Глава 12.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВИДЫ МАГНИТНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ

12.1. Скважинная магниторазведка

12.1.1.Физические основы и задачи

Скважинная магниторазведка – это метод исследования геологического разреза в скважине с целью получения информации о физических свойствах пород и руд в сравнительно тонком слое стенки скважины. С помощью ее можно получить сведения о магнитных объектах, залегающих на значительном удалении от ствола скважины или ниже ее забоя. Скважинная магниторазведка является одним из методов решения геологических задач на железорудных месторождениях генетических типов: скарновых (контактово-метасоматических), магматических, гидротермальных и метаморфогенных. Скважинная магниторазведка решает следующие задачи:

1. выявление магнитных рудных тел в стороне от ствола скважины;

2) оценка формы и размеров рудных тел;

3) прослеживание зон оруденения по падению и простиранию;

4) расшифровка природы наземных магнитных аномалий;

5) дифференциация горных пород по литологическим характеристикам и корреляция геологического разреза;

6) качественная и количественная оценка содержания магнетита в рудах.

Наиболее эффективно применение скважинной магниторазведки там, где существует резкая дифференциация магнитных свойств между вмещающими породами и поисковыми объектами, четко различаются рудные тела во вмещающих породах. Дальность обнаружения рудных тел в околоскважинном пространстве зависит от их размеров и формы, от их расположения в окрестностях ствола скважины.

В скважине, как и на дневной поверхности, измеряется некоторое суммарное магнитное поле Т, которое создается нормальным магнитным полем Земли Т₀ и аномальным магнитным полем Т_а, связанным с наличием намагниченных тел

в окружающем пространстве (рис.12.1).

Рис.12.1. Аномалии магнитного поля от намагниченного шара при

наблюдениях на поверхности и в буровых скважинах

( по И.Г.Сковородникову):

вектор Т_а.

Вектор аномального магнитного поля в точке измерения определяется как разность между Т и Т₀:

. (12.1)

Составляющие X, Y, Z измеряются непосредственно в скважине, а составляющие X_0, Y_0, Z₀ – на контрольном пункте.

Для измерения составляющих магнитного поля в скважине применяются магнитометры с тремя магнитомодуляционными датчиками, образующими ортогональную систему координат (рис. 12.2). На практике получили распространение две схемы ориентации датчиков – осевая и вертикальная /30/.

Измерение составляющих магнитного поля вдоль скважины выполняется в точках, пространственное положение которых определяется координатами точек скважины. На результаты измерений в скважине могут оказать влияние законы изменения азимутального () и углового ( ) искривления скважины с глубиной. Если можно допустить, что на некотором интервале скважина прямолинейна, то аналитическое выражение магнитного поля вдоль оси скважины может быть получено сравнительно просто для любых тел правильной формы. Если скважина имеет произвольную траекторию, то для получения удовлетворительной точности дальнейших расчетов делаются допущения и вводятся поправки.

Рис. 12.2. Вектор Т_о индукции магнитного поля и его составляющие

Если за линию наблюдений принять ось скважины и откладывать на ней значения координаты z, а глубину залегания намагниченного тела h определять по перпендикуляру к скважине, то скважинные наблюдения можно обрабатывать так же, как данные наземной магниторазведки. Все методы интерпретации материалов наземной магнитной съемки могут быть использованы и для скважинных измерений.

Шток. Пусть имеется вертикальная столбообразная залежь с длиной по падению во много раз больше ее диаметра. Магнитный момент для такого объекта будет равен произведению его намагниченности и площади горизонтального сечения: M = J S.