Магнитные методы исследования скважин. Скважинная магнитная разведка. Основные элементы аппаратуры СМ, страница 3

Названные недостатки в известной степени компенсируются тем, что в СМ можно измерять три составляющие поля. Кроме того при наземных исследованиях точки наблюдения находятся только над источником аномалии, в то время как при скважинных они могут быть расположены с разных сторон от нее. В общем случае качество магниторазведочных работ, в частности эффективность выделения рудных тел и определение их местоположения, удается повысить, комплексируя скважинные и наземные исследования (рис. 118).

Рис. 118. Распределение аномалий вертикальной компоненты напряженности магнитного поля вдоль скважины (I) и на поверхности (II) по А. А. Попову, А. Б. Ломакину):

1 — известняк; 2 — рудное тело; 3 — эффузивы

2. Каротаж магнитной восприимчивости

Метод ГИС, основанный на измерении магнитной восприимчивости пород путем создания искусственного электромагнитного поля, называют каротажем магнитной восприимчивости (КМВ). Структура естественного магнитного поля и величины его аномалий зависят от магнитной восприимчивости слагающих разрез пород. Поэтому КМВ часто проводят одновременно со скважинной магниторазведкой, применяя комплексные скважинные приборы.

Существуют три способа измерения магнитной восприимчивости: двухкатушечным зондом индукционного типа, однокатушечным зондом мостового типа, однокатушечным зондом с перестраиваемым генератором.

Первый способ основан на том, что ЭДС в приемной катушке индукционного зонда пропорциональна произведению (1+ϰ)²σ. Отсюда следует, что при помещении зонда в магнитную среду ЭДС возрастает с увеличением магнитной восприимчивости. Известно, что ЭДС, возникающая при относительно низкочастотном переменном поле за счет изменения магнитной восприимчивости среды, представляет собой реактивную составляющую сигнала, фаза которого сдвинута на угол π/2 по отношению к фазе тока генераторной катушки и, следовательно, к ЭДС, обусловленной электропроводностью среды. Измеряя с помощью фазочувствительного детектора напряжение реактивной составляющей сигнала, можно оценить магнитную восприимчивость среды. Аппаратуру этого типа называют двухкатушечной.

Второй способ измерения магнитной восприимчивости основан на использовании мостовой схемы, чувствительным элементом в которой является индуктивное плечо — катушка с ферритовым сердечником, создающая в горных породах электромагнитное поле. Измерительный мост питается переменным током и уравновешивается в воздухе, т. е. в условиях немагнитной непроводящей среды. При помещении моста в скважину изменяется индуктивность чувствительного элемента и условие равновесия нарушается. В первом приближении ЭДС разбаланса пропорциональна магнитной восприимчивости пород, окружающих датчик.

Согласно третьему способу катушку с ферритовым сердечником включают в LC-контур перестраиваемого по частоте генератора. При изменении магнитной восприимчивости среды меняется индуктивность катушки, что приводит к изменению частоты генерируемых колебаний.

Второй и третий способы называют однокатушечными.