三分量磁测井
三分量磁化率井方法技术(实际工作)
磁测井方法技术1 井中三分量磁测井中三分量磁测是地面磁测向井中的发展，在钻孔中确定磁场的大小和方向随深度的变化。
它的特点是可以同时测得磁场的三个互相垂直分量：△Z、△X、△Y。
该方法同时亦能划分磁性岩层的界面及发现井周的磁性不均匀体。
1.1 任务与目的可测量井段：0～2000米分次完成测量；测量目的：用以验证地面磁异常，判断异常性质，当满足一定条件时可确定盲矿体的深度和方向，确定见矿钻孔中矿体的部位、延伸、范围和厚度，确定矿体的产状、寻找磁性矿物伴生的矿床，配合地面磁测进行三度解释。
1.2 测量仪器投入生产的仪器设备在开工前应全面调试、维修和校验，各项指标达到要求后方可投入生产，在生产期间要定期对仪器进行测试和检查，仪器调试和校验均按各仪器说明书和有关规定执行。
测井使用重庆地质仪器厂JCX-3型三分量井中磁力仪，测量范围-99999nT —+99999nT，倾角测量范围0—45°，误差小于0.2°，方位角测量范围0—360°，误差小于2°，井中仪器适用井斜0—40°。
1.3 测量方法技术要求测量方法技术等参照原地质矿产部地球物理地球化学勘查局1982年颁发的《井中磁测工作规范》和有关文献资料。
1、由测量段底部向顶部提升时连续测量测速：小于12m/分采样间距：8～20cm2、为减少外地磁场短时变化的影响，钻孔中的测量安排在夜间磁场活动平静期进行；3、井场的资料初步验收井场工作结束前，测井监督应对原始资料进行初步验收，包括工作量是否完成，仪器和原始资料是否正常，测速、重复测量是否符合要求，各种原始表格和数据及需收集的资料是否齐全等。
1.4 资料整理井中磁测资料整理的主要任务是，由所测原始数据、测区正常地磁场、钻孔测斜资料和其它有关资料等，计算出磁异常的各分量，并以曲线或矢量图的形式作为成果展示出来。
2、所测钻孔的资料整理（1）磁异常垂直分量曲线图（∆Z）；（2）磁异常水平分量模差曲线图（∆H）；（3）磁异常总矢量模差曲线图（∆T）；（4）在剖面方向接进南北时，可用∆Z与∆H合成近似的剖面矢量图∆T；3、岩心标本磁参数的测量可按地面磁测工作规范进行，可根据井中磁测∆Z 资料指导岩心采集密度，∆Z有跳跃的井段每5～10米取一块，有旁侧异常但变化较平缓的每10―20米取一块，其它井段可酌情减少。
井中三分量磁测数据处理方法
学 φ= θ＋ Φ
（5）
地 式中的θ角由下列公式算出： 海tg −1 | X | (X≥0 ，Y＞0)
Y
上 π − tg −1 | X | (X＞0，Y≤0)
Y
θ=
π + tg −1 | X | (X≤0，Y＜0)
Y
2π − tg −1 | X | (X＜0，Y≥0) Y
（6）
（5）由 ΔH 模值和φ角即可作出ΔH 的矢量图。
H∥= －H 0 sinA
（8）
4、磁异常总矢量在横剖面和纵剖面中的投影
磁异常总矢量在横剖面和纵剖面中的投影分别以ΔT⊥和ΔT∥表示。作ΔT⊥和ΔT∥矢
量图时，应取在横剖面和纵剖面中的投影ΔH⊥、ΔH∥和ΔZ 来合成。
画ΔT⊥矢量线时，其中ΔZ 为纵坐标，向下为正，向上为负，ΔH⊥正值为剖面 A 的方
器 3、 地面三分量磁测，在地面可以很精确地给仪器定向，测量结果相对更准确。井中三 分量磁测定向是靠仪器自动进行，而且要依赖与陀螺测斜等资料的准确性。
仪 4、 井中三分量磁测仪器受体积限制，灵敏度较低。
5、 井中三分量磁测可能在地质体的上部、下部，四周进行（地面磁测只能在地质体上 部进行），现在国外承包项目增多，在南半球（磁场与北半球相反）应用的情况已
4、《JTL-40DT动调陀螺测斜仪使用说明书》
上海地学仪器研究所
5、《磁法勘探原理》 长春地质学院
3、磁异常水平分量在横剖面和纵剖面中的投影
磁异常水平分量在横剖面和纵剖面中的投影分别以ΔH⊥和ΔH∥表示，计算公式如下：
ΔH⊥= H⊥－H 0⊥
（7）
H⊥= Ycos(Φ－A) －Xsin(Φ－A)
H0⊥= H 0 cosA
ΔH∥= H ∥－H 0∥ H⊥= Y sin(Φ－A) ＋X cos(Φ－A)
浅谈三分量磁测在金属矿井中的应用
浅谈三分量磁测在金属矿井中的应用测井已经有了很多年的历史，在地质找矿中发挥着巨大的作用，作为金属矿井的必测项目三分量磁测作用更是不可小觑，井中三分量磁测是根据岩石、矿石的磁性差异，它的特点是可以同时测得磁场的三个互相垂直分量：△z、AX、AY。
它既能测得磁场的大小，又能确定磁场的方向，对于寻找忙矿体有很好的指示作用。
标签：测井三分量盲矿体1井中三分量简介井中三分量磁测是钻孔中磁法勘探的一种方法，它是以研究岩、矿体的磁性为物理基础的。
不同磁性的岩、矿体会产生不同形态和强度的磁异常，井中三分量磁测就是测定磁性岩、矿体在它周围所产生的磁场强度的异常。
要确定一个空间矢量就要测量它的相互垂直的三个分量，对于井中三分量磁测即是指测量两个水平分量和一个垂直分量，然后对测得的数据进行相应的计算处理，并按照需要绘制成相应的解释图件、进行地质推断解释。
2JHQ-2D测井系统结构图JHQ-2D智能测井系统由上海地学仪器厂生产，是目前比较先进的轻便测井系统，主要结构见图1。
与测井系统配套的是JCC3一2A型磁三分量测井仪，定向原件使用的是三轴重力加速度传感器，磁场的测量使用的是三轴巨型磁阻传感器，每个传感器的方向可以记录地磁场相应方向的磁场强度，每个传感器的灵敏度和该方向的分量相匹配，磁分量灵敏度达到40nT，精度优于100nT。
倾角精度优于0.1°，定向精度优于0.5°，具有定位精度高、时间常数小等特点，仪器可以点测也可以连续测量。
3磁三分量在测井中的简单应用三分量在理论上是比较理想的，对于寻找盲矿体并确定位置和规模有着很好的效果，但在测井中三分量的起步较晚，解释方面的技术都不是很熟练的现在，三分量并不能发挥其理论的效果，对于矿体的分布和规模也只能做出定性的解释，准确的比较差，而大部分钻孔的情况都是和上面的孔类似的，所以在进行三分量测井的时候，根据钻孔的类型以及地质编录可以分情况对资料简化处理。
磁三分量测井仪是根据垂向坐标系统测出X、Y、Z三个分量，除了垂直分量Z外，其余两分两都需要仪器的定向系统测出与X、Y方向上的夹角，以前由于仪器的灵敏度和精度都比较低，需要孔斜达到0.5°以上仪器方可进行定向测量获取更多的信息，JCC3-2A虽然将定向精度提高到0.1°，但是顶角越小获得的数据误差越大。
三分量测井方法规程
6 特种测井方法技术设计特种测井方法由于不常使用，尚无相应的规范或标准，有些方法属国际合作项目，所用仪器尚未落实，只能根据有关参考资料，编写初步技术设计。
待项目落实后，再根据有关资料补充或修改设计。
6.1 井中重力测量井中重力测量主要测量重力变化值Δg，可以确定重力场、岩石的平均整体密度随深度的变化规律，一般情况下，它与岩性密度测井通常有较好的一致性，但其探测深度远大于岩性密度测井，因而可以发现钻井附近的密度异常体，这对于解释地面重力异常和地震勘探结果具有重要意义。
6.1.1 任务及目的测量井段：主孔0米到5000米；测点间距：控制测量为50米，密度边界测量应加密，总测点数控制在150左右。
测量目的：测量地层密度，了解钻井附近的密度异常体和构造情况。
6.1.2 测量仪器采用引进的美国L&R井中重力仪和精密深度控制系统。
井中重力仪主要技术特性见下表：6.1.3 测量技术要求深度误差：绝对深度误差与其它测井要求相同，两种测量间距测量间的相对深度误差小于10厘米；重力测量均方误差小于20微伽；对每点仪器稳定后的测量值求平均作为最终重力值，每点测量时间约为10分钟，总测井时间小于2天。
测量时，应考虑零漂的影响。
6.1.4 数据处理与解释测量数据应进行零漂、深度（井斜）、地形等校正。
从校正后的重力值，给出视体密度和布格异常垂直剖面图；正反演求解钻孔外侧异常体参数或探索地层产状。
6.2 井中三分量磁测井中三分量磁测是地面磁测向井中的发展，在钻孔中确定磁场的大小和方向随深度的变化。
它的特点是可以同时测得磁场的三个互相垂直分量：△Z、△X、△Y。
该方法同时亦能划分磁性岩层的界面及发现井周的磁性不均匀体。
6.2.1 任务与目的测量井段：0～5000米分次完成测量；测量目的：提供井及其周围一定空间范围内地下地质体磁性、空间分布、构造和空间磁场变化规律等资料。
6.2.2 测量仪器井中三分量磁测属于国际合作项目，因客观原因，具体的仪器型号、参数尚未得知，暂按德国Braunchweig大学研制的FML磁饱和式井中三分量磁力仪考虑。
井中三分量磁测在某铁矿详查中的应用研究
井中三分量磁测在某铁矿详查中的应用研究摘要：现阶段，井中磁测主要是对钻孔周围空间磁性体存在的磁场动态性检验，以此达到找矿或者将某些地质问题全面解决的效果。
文章以某铁矿调查为例，该项铁矿属于沉积变质型，围岩不具备磁性或者磁性非常弱，本身有着磁法找矿的物性基础。
该项矿床的主矿体埋藏比较深，矿体十分薄弱，勘探难度特别高。
矿体的发现得益于紧密结合的地质和物探资料二次开发。
在这一阶段中，井中三分量磁测在深部矿体发现方面产生了一定的作用，通过开展三分量磁测作业，能够精准的判断出井底盲矿存在，为是否进行钻孔工作提供了一定的决策依据，在没有漏掉磁性体的基础上，减少了钻探的工作量，将生产成本控制在了合理范围中。
通过合理判断勘察区域内磁性体的状态和空间位置，确保了地质工作稳定实施。
在这一阶段中，三分量磁测从找寻深部磁性矿体内起到了一定的指导作用，也可以为铁矿深部找矿和外围找矿拓展新的思路和理念。
在本篇文章中重点探究了井中三分量磁测从某项铁矿详查中的具体应用情况。
关键词：井中三分量磁测；某铁矿详查；应用研究0前言近年来，三分量磁测从矿山和深部找矿中产生的作用极为明显，是找寻磁铁矿床中十分重要的一种方式。
井中三分量也可以应用到寻找磁铁矿和磁黄铁矿有关的金属、贵金属、稀有金属矿床中。
三分量磁测铁矿物理测井方式中的主要方法，是从地面磁测向着地下磁测逐渐发展，以研究岩体磁性特征为基础，不同磁性的岩体产生的形态和强度的磁异常是不一样的。
在井内检测该项磁异常，通过推断解释，有利于将地质勘探和转化过程中存在的问题彻底解决。
通过对钻孔展开三分量磁测，可以将地下磁场的分布特征清楚的体现出来。
按照地面磁测和地质资料分析和判断深部矿体是否存在，从而指导勘探工作能否继续钻进或者重新布置钻孔。
在对三分量磁测成果解释过程中可能遇到问题进行讨论的基础上，结合具体案例分析了三分量磁测从磁铁矿床中的具体应用，为找矿工作提供良好的参考依据。
1、三分量磁测异常解释需要注意的要点1.1选择正常场如果没有结合实际情况，合理的选择正常场，那么将会增加异常解释的难度。
三分量磁测井
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等轴状三度体
钻孔在北时ΔZ曲线呈先负后 正的近似反对称曲线（即似正 S形曲线），钻孔在南时ΔZ曲 线呈先正后负的近似反对称曲 线（即似反S形曲线），正东 西向ΔZ曲线呈现近似水平轴 对称曲线（即近似C型曲线）。 而东西两侧对称位置的钻孔所 测得ΔZ曲线完全一致，ΔY （除正南北ΔY=0）曲线形态 在东西两侧则正好相反，这时 ΔH所指方向即矿体所在方位。 的如图9、10所示，是用球体 模型计算的理论曲线（以球心 为原点，磁北为正方向，钻孔 所在位置的方位角(顺时针)为 φ,磁倾角i=45°）。
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ΔZ曲线在480-710米段呈反S形异常，ΔH′呈以负值为主的似不对称反S形； 根据形态及定量计算推断认为：些异常为一旁侧磁性体上端的反映、钻孔 相对磁性源上端位置为东偏南，深度约590-600米，水平距离约35米。在此 主体异常上于540-545米叠加了一剧烈跳动的局部异常，推断为钻探漏掉的 微薄层磁铁矿体。
| X Y
| X
| |
(Y负 ， X 正) (Y负 ， X 负)
Y
2
arctan |
X
|
(Y正 ， X 负)
.
Y
井中磁测参数计算
计算ΔH⊥、ΔH∥
N
H
A
O
H // H
H H cos(A )
H || Hsin(A)
.
简单规则形态磁性体的初步解释 (1)点磁极
- ΔZ +
- ΔH +
- ΔH +
.
.
井底异常
图11分别为北倾顺层磁化、南缓倾及垂直磁化条件下薄板体上方不同位置钻 孔的ΔZ、ΔH曲线。由此可见ΔZ曲线负开口、而ΔH正开口，继续钻进一般不 能见矿；ΔZ曲线正开口、而ΔH负开口，见矿可能性较大；ΔZ、ΔH曲线都正 开口、或都负开口，则不能确定，要结合其它资料判断矿体的产状及结合磁 化方向具体分析。当所测井段异常仅出现逐渐变化趋势，因异常段太短难以 判断时，则应继续钻探。
井中三分量磁测规范
地质矿产部地球物理地球化学勘查局井中磁测工作规范(试行)一九八二年十一月地质矿产部地球物理地球化学勘查局关于颁发《井中磁测工作规范》(试行)的通知物物二[1982]246号各省、市、自治区地质局及所属物化探专业队、地质队，部直属物探大队：《井中磁测工作规范》(试行)是地质矿产部地球物理地球化学勘查局委托部第一综合物探大队编制的，现颁发试行。
本规范是第一次编制，可能会有不够完善之处，各单位在试行过程中有何经验，问题和建议，希直接报物化探局，以便在适当时期再作修改。
一九八二．十一．十三绪言一、井中磁测目前包括钻孔中磁场强度测量和磁化率测井。
它们是以岩矿石的磁性差异为物理基础，通过仪器测定钻孔中的磁场强度和孔壁附近岩矿石的磁化率，了解井中磁异常及岩矿磁化率的变化特征，并且在掌握了工区地质和地面磁测资料后，经过资料的分析研究，然后作出地质解释达到找矿和解决其它地质问题的目的。
井中磁场强度测量的基本原理与地面磁测相同，故它是地面磁测向井中的发展，它不但反映了地球磁场和钻孔周围一定空间范围内磁性体磁场的总和，而且当钻孔穿过磁性矿体时，还可获得磁性矿体内磁场的变化特征，因而为解决地质问题提供了更多的资料(如利用磁性矿体处的磁场研究板状矿体的倾向和倾角)成为普查勘探磁性矿体工作中一种重要的井中物探方法。
磁化率测井是地球物理测井方法中的一种方法，在地质勘探工作的某些领域中正被逐步地使用起来。
二、在普查勘探中强磁性矿体的地区，由于矿体与围岩的磁性差异较大，而且钻孔往往接近矿体或打穿矿体，故井中磁测更易发现孔旁和孔底盲矿，或找出被钻探打丢、打薄的矿层，又由于井中磁测的仪器比较轻便，操作简单，在某些条件下还能解决一些钻孔技术问题，提供钻孔岩矿的磁化率参数等，同时为地质、钻探和地面磁测三方面服务，所以井中磁测具有应用广、效果好、成本低、效率高等优点，它有助于合理布置探矿工程，提高钻探资料的质量，是普查勘探中强磁性矿体的一种有效而经济的物探方法。
三分量磁测井
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等轴状三度体
钻孔在北时ΔZ曲线呈先负后 正的近似反对称曲线（即似正 S形曲线），钻孔在南时ΔZ曲 线呈先正后负的近似反对称曲 线（即似反S形曲线），正东 西向ΔZ曲线呈现近似水平轴 对称曲线（即近似C型曲线）。 而东西两侧对称位置的钻孔所 测得ΔZ曲线完全一致，ΔY （除正南北ΔY=0）曲线形态 在东西两侧则正好相反，这时 ΔH所指方向即矿体所在方位。 的如图9、10所示，是用球体 模型计算的理论曲线（以球心 为原点，磁北为正方向，钻孔 所在位置的方位角(顺时针)为 φ,磁倾角i=45°）。
H '
O
T ' Z
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井中磁测参数计算
计算ΔX、ΔY、ΔZ
X→Y、 Y→X
H 0X X
X
N
Y
H
H
Y
H0
Y
H 0Y
ห้องสมุดไป่ตู้
O X
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XXH0x YYH0y ZZZ0
井中磁测参数计算
计算ΔH、φ
H X2Y2
H 0X X
X
N
Y
H
Y H
H0
Y
H 0Y
O X
三分量磁测井资料简介
2014.3
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JCX-3型三分量井中磁力仪
• ·测量范围：-99999nT～+99999nT • ·X、Y磁敏元件转向差≤400nT • ·Z磁敏元件转向差≤300nT • ·倾角测量范围0～45°，误差小于0.2° • ·方位角测量范围0～360°，误差小于2°(倾角≥3°) • ·线性度≤2‰ • ·数字输出，更新速度≥3次/秒 • ·探管外形尺寸：φ40×1400mm • ·测量井深≤2000m • ·探管耐压≤150kg/cm2 • ·配用电缆：4芯铠装电 • ·仪器工作电源：DC12V/200mA • ·工作环境：温度：0～70°; 湿度：90%(40℃)
井中三分量磁测数据处理
井中三分量磁测数据处理（一）井中三分量磁测原理和处理方法井中磁测是磁法勘探和测井勘探相结合一种勘探方法，它是以研究岩、矿体的磁性为物理基础的。
不同磁性的岩、矿体将产生不同形态和强度的磁异常，井中三分量磁测就是测定磁性岩、矿体在它周围所产生的磁场强度的异常，它测量的是相互垂直的三个分量，即两个水平分量和一个垂直分量，然后对测得的数据进行相应的计算处理，并按照解释需要绘制成相应的图形，最后以此进行推断解释[1]。
进行井中磁测资料处理前应收集如下资料：（1）剖面方位角A ，由三分量磁力仪测得；（2）工区地磁场正常场垂直分量0Z 和水平分量0H ，由正常地磁场测得；（3）三分量磁力仪所测得的五个参数：井的顶角δ、倾斜方位角β、磁场的水平分量X 、Y 和垂直分量Z ，由三分量磁力仪在井中测得。
这些资料都作为三分量磁测的原始资料，然后对它们进行相应的处理。
进行井中磁测资料处理时，分直井和斜井两种情况。
当井的倾斜度达到某一顶角（一般为5°）以上时，才能保证磁测元件的定向精度，可以作为斜井处理，否则作为直井处理。
斜井比直井复杂，下面介绍斜井的磁测资料处理方法。
1、磁异常垂直分量由于Z 和0Z 方向相同，因此将每点所测的Z 值减去0Z 就得到了磁异常的垂直分量：0Z Z Z ∆=- （1） 2、磁异常水平分量磁异常水平分量H ∆是一个水平面内的向量，可由H 减去0H 求得，这是向量运算。
其中H 可由实测的X 、Y 分量合成，0H 方向为磁北，求H ∆步骤如下：（1）求0H 在x 轴和y 轴上的投影0x H 和0y H ：00sin x H H β=- ,0cos oy H H β= （2）（2）求H 与0H 在x 轴和y 轴上的模差值： 00x X X X X H ∆=-=- ,0oyY Y Y Y H ∆=-=- （3） （3）求H ∆的模值：H ∆（4） （4）求H ∆的方向角ϕ，ϕ角从N 极算起，是沿顺时针方向与H ∆的夹角：ϕθβ=+ （5） 式中的θ角由下列公式算出：||1YX tg - (X 为正，Y 为正) =θ ||1Y X tg --π (X 为正，Y 为负) ||1YX tg -+π (X 为负，Y 为负) ||21Y X tg --π(X 为负，Y 为正) （6）（5）由 H ∆模值和ϕ角即可作出H ∆的矢量图。
磁三分量测井工作总结
磁三分量测井工作总结磁三分量测井是一种常用的地球物理勘探方法，用于获取地下岩石的磁性特征和地层结构信息。
经过一段时间的测井工作，我对磁三分量测井方法有了更深入的了解，并在实践中积累了一些经验。
在此，我将对磁三分量测井工作进行总结。
首先，磁三分量测井的原理是基于地球磁场与地下岩石磁性特性之间的相互作用。
通过测量地磁场在三个方向上的分量，可以计算出地下岩石的磁性参数，如磁化强度、磁化方向等。
这些参数对于判断地下岩石的性质和勘探矿产资源非常重要。
其次，在实际操作中，需要注意以下几点。
首先是测井仪器的选择。
不同的测井仪器具有不同的测量范围和精度，根据实际需求选择适当的测井仪器非常重要。
其次是测井数据的处理与解释。
磁三分量测井数据通常需要进行滤波、校正和解释等处理，以获得准确的地层信息。
最后是现场操作的规范性和安全性。
在进行磁三分量测井时，需要严格遵守操作规程，确保工作的安全性和准确性。
在实际的磁三分量测井工作中，我遇到了一些挑战，但也取得了一些成果。
首先，在某次测井工作中，我成功地获取了一处矿产资源的磁性特征和地层结构信息，为后续的勘探工作提供了重要的参考。
其次，在另一次测井工作中，我发现了一处地下断层，这对于地质构造分析和资源勘探有着重要的意义。
这些成果进一步验证了磁三分量测井方法在地质勘探中的重要性和可行性。
在总结中，我还发现了一些需要改进的地方。
首先是对磁三分量测井原理和方法的深入学习。
虽然我已经掌握了基本的操作技能，但仍有待进一步提高自己的专业知识水平。
其次是加强与其他测井方法的综合应用。
磁三分量测井与其他测井方法相结合，可以提高地质勘探的精确性和可靠性。
最后是加强团队合作和沟通。
在测井工作中，团队的合作和沟通非常重要，可以提高工作效率和准确性。
总之，磁三分量测井是一种重要的地球物理勘探方法，能够提供地下岩石的磁性特征和地层结构信息。
在实际工作中，我通过不断的学习和实践，不断提高了自己的技能和经验，并取得了一些成果。
磁三分量测井与JCC3-2(A)高精度磁三分量测井仪
上海地学仪器技术资料 三个磁分量传感器测得的磁信号和三个重力传感器测得的重力分量信号经
放大和调理后送 A/D 变换器，CPU 对这些信号分别进行采集。CPU 采集的数据 经过处理得到三个磁场分量原始数据和与定向计算有关的角度数据，送到编码调 制电路，信号经过波形调制和长线驱动电路再送到地面。仪器内还设置了一个测 温电路用于井温和仪器内部温度监测，温度信息用于补偿测量电路的温漂和指示 仪器是否使用在保证精度的温度范围中。由于是采用重力加速度传感器来定位， 测量结果可以同时兼得轴向和垂向两个应用坐标系的分量数据。
采集测量，这时测井软件可以按所设深度间隔自动采集每点数据。自动采集时，
要确保绞车下放速度均匀缓慢，不可以用空档下放绞车。保证下放速度均匀是为
了防止井下仪在孔内晃动造成定位不准而影响分量测量的精度。测井软件提供了
删除一行和标记为检查数据的功能。一个测井数据文件中标记为检查数据的行是
不处理到成果图件中去的。如果测量是从井底往上进行，成果处理前要进行排序
标定方法从略。 六、注意事项
每次测井结束都要对仪器进行清洗。仪器上接头处要保持清洁，拆卸电缆头 时要先擦干外面的水及泥浆，仪器平放在地上拔出电缆头，防止水及泥浆流到仪 器接头里。
七、仪器连线 1 芯 电源+200V 2 芯 电源 0V，信号 0V 3 芯 信号 双极性 脉冲±12V 4芯 空
两水平分量的夹角。 8. ΔH′:实测水平分量的模与当地正常场水平分量H0的模之差。
ΔH′=│H│-│H0│ 9. ΔT: 用ΔH 和ΔZ 合成的矢量的模，ΔH 是水平方向左负右正的矢量，Δ
Z 是垂直方向，上负下正的矢量。I 是ΔT 矢量与ΔH 的夹角。ΔT 的模长 和矢量在资料都已图示出来。 10.ΔT⊥,ΔT∥,I⊥,I∥ :分别是ΔT矢量在横剖面和纵剖面的投影及投影矢量 与水平面的夹角。横剖面是指垂直矿体走向的剖面图，一般就是勘测剖 面。纵剖面既是和横剖面垂直的剖面（顺着矿体的走向方向）。我们定义 其方向与横剖面方向符合左手定则，纵剖面（左手拇指）—横剖面（左 手食指）—垂向（左手中指）。 井中磁三分量得到的信息比较丰富，各种资料都包含空间方向的信息，在 解释应用中要充分考虑到这些信息是空间分布的，这样才能正确利用这些信 息。井下磁三分量测井得到的参数精度除了本仪器有关外，还和钻孔的倾斜方 位密切相关。确定钻孔倾角方位角在磁性矿区目前唯一的方法就是选用具有自
井中三分量磁测误差分析与精度提高方案
东 国 土 资 源 ２ ０ １ ４年 １ ０月
井中三分量磁测误差分析与精度提高方案
郭文建１， 丰莉１， 郝广成２
（ １ ． 山东省第五地质矿产勘查院， 山东 泰安 ２ ７ １ ０ ０ ０ ； ２ ． 山东省第一地质矿产勘查院， 山东 济南 ２ ５ ０ ０ １ ４ ）
［ ８ ］ 。２ ０ １ ０年， 中色地科矿产勘查股份有限公司对 ｎ Ｔ
磁测系统测量精度较低， 只能用于寻找磁性较强的
４５ ］ 矿床， 使其在实际应用中受到一定的限制 ［ 。为
了扩大井中三分量磁测系统的应用范围， 笔者在多 年从事井中三分量磁测工作的基础上， 根据自己对 该系统的了解和掌握程度， 提出精度提高的改进实 施方案。
图４ 定向结构改造前后对比图
５ ° 夹角 感测量元件方向与磁场水平矢量方向呈约 ４ 时， 所测得的磁场分量数值在 ６ ０ ０ｎ Ｔ范围内变动， ３ ８ｎ Ｔ 。对该测量数据进行 经计算， 测量中误差为 ２ ３ ０点平均后， 波动范围降低至约 １ ０ ０ｎ Ｔ ， 测量中误 差为 ４ ７ｎ Ｔ 。经计算， 更多的数据点平均方式就可以 显著提高测量精度。由于该探管测量数据为连续测 量， 一般在井下 １ｍ 可获得 １ ０～ １ ５个磁三分量数 据， 多点平均数据进行资料处理一般不会影响异常 形态的分析， 却可以大幅度减少测量误差， 在实际运 用中是切实可行的。值得说明的是： 在现场井中磁
井中三分量磁测作为一种磁铁矿等磁性矿产的 勘探手段， 利用其所测的井孔位置处的磁场垂直分 量、 水平分量， 结合地面磁异常判断磁异常地质体的 性质及其形态、 位置， 对预测井孔旁侧及深部盲矿体
１３ ］ 起到较重要的作用 ［ 。但是由于现有井中三分量
１ ． ２ 仪器设备发展与现状 较早时期使用较多的是依据重力定位的单向垂 直分量自定位系统， 可对井孔内垂直分量进行测量。 ２ ０世纪 ７ ０年代重庆地质仪器厂生产的具有 ２个自 水平 Ｘ ， Ｙ 由度的测量探管， 其 Ｚ分量指向铅垂方向， 分量分别指向探管倾斜方向或与之垂直的方向， 完 全依靠精密机械系统保持测量传感器的空间坐标位 置。测量数据比较可靠， 但仪器本身结构复杂， 受震 动易损坏。２ ０ ０ ５年， 重庆地质仪器厂对三分量磁力 仪进行了改进， 完全舍去了机械定位方式， 依靠单片 计算机即时解算固定在探管上的三分量磁测元件与 井孔方位之间的关系， 换算后直接给地面主机输出 相当于原来定位方式下的 Ｘ ， Ｙ ， Ｚ分量数值。按照 厂方 给 出 的 参 数： 分辨力 ≤５ｎ Ｔ ， 转向差 ≤３ ４ ０ ７ ２ ５ ； 修订日期： ２ ０ １ ４ ０ ９ ０ ５ ； 编辑： 陶卫卫 作者简介： 郭文建（ １ ９ ７ ２ —） ， 男， 山东菏泽人， 工程师， 主要从事地球物理勘探工作； Ｅ ｍ ａ ｉ ｌ ： ｇ ｕ ｏ ｗ ｅ ｎ ｊ ｉ ａ ｎ ２ ０ ０ ９ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ 。
三分量感应测井系统的理论研究
・开发设计・三分量感应测井系统的理论研究3闫敏杰 党瑞荣 袁阿明 谢 雁(光电油气测井与检测教育部重点实验室(西安石油大学) 陕西西安)摘 要:常规感应测井仪器只有Z方向的线圈,只能测量水平方向的平均电阻率。
三分量感应测井系统分别在X、Y、Z三个方向布置三组相互垂直的发射-接收线圈对,可直接测量地层的水平电阻率和垂直电阻率,通过测量两个交叉分量还可得出地层的倾角和方位,从而可以为储层评价提供更准确的信息。
文章设计了三分量感应测井系统的线圈系布局结构和排列方法以及线圈系的聚焦方式,主线圈系采用了发射聚焦方式,交叉线圈采用了接收聚焦方式。
通过线圈系匝数和距离的选取以及几何因子的计算,各向异性地层中的正、反演的研究及求解,提高了线圈系的水平探测深度和纵向分辨率,使三分量感应测井系统的探测性能达到最佳。
关键词:三分量;聚焦方式;几何因子;分辨率;探测性能中图法分类号:P631.8+11 文献标识码:B 文章编号:100429134(2009)01200092040 引 言感应测井是一种重要的测井方法,但长期以来,感应测井的基本理论是建立在均匀无限大地层假设基础上的[1],线圈系的轴线与井轴是平行或重合的,只能给出水平方向的一维电阻率,很容易低估储量,漏测储层[2]。
K lein验证并给出了常规测井仪器低估和漏测储层的实际事例[3～5]。
产生这种现象的原因是传统感应测井仪不能描述砂泥岩构成的薄交互储层所体现出的电各向异性的特性,仪器对这种薄交互储层给出的测量结果体现的是低电阻率特性,漏掉了高电阻率的油气储层。
三分量感应测井系统采用了轴线为X、Y、Z三个方向的线圈系,可给出水平电阻率和垂直电阻率,二者的比值可准确地描述地层的电各向异性的特性,对砂泥岩构成的薄交互储层,水平电阻率和垂直电阻率将有明显的差异,其中垂直电阻率体现的是高电阻率的油气层。
这就为储层的准确评价提供了重要的依据。
我国许多油田为低产、低渗、低阻油田,地质结构复杂,各向异性特性明显,而且随着钻井技术的进步及高效开采油气资源的背景需求,斜井、水平井的数目日益增多,对测井技术也提出了越来越高的要求,传统的感应测井技术遇到了新的挑战。
井中三分量磁法测量方式的研究
害 ｒ｛．这 种 测 方式 会 大 大增 加测 量 的时 间 ，由于探 管
区域 内 的岩浆 岩 多 为 中性 闪 长 ｌ山．、石 英 闪 长 岩 、闪 长玢
在 孔 １人Ｊ［ｒ，ｊＮ，ｊ‘问 越 Ｋ，发 生 下 女 、卡孑Ｌ的 概率 就 会 越大 ，造 岩 、石 英 闪长 玢岩 等 ．岩 体 多 为燕 【ｌｌＩ期 侵 入 ，一 般 为 巾浅 ～
或 者 有 磁性 矿 物 的 多 金 属 矿 床 ，根 据 数 据 曲线 罔 町以发 丁连 续 测Ｊ｛！的深 度进 行 对 比：第一 次上采 使 川 ５００ｍ／ｈ间 隔
现 计旁 阿矿 、预 报 ＂底 盲矿 、协 助推 断矿 体 的 分 布特 征 、规 １ ｍ的连 续 测 结 束 后 一 次 使 用 ７００ｍ／ｈ和 ｌ０００ｍ／ｈ间 隔
１．前 言
成测 ｔｆ：￣Ｆ敝 ，从而 ｒ 能 造 成一 定 的 济损 失
由 丁 国 民经 济 发 展 埘矿 产 资源 的需 求 ，找 矿 变 得尤 为
３。野 外数 据 采集 以及 处 理方 式
重要 ，ｆⅡ浅 部 的矿 产 资源 开发 儿近 殆尽 ，发现新 的地 衷矿 的
本 次最 测 量方 式 的 选择 主 要 以 前欧 盘 预测 区较 为安
是地 球 物理 勘 探 巾 以单孑Ｌ的磁测 数 据就 可 以实现推 断磁性 蚪仪 ：本次研究首次采集保持原来的测量方式 ，间隔 ｌｍ的
矿 体 分 布情 况 的一 种 较 有 效方 法 ，主 要 川 来 寻找 磁铁 矿 床 点 测 ， 尽 放 低 速 度 使 得 采 集 点 深度 尽 量 接 近 整数 以便
模 以 许指导 钻探 等 ：
１ ｎ 的速度 进 仃连续 测 ～
２．三 分量 通常 的测 量方 式及 问题
三分量磁测井
井底异常
图11分别为北倾顺层磁化、南缓倾及垂直磁化条件下薄板体上方不同位置钻 孔的ΔZ、ΔH曲线。由此可见ΔZ曲线负开口、而ΔH正开口，继续钻进一般不 能见矿；ΔZ曲线正开口、而ΔH负开口，见矿可能性较大；ΔZ、ΔH曲线都正 开口、或都负开口，则不能确定，要结合其它资料判断矿体的产状及结合磁 化方向具体分析。当所测井段异常仅出现逐渐变化趋势，因异常段太短难以 判断时，则应继续钻探。
ZK2302
该孔分别在475米及690米 处出现两处强异常，对应 钻孔揭露含铜磁铁矿体、 磁铁矿体。其中第一次钻 进至688.90米,实测至 685.36米，ZK2302孔深部 ΔZ曲线在620-660为正开 口,660-685转为跳跃状, ΔH′640-665米为正开 口,665米以下出现急剧变 化;从两曲线看应为接近磁 性矿体的磁场变化特征;用 ΔZ—ΔH′合成矢量图,在 660-670附近矢量收敛;利 用上部相对光滑段数据做 孔底见矿深度计算（薄板 切线法）钻进深度已至矿 顶(见图12)
以上两种情况都是受二度体上端（即矿头）负磁荷面影响的曲线特征；矿尾 （下端）则是受正磁面影响的磁场特征，其形态正好与之相反，ΔZ曲线一般呈 正S形。
等轴状三度体
钻孔在北时ΔZ曲线呈先负后 正的近似反对称曲线（即似正 S形曲线），钻孔在南时ΔZ曲 线呈先正后负的近似反对称曲 线（即似反S形曲线），正东 西向ΔZ曲线呈现近似水平轴 对称曲线（即近似C型曲线）。 而东西两侧对称位置的钻孔所 测得ΔZ曲线完全一致，ΔY （除正南北ΔY=0）曲线形态 在东西两侧则正好相反，这时 ΔH所指方向即矿体所在方位。 的如图9、10所示，是用球体 模型计算的理论曲线（以球心 为原点，磁北为正方向，钻孔 所在位置的方位角(顺时针)为 φ,磁倾角i=45°）。
井中三分量磁测资料处理
N
N
ΔZ
ΔT⊥
J
J
中国地质大学(北京)测井实验室 邹长春制作
三、井中磁测解释基础
(4)根据ΔT⊥矢量图可确定矿顶、矿尾位置
横剖面内的ΔT⊥矢量延长线交与矿 顶，呈明显收敛状态；矢量的尾部延 长线交于矿尾，呈发散状态。
中国地质大学(北京)测井实验室 邹长春制作
一、井中磁测概况
目前国内主要软件 1、SURFER 2、中国地质大学(武汉) 井地磁测资料联合反演 3、中国地质大学(北京)
井中三分量磁测软件--MagLogPlot
4、北京勘察技术工程有限公司 井中三分量磁测软件 井地磁测资料联合反演
陈天振; 李卫花; 徐遂勤; 梁子建; 武秀江 地球物理学进展
2008-06
熊选文; 邹长春
物探与化探
2008-12
邹美玲; 陈红; 蔡耀泽
地质装备
2009-08
何琪,刘金战
现代商贸工业
2009(18)
王庆乙; 李学圣; 徐立忠
物探与化探
2009-06
战双庆; 刘冬节
安徽地质
2009-09
中国地质大学(北京)测井实验室 邹长春制作
((44))计计算算ΔΔTT、、ΔΔTT⊥⊥、、ΔΔTT∥∥
N
ΔH⊥
A
ϕ
O
ΔH // JJJK ΔH
O
JJJJK ΔT⊥
ΔZ
ΔT = ΔH 2 + ΔZ 2
ΔH ⊥
ΔT⊥ = ΔH⊥2 + ΔZ 2
ΔT// = ΔH //2 + ΔZ 2
井中三分量磁测找磁铁矿中应用的一个实例
图 ’" #$!%& !!(!" 矢量图
矿为东西走向。此时若是把曲线当成了一个合并的 异常， 用特征点法可以计算出 #$ % &’ ( 段， 在南 "’ ( 处有矿体存在； )’’ % )*+ ( 段南 $’ ( 有矿体存 在。此时 似 乎 合 并 与 分 离 解 释 发 生 了 矛 盾； 通过 （ 图 #） 和 !!,!" 参量图 （ 图 +） ， 认为 !!,!" 矢量图 矿体为东西走向， 多层， 斜磁化， 结合地面磁异常， 可 确定钻孔位于矿体的西北角。通过以上分析， 认为 可以把复杂的形态通过合并、 分解化为简单地质体 万方数据 进行处理， 使问题得以解决。图 * 中的 +’ ( 处的薄
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H
Y
H0 H源自YYH 0Y
H0X
X
X
O X
X arctan | | Y arctan | X | Y arctan | X | Y X 2 arctan | | Y
( Y 正，X 正) ( Y 负，X 正) ( Y 负，X 负) ( Y 正，X 负)
Z | H '
井中磁测参数计算
计算ΔX、ΔY、ΔZ
X→Y、 Y→X
N
H0
H
Y
H
Y
Y
H 0Y
X X H 0 x
Y Y H 0 y
Z Z Z 0
H0X
X
X
O X
井中磁测参数计算
计算ΔH、φ
H X 2 Y 2
N
坐标系统
重庆 厂 JCX-3 井 中 磁 力仪采用右手坐标系统， 传统井中磁测解释技术 采用左手坐标系统。
井中磁测参数计算
计算ΔH‘、ΔT‘ 将钻孔当作直孔处理
H=
X 2 Y 2
H ' H H 0
Δ Z=Z-Z0
T ' H '2 Z 2
O
H '
T '
Z
' arctan |
三分量磁测井资料简介
2014.3
JCX-3型三分量井中磁力仪
• • • • • • • • • • • • • · 测量范围：-99999nT～+99999nT · X、Y磁敏元件转向差≤400nT · Z磁敏元件转向差≤300nT · 倾角测量范围0～45°，误差小于0.2° · 方位角测量范围0～360°，误差小于2°(倾角≥3°) · 线性度≤2‰ · 数字输出，更新速度≥3次/秒 · 探管外形尺寸：φ40×1400mm · 测量井深≤2000m · 探管耐压≤150kg/cm2 · 配用电缆：4芯铠装电 · 仪器工作电源：DC12V/200mA · 工作环境：温度：0～70°; 湿度：90%(40℃)
实测钻孔资料
• 铜录山ZK3904 • 铜录山SJZK2 • 铜录山ZK2302
铜录山ZK3904 ΔZ、ΔH′异常曲线在 840米-980米显示有 旁侧异常，ΔZ呈S型、 近对称、负极值强度 略大于正极值，ΔH′呈 反C型、异常部分主 体为正值，ΔH′-ΔZ矢 量发散；推断此异常 为磁性体北下端异常 (即矿尾异常)，磁性 体底部埋深约920米， 距钻孔水平距离约20 米，位于钻孔南
判断矿体的产状
（1）分析磁异常形态特征
• 近矿钻孔的△Z和△H异常曲线与矿体产 状有关。以顺层磁化北倾与垂直磁化南 倾矿体为例。 图a为顺层磁化的北倾矿体; 图b为垂直 层面磁化的南倾矿体。可从△Z和△H异 常曲线形态来分析判断其产状。
•
磁异常形态 与产状有关 可从△Z和 △H异常曲 线形态来分 析判断其产 状。
近南北走向 走向两侧的钻孔其ΔZ曲线与垂直磁化相当，垂直磁化二度体曲线如图7，可看 出垂直磁化时只要相对钻也位置一样，即使产状不同，ΔZ曲线形态仍相近。这 时可利用ΔH曲线断判矿体所在方位，ΔH曲线零值以上极值对应的方向即矿体 所在方位。 以上两种情况都是受二度体上端（即矿头）负磁荷面影响的曲线特征；矿尾 （下端）则是受正磁面影响的磁场特征，其形态正好与之相反，ΔZ曲线一般呈 正S形。
ΔZ曲线在480-710米段呈反S形异常，ΔH′呈以负值为主的似不对称反S形； 根据形态及定量计算推断认为：些异常为一旁侧磁性体上端的反映、钻孔 相对磁性源上端位置为东偏南，深度约590-600米，水平距离约35米。在此 主体异常上于540-545米叠加了一剧烈跳动的局部异常，推断为钻探漏掉的 微薄层磁铁矿体。
利用矿体内磁场定产状
对于无限延深薄板体,矿层的内磁异常△T内总垂直 板面。 测出△Z内和△H内,计算倾角β。 β＝tan-1（△H内/△Z内） 考虑了钻孔影响即可估算出矿体产状。
图1向北缓倾，垂直分量ΔZ负、水平分量ΔH正。-
+
图2向北陡倾，垂直分量ΔZ正、水平分量ΔH负。+ 图3向南倾，垂直分量ΔZ负、水平分量ΔH负。- （陡倾？γ＞0,地层倾角大于地磁场倾角）
等轴状三度体 钻孔在北时ΔZ曲线呈先负后 正的近似反对称曲线（即似正 S形曲线），钻孔在南时ΔZ曲 线呈先正后负的近似反对称曲 线（即似反S形曲线），正东 西向ΔZ曲线呈现近似水平轴 对称曲线（即近似C型曲线）。 而东西两侧对称位置的钻孔所 测得ΔZ曲线完全一致，ΔY （除正南北ΔY=0）曲线形态 在东西两侧则正好相反，这时 ΔH所指方向即矿体所在方位。 的如图9、10所示，是用球体 模型计算的理论曲线（以球心 为原点，磁北为正方向，钻孔 所在位置的方位角(顺时针)为 φ,磁倾角i=45°）。
Z
H
二度体（顶端、矿头）
近东西走向
ΔZ在两侧均呈反S型，顺层 磁化时（γ=0°）型态完全 一致，随着γ增加矿体南侧 钻孔ΔZ以正极值为主，而 北侧钻孔则以负极值为主。 ΔH曲线顺层磁化时 （γ=0°），南侧钻孔ΔH以 正极值为主，北侧钻孔则以 负极值为主；至γ=90°型 态呈完全一致的正S型。利 用ΔZ和ΔH曲线相互配合， 即可断判钻孔位于哪一侧。 水平距离X＝D*cos(γ)/2 γ=arcsin((ZmaxZmin)/(Zmax-Zmin))
井中磁测参数计算
计算ΔH⊥、ΔH∥
N
H
H H cos( A)
H|| H sin( A)
H //
A
O
H
简单规则形态磁性体的初步解释 (1)点磁极
ΔZ
+ ΔH
+
-
ΔH
+
Z
ΔZ: 反“S”形曲线；矿顶深度处ΔZ=0；钻孔与矿顶的水平距离：x=0.707D1
ZK2302 该孔分别在475米及690米 处出现两处强异常，对应 钻孔揭露含铜磁铁矿体、 磁铁矿体。其中第一次钻 进至688.90米,实测至 685.36米，ZK2302孔深部 ΔZ曲线在620-660为正开 口,660-685转为跳跃状, ΔH′640-665米为正开 口,665米以下出现急剧变 化;从两曲线看应为接近磁 性矿体的磁场变化特征;用 ΔZ—ΔH′合成矢量图,在 660-670附近矢量收敛;利 用上部相对光滑段数据做 孔底见矿深度计算（薄板 切线法）钻进深度已至矿 顶(见图12)
井底异常
图11分别为北倾顺层磁化、南缓倾及垂直磁化条件下薄板体上方不同位置钻 孔的ΔZ、ΔH曲线。由此可见ΔZ曲线负开口、而ΔH正开口，继续钻进一般不 能见矿；ΔZ曲线正开口、而ΔH负开口，见矿可能性较大；ΔZ、ΔH曲线都正 开口、或都负开口，则不能确定，要结合其它资料判断矿体的产状及结合磁 化方向具体分析。当所测井段异常仅出现逐渐变化趋势，因异常段太短难以 判断时，则应继续钻探。