淺議井中磁測技術的應用

劉雄飛

摘要：井中磁測是鉆孔中磁法勘探的一種方法，它是以研究巖、礦體的磁性為物理基礎的。不同磁性的巖、礦體會產生不同形態和強度的磁異常，井中三分量磁測就是測定磁性巖、礦體在它周圍所產生的磁場強度的異常。本文對井中磁測技術的原理、應用等進行總結分析，以為實際工作提供參考。

關鍵詞：井中磁測；磁三分量測井；磁化率測井

井中磁測目前包括鉆孔中磁場強度測量和磁化率測井。它們是以巖礦石的磁性差異為物理基礎，通過儀器測定鉆孔中的磁場強度和孔壁附近巖礦石的磁化率，了解井中磁異常及巖礦磁化率的變化特征，并且在掌握了工區地質和地面磁測資料后，經過資料的分析研究，然后作出地質解釋達到找礦和解決其它地質問題的目的。

一、井中磁測的技術特點

井中磁測與地面磁測相比有一些特殊性，主要在以下幾個方面。

1.井中磁測受到鉆孔數量的限制，一個鉆孔只相當地面一條測線。這樣，由于鉆孔數量較少，得到的空間磁異常信息很有限。

2.由于只能沿鉆孔方向測量，井中磁測得到的信息可能是鉆孔周圍任何方向上的地質體引起的，判別地質體的方位需要很好的分量測量精度。分量測量精度的最大影響因素是儀器定位精度。這不僅取決于三分量測井儀器本身，還要受到鉆孔方位準確性影響。鉆孔方位測量要借助陀螺測斜儀完成，所以分量測量的精度還會受到陀螺測斜精度的影響。

3.井中磁測有時會因鉆孔穿過地質體而測到地質體內部的場強，這和地面磁測只會得到地質體外部的磁場情況是完全不同的。地面磁測是在空氣進行，井中磁測在是在介質中進行，測量結果要受到圍巖介質磁性的影響，而且是圍巖介質的內部場。這就使得資料解釋變得很復雜。

4.由于地質體是有限體積，鉆孔和地質體的相對位置不同，井中磁測可以測到正向磁化和反向磁化兩種情況。和地面磁測只能觀測到的正向磁化相比，測量信息更加豐富但也更復雜。

5.由于受井下儀器外形尺寸限制，井中磁測采用的磁場傳感器精度還不夠高。又因為磁場分量測量要受到所采用的定向方法等精度影響，總的觀測精度也不高。目前比地面磁測低一個數量級。影響井下磁測精度的因素還有井溫，鉆孔孔徑等等。

6.現在最先進的井中磁三分量儀器已經沒有重錘一類的活動靈敏框架，采用全固態的磁傳感器進行測量。由上海地學儀器研究所研制的JCC3-2（A）型高精度磁三分量測井儀就是采用巨磁效應的磁敏元件測量磁場。三個正交安裝的巨磁傳感器和重力加速度傳感器配合測量，同時得到北向（Y）—東向（X）—垂直（Z）正交坐標系下的三個磁場分量值。重力加速度傳感器的作用是提供測量三分量所需的定向信息。由于重力加速度傳感器精度高（分辨率為角秒級），所以定向精度比過去的井中磁三分量測量儀器高很多。過去井中磁三分量測量儀器是采用重錘和偏心塊來定向，不僅精度差，可靠性也很差，儀器很嬌氣。新型儀器采用的巨磁傳感器有較高的測量靈敏度，JCC3-2（A）型高精度磁三分量測井儀分量測量精度比過去大大提高。JCC3-2（A）型高精度磁三分量測井儀內部沒有活動部件，儀器有很高的可靠性。儀器內部還設有自動溫度補償電路，儀器可以應用到較深的鉆孔中。JCC3-2（A）型高精度磁三分量測井儀有著可靠性高、測量精度高、測量方便、操作簡單等優點。

二、井中磁測對鉆探方面的要求。

1.測孔前應使用終孔孔徑的鉆頭掃孔并循環井液，待測井人員到達后提鉆。

2.在使用泥漿護孔的鉆孔中進行井中磁測時要求泥漿含沙量不大于5%，粘度不大于30秒，密度不大于1.3克/立方厘米。

3.為保證井中磁測工作的正常進行，應保留必要的鉆探設備，器材和防寒、防暑、防雨、避雷等設施。

4.在測井過程中，鉆探方面不要進行危及測井人員、儀器設備安全和影響測井工作的任何活動，以保證安全生產。

三、井中磁測應用的范圍

1.配合地質鉆探驗證地面磁異常，判斷引起磁異常的原因；

2.發現孔旁或孔底盲礦并大致確定其位置；

3.找出鉆探打丟、打薄的磁性礦層并確定其深度和厚度，了解礦體的延伸和邊界，確定板狀礦體的產狀。在地質地球物理條件良好的勘探礦區，用以確定磁鐵礦層的全鐵品位；

4.結合地面磁測，確定礦體的規模和分布范圍，提高對磁性礦體賦存情況解釋推斷的準確程度。

四、井中磁測的工作精度及技術要求。

1.三分量磁測的精度，以中強磁性層井段外磁場觀測的平均絕對誤差為主要衡量標準。

2.磁化率測井的精度，一般以異常段觀測的平均相對誤差為主要衡量標準。

3.井中磁場強度的正常場應與工區地面磁異常零線相一致。

4.比例尺一般可按下列原則確定。

①井中磁測成果圖件的深度比例應與鉆孔柱狀（或剖面）圖相一致，其橫向比例在同一工區內應盡可能統一。

②在井場工作時可根據所解決的地質任務選用不同的深度比例。1：1000或1：2000常用于驗證地面磁異常，發現孔旁和孔底盲礦，了解礦層的大致延伸等；1：200常用于普查礦層，對厚度超過3.5米、結構簡單的礦層進行定厚解釋；1：50或1：100常用于對厚度小于3.5米或結構復雜的礦層進行定厚解釋。

③磁場強度草圖的橫向比例，根據現有國產儀器的精度，除礦層外一般每厘米為2000伽瑪。

④在磁化率測井工作中，主礦層的異常幅度應不低于4厘米。當用于劃分磁性剖面時應使不同磁性的巖層反映清楚。曲線超格要作輔助曲線。

五、結語

磁化率測井在鉆孔施工的同時及采樣結果未獲得前就和解決對地質編錄剖面的修正、定量化分層、細分礦體與礦化層的界限問題等問題，是一種高效、經濟、便捷定量化的地質編錄手段。三分量測井技術是一個比較直觀、細致的工作，現在越來越成熟，在地質找礦中起著越來越重要的作用。井場需要快捷準確的解釋，以指導鉆進。矢量坐標能夠準確簡單的對未見礦旁側異常做出判斷，并對井底盲礦進行預判，能夠滿足井場解釋的需要。

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