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。

测量范围±65000nT

分辨率 0.1nT

6.2.3 测量方法技术要求

该方法尚无国家或行业标准，测量方法技术等可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720m/h

测量精度：20 nT

采样间距：8～10cm

2、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、基点选择和正常场的确定

在井场附近，其周围20～30米范围内无磁性干扰，建立校对仪器用的分基点，该点应与工区地面磁测基点联测，推算工区正常场值。

4、所测钻孔应是斜孔，其斜度需大于1°。其它如深度控制、重复测量长度、深度比例尺、横向比例尺、对钻孔和提升设备的要求和安全操作等和常规测井曲线基本相同。

5、井场的资料初步验收

)()(*T Kmag Mag T Mag ⋅=⎪⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛⋅=⎪⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛MagZ MagY MagX M Mag Mag Mag 321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。

6.2.4 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。井中磁场组成一般为⑴地磁场⑵外部地磁场短时变化⑶远处大规模磁体的影响⑷靠近井壁磁性物质的影响⑸井孔退磁效应。为了得到可靠的磁异常各分量和磁化率资料，还需对井中磁测资料进行有关校正。它包括温度校正、探头彼此不垂直的影响校正等。而日变校正（< 10nT ），由于测量在夜间进行，可忽略。

1、磁异常校正

鉴于大陆科学钻探井中磁测受温度影响很大，并且本工作要求磁测精度较高，根据联邦德国KTB 井中磁测的经验，在计算磁异常的各分量之前，还需进行有关的校正。它们主要包括温度校正、探头彼此不垂直的影响校正。

⑴温度校正

根据联邦德国KTB 井中磁测的研究成果，温度校正公式为

其中，Mag(T)--- 井中三分量磁测实际测量值；*

Mag ------ 井中三分量磁测温度校正值；Kmag(T)------ 温度校正系数； T ------- 井中温度值。

⑵探头彼此不垂直的影响校正

KTB 井中三分量磁测探头彼此不严格垂直，其影响校正公式为 其中，MagX, MagY, MagZ 为校正前井中三分量（X ，Y ，Z ）；M 为校正系数；Mag1, Mag2, Mag3为校正后井中三分量（X ，Y ，Z ）。

2、斜孔（并取得较可靠井斜方位资料）的资料整理

（1）磁异常垂直分量曲线图（∆Z ）； （2）磁异常水平分量矢量图（H ϖ∆）或H ϖ

∆在横剖面（垂直异常体走向）和

纵剖面（平行异常体走向）上的投影⊥∆H 、//∆H 曲线图； （3）磁异常总矢量T ϖ∆在横剖面上的投影图（⊥∆T ϖ

）；

（4）

T

ϖ

∆在纵剖面上的投影图（

//

T

ϖ

∆）；

3、直孔或不能取得可靠井斜方位资料的资料整理

（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；

4、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。

6.2.5 井中磁测的解释

从理论上说，可以将现有地面磁测、金属矿井中磁测和其它常规测井的若干解释方法稍加转换后用于大陆科学钻探中的井中磁测。但是，由前面的讨论可知，大陆科学钻探井中磁测与地面磁测和金属矿井中磁测等仍有明显差异，因此系统地研究和建立大陆科学钻探井中磁测的各种解释方法仍是必要的。

应进行的研究包括井中磁测的正演研究、磁性体内磁场的研究、磁异常的处理转换、各种定向解释的方法和定量解释方法等。

（1）井中磁异常的正演研究

为了掌握不同形状地质体在不同磁化条件下的磁异常变化特征，利用解析法和数值法计算和绘制出以钻孔剖面形式表示的各种二度体和三度体磁异常理论量板，并据此总结出一些简易的定性和定量解释方法。

（2）磁性体内磁场的研究

能测量磁性体内磁场是井中磁测的一个主要特点，因此利用内磁场来解决一些地质问题是井中磁测解释工作的一个重要项目。在这方面曾经研究了不同厚度和延伸的均匀磁化水平层的内磁场与磁化强度之间的定量关系和定性解释的基本方法，还研究了薄板状体内磁场与产状之间的关系及用内磁场确定异常体产状的方法。

（3）磁异常的处理转换

利用磁异常的处理转换方法，可以获得磁异常的二次信息，从而进行磁异常的综合解释。处理转换方法包括频率域和空间域方法。例如高通和低通滤波，维纳反褶积等。

（4）井中磁异常的定向解释方法

利用井中磁异常确定磁性体相对于钻孔的方向是解释中最常遇到的问题之一，也是地面磁测中所没有的。已研究的定向方法有以下几种：