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Conductivité - Électromagnétique en Domaine Fréquentiel

Les concentrations ioniques souterraines (ou sel) affectent grandement la conductivité du sol. Donc les distributions de terre conductrice peuvent être délimitées avec méthodes d'induction électromagnétique en domaine fréquentiel, connus comme la prospection EM. Dans les applications pétrolières et gazières, les ions ont la tendance de se propager plus loin que les hydrocarbures connexes. Par conséquent, il est généralement possible de déterminer l'étendues maximales avec à une prospection EM.

Une bobine d'émissions dans l'instrument émet un champ électromagnétique alternatif qui induit des courants tourbillonnaires dans la terre. Courants tourbillonnaires sous la surface produisent un champ électromagnétique secondaire couplé avec le champ principal. Une bobine réceptrice mesure les magnitudes secondaires qui sont liées à la conductivité du sol en vrac et qui indirectement correspondent à les concentrations ioniques.

Les instruments mesurent deux composantes de la réaction secondaire. La première, et la plus fréquemment utilisée est la phase en quadrature qui est liée à la conductivité apparente. La conductivité apparente implique que les mesures ne représentent pas directement la conductivité réelle du sol des couches spécifiques, mais elles représentent une moyenne de volume de diverses couches qui dépendent des phénomènes électromagnétiques décrites ci-dessous.

La composante secondaire est la phase en ligne. Les propriétés de réactance électrique dans la terre, comme la capacité et l'inductance, décalent la phase du champ secondaire. Magnitudes de la phase en ligne correspondent à ces changements qui représentent la susceptibilité magnétique (une propriété de métaux). Les instruments ne sont pas conçus pour détecter les métaux; cependant, la mesure en ligne peut aider à différencier entre les concentrations ioniques et les réponses métalliques enfouis. Cette fonction est utile dans certaines applications comme l'évaluation des sites d'enfouissement. Lorsque la détection de métal est l'objectif de l'enquête, toutefois, les méthodes de domaine temporel doivent être utilisées.

Ci-dessous, il y a d'information sur les instruments qu'on utilise. Dans notre expérience, Geonics fabrique les dispositifs de conductivité plus robuste du marché. Encore, nous n'avons pas rencontré des conditions météorologiques que nous empêchent d'obtenir des résultats.

Les instruments réagissent presque linéairement moins que cent millisiemens par mètre. Les réponses plus que ces niveaux sont généralement causées par les sources artificielles, sauf parfois dans les zones de terrain salin naturel. Pour distinguer entre les impacts anthropogènes (c'est-à-dire d'origine humaine) et les tendances naturelles, il faut interpréter la forme, le motif, et l'ampleur. Les amplitudes de la réponse sont relatives et doivent être comparées aux valeurs du fond (c'est-à-dire naturels). Les niveaux du fond varient considérablement et dépendent de la géologie locale. Les sols fins, limoneux, ou argileux sont plus conducteurs que les sols épais, secs ou sablonneux, et gravier ou terrain rocheux. Les limites de l'enquête doivent s'étendre assez large pour déterminer les valeurs du fond pour identifier les tendances naturelles.

La profondeur de pénétration effective, ou la profondeur pelliculaire, est défini en l'électromagnétisme comme la distance où la densité de courant, due à un champ alternatif, arrive à moins de de 1/e (près d'un tiers) que l'intensité à la surface. Puisque l'étendue du champ est infinie théoriquement, la profondeur pelliculaire rapproche la région ou se trouve la majorité de la réponse. Elle est essentiellement déterminée par la fréquence de fonctionnement et la distance entre la bobine émettrice et la bobine réceptrice. Ensemble, la configuration et la fréquence des bobines de l'appareil sont conçus pour atteindre certaines profondeurs. Cependant et en général, la conductivité du sol affecte fortement la profondeur pelliculaire. (Les conductivités plus élevées réduisent la pénétration du champ.) Les instruments, par conséquent, détecte la profondeur d'apparition des couches conductrices au lieu de la profondeur de l'étendue. Les prospections EM latérales fournissent d'information de profondeur très limitée.

De plus, un principe appelé équivalence suggère que les distributions conductrices à certaines profondeurs peuvent produire des réponses équivalentes. Les conducteurs petits peu profonds, par exemple, imitent les conducteurs grands plus profonds. En comparant les résultats de multiples instruments, on peut atteindre des distances différentes pour interpréter des profondeurs généralisée. Toutefois, le profilage vertical de conductivité est la meilleure façon pour délimiter la distribution de profondeur. Ensemble avec les prospections électromagnétiques, les profilages verticaux fournissent renseignements volumétriques de haute précision sur les distributions tridimensionnelles.

Il y a un compromis bien connu entre la profondeur d'investigation et la résolution de l'image. Il est un phénomène des champs électromagnétiques. Même qu'il existe outils pour atteindre des profondeurs jusqu'à soixante mètres au-dessous, les empreintes tellement grandes ne sont pas pratiques en général, ni sont les profondeurs nécessaires pour les applications environnementales typiques.

EM31 de Geonics

EM38 de Geonics

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