Интерпретация магнитных полей, наблюдаемых в скважинах

Задачами интерпретации материалов скважинной магниторазведки являются: определение основных параметров возмущающих объектов – магнитного момента и координат его особых точек с последующим установлением морфологии тела и элементов его залегания. Для интерпретации магнитных полей по скважине используют векторные диаграммы Та, аналитические способы, методы подбора. При комплексной интерпретации объемных магнитных полей с использованием данных других методов предпочтение отдается методам подбора

и моделированию. На рис 12.8 моделировано магнитное поле от наклонно залегающего линзовидного тела для северного полушария Земли. Распределение векторов Т_а от вытянутого тела имеет своеобразный вид. У верхнего конца намагниченного тела вектора описывают «сходящийся веер», направленный в сторону объекта, а у нижнего конца линзы показан «расходящий веер», отмечающий место истока силовых линий. Указанные признаки поведения вееров Т_а совместно с аномальными графиками Z_f являются критериями составления геологического разреза.

скв.1 скв.2 скв.3

Рис. 12.8. Кривые Z_а и Т_а в скважинах от намагниченного

объекта в форме наклонно залегающего линзовидного тела

(по И. Г. Сковородникову)

Интерпретация включает следующие этапы: определение типа аномалии, определение формы объекта, определение расстояния от скважины до рудного тела и его размеров, определение местоположения объекта относительно скважины. При интерпретации результатов скважинной магниторазведки необходимо учитывать, что аномальный объект может располагаться относительно скважины произвольно, поэтому необходимо использовать трехкомпонентные измерения.

При исследовании скважин наблюдаются следующие типы магнитных аномалий: призабойные, связанные с телами, находящимися ниже уровня забоя; боковые, расположенные в стороне от скважины; аномалии пересечения, вызванные телами, пересеченными скважиной; сложные аномалии, включающие несколько указанных признаков.

Рис. 12.9. Типы призабойных аномалий

1 – боковая, 2 – краевая, 3 – центральная

Рис. 12.10. Типы боковых аномалий:

а – прямые тела, б – наклонные тела

При интерпретации призабойных скважин по виду аномалий и системе векторов Т_а устанавливают направление расположения магнитного источника. Оценка ведется по виду кривых для различных скважин (рис.12.9).

Магнитный источник в стороне от ствола скважины на записи имеет вид характерной боковой аномалии. Разновидности боковых аномалий представлены на рис. 12.10. Если скважина пересекает рудное тело, то магнитное поле похоже на типичные аномалии пересечения (рис. 12.11).

Рис. 12.11. Типы аномалий пересечения

Форму объекта легко определить по годографам векторов Та. На рис. 12.12 представлены годографы векторов Т_а для полюса, шара, кругового цилиндра и пластов. Годографы векторов Т_а однозначно определяют форму возмущающего объекта:

вертикальный стержень – лемниската,

шар –– псевдокардиоида,

круговой цилиндр – кардиоида,

пласты – окружность.

Рис. 12.12. Годографы векторов: Та. 1 – полюс, 2 – пласт,

3 – шар, 4 – круговой цилиндр

В качестве примера изучения геологического разреза скважинной магниторазведкой приведем материалы Кольской сверхглубокой скважины. Кольская сверхглубокая скважина, пробуренная в рамках программы «Исследование континентальной коры средствами глубокого бурения», к 1990 г. достигла глубины 12262 м. /17/. Это позволило внести принципиальные коррективы в существующие представления о строении и эволюции протерозойского и архейского комплексов пород земной коры.

Четкая дифференциация магнитных свойств вскрытых скважиной пород способствовала успешному применению скважинной магнитометрии. В разрезе вскрыты крупные массивы магнитных ультраосновных пород.

Скважинные исследования включали комплексные измерения магнитной восприимчивости, трех составляющих индукции магнитного поля, азимута и угла наклона скважины. Геологической задачей скважинной магниторазведки явилось изучение особенностей магнитных свойств пород в естественном залегании и их изменение с глубиной.

Магнитометрические исследования Кольской сверхглубокой скважины, проведенные в интервале глубин 2000 – 12261 м, позволили расчленить разрез скважины по магнитным свойствам, определить элементы залегания магнитных пород и провести сопоставление их по стволам.

Рис. 12.13. Корреляционный геологический разрез Кольской сверхглубокой скважины СГ – 3 в интервале 9400 – 10000 м (по данным Г.В.Иголкиной):

1 – гнейсы и мигматиты; 2 – биотит-плагиоклазовые гнейсы; 3 – порфировидные граниты; 4 – тальк – тремолит-флогопитовые сланцы; 5 – порфировидные граниты; 6 – биотит-плагиоклазовые гнейсы с высокоглиноземистыми материалами; 7 – «молодые» разломы с проявлением диафтореза; 8 – номера стволов; 9 – кривые Z_а; 10 – предполагаемый пласт железистых кварцитов; 11 – пласт железистых кварцитов

Выявлено, что зоны сульфидной пирротиновой минерализации характеризуются наличием пилообразных, сильно дифференцированных аномалий, вертикальная составляющая достигает 1000 – 2000 нТл, а горизонтальная – 2000 – 3000 нТл (рис. 12.13). Установлено, что магнитные аномалии в трех стволах Кольской скважины СГ-3 в интервале 9500 – 11580 м связаны с пластами железистых кварцитов, величина аномалий достигает 14000 нТл. По расположению в различных стволах установленных пластов выделен крупный субвертикальный разлом.