06-12[作者简介]　关建武(1965—),男,陕西澄城人,工程师,主要从事工程及水文地质物理勘测工作。

1　激发极化法找水原理激发极化法是以岩、矿石的激电效应差异为基础而达到找矿或解决某些水文地质问题的一种电探方法。

不同岩、矿石的激电效应主要表现在二次电场的大小及其随时间的变化上。

在水文地质调查中主要依据表征二次电场衰减特征的参数,如视激发比、视衰减度等的高值异常探测富水地段。

由于该方法不受地形起伏干扰和围岩电性不均匀的影响,因而在山区找水中具有一定的优势。

2　激发极化法仪器及野外布置目前,国产激发极化仪有许多,如地矿部机械电子研究所生产的M I R -1B 多功能直流电测仪、重庆奔腾数控技术研究所研制的W DJD -1多功能数字直流电测仪、山东聊城创通电子信息技术有限公司生产的CT E -2型智能激发极化仪及山西平遥水利电探仪器厂生产的JJ -2B 型积分式激发电位仪等。

这些仪器发射和接收一体化,供电一次可测得视电阻率(Θs )、视极化率(Γs )、视激发比(J s )、视衰减度(D s )等多种参数,除JJ -2B 型仪器采用指针式仪表显示、手动自然电位和电极极化电位补偿外,其他均为数字液晶显示,自动自然电位、电极极化电位补偿。

在水文地质调查中,通常将激发极化法和视电阻率测深法结合起来运用,即所谓激电测深法。

电极采取等比对称四极布置,AB ∶M N =3∶1。

实验7 激发极化法水槽模型实验一、实验目的 1.熟悉激电剖面工作布置及测量方法。

2.了解几种地质体上异常()特性。

3. 进一步热悉DJS-6微机激电仪。

二、实验布置及装置选择本次实验是以水模拟均匀围岩介质，以金属球、柱，板、背斜及石墨盘等模拟极化地质体。

各组已分别挂有一个单一模型。

装置选择与极距选择与实验二相同，各组自行讨论设计，并与实验老师一起确定实验设计方案。

三、实验步骤 1. 讨论并选择装置(联剖、偶极、对称四极、中梯等任选一种)2.按所选择装置连接供电与测量线路。

3.用DJS一6测量各观测点的U 。

4. 用恒源读出供电电流I。

5.量出电极距，计算出装置系数K，求出ρs、ηs= ，并分别点出草图。

6.整条剖面观测完毕后，进行(3—5)个点的检查观测，并计算误差。

四、注意事项及要求1. 如果本组模型极化率很小时，延时不能取得太长，另外也可将某点的四块面积视极化率加起来作为该点的视极化率值。

2. 测量电极用木极化电极。

3.预置节拍要统一为4S，即周期为16S。

4.各组之间相互交流与讨论。

五、思考题1. 本组所选装置有何特点? 请试述所选装置对本组模型方法有效性?2. 激发极化法工作布置与观测方法同电阻率法工作布置与观测方法有何异、同?3. 分析实验结果。

4.各组之间相互交流与讨论。

表7-6-1 中间梯度装置记录表格AB= 米，MN= 米模型: 材料: 尺寸: 产状: 位置: 班组: 记录员:表7-6-2 联合剖面装置记录表格AO=BO= 米, MN= 米,单位为单位为百分数模型: 材料: 尺寸: 产状: 位置: 班组: 记录员:表7-6-3 偶极装置记录表格NM= 米,OO'= 米,K= 米模型: 材料: 尺寸: 产状: 位置: 班组: 记录员:。