Апаратура методу МС

Магнітна сприйнятливість гірських порід може бути виміряна двома принципово різними способами: по зміні індуктивності соленоїда і величині реактивної складової напруженості вторинного магнітного поля.

Дослідження розрізів свердловин методом МС здійснюється апаратурою КМВ, АМК-3 і комплексною апаратурою ЕМК-1, КМК і ТСМК-40.

Апаратура типу КМВ розроблена на основі мостової схеми. Міст живиться струмом частотою 1 кГц від електронного генератора через трансформатор. Напруга розбалансу моста надходить на підсилювач, потім на фазовий випрямляч для випрямлення реактивної складової поля, далі через фільтри подається на прилад, що реєструє. Свердловинний прилад живиться від генератора струмом частотою 50 Гц, анодна напруга знімається з випрямляча. Фільтри призначені для поділу живильної і вимірювальної ланцюгів.

В апаратурі КМВ застосовуються два датчики: перший чутливий – для вимірів у слабомагнітних породах і рудах; другий грубий – для вимірів у сильно магнітних рудах. Чутливий датчик довжиною 20 см з феритовим сердечником має високу індуктивність при низькому омічному опорі (велика добротність датчика). Його чутливість складає 3-5 мільйонних частинок одиниці. Довжина грубого датчика 12 см, індуктивність його порівняно невелика (мала добротність датчика). Датчики поміщені в заповнений маслом неметалічний кожух.

Масштаб запису кривих c_еф встановлюється за даними еталонування апаратури на моделях з матеріалів з відомими значеннями магнітної сприйнятливості (наприклад, з магнетиту, магнетиту з гіпсом).

Масштаб запису кривих МС обчислюється за формулою:

, (2.37)

де K=40·π·n – коефіцієнт соленоїда (п – число витків, що приходяться на 1 см довжини соленоїда); I – сила струму; l – величина ефекту, що спостерігається, від градуйованого соленоїда.

Масштаб глибин кривих χ_ефпри детальних дослідженнях розрізів рудних свердловин складає 1:50 або 1:25. Оптимальна швидкість запису кривих МС порядку 1000-1500 м/с.

Свердловинний прилад стабільно працює при температурі до 60°С.

Криві методу МС

Однорідні пласти на кривих χ_еф відзначаються симетричними аномаліями щодо їх середини (Рис. 2.24). Характерні значення χ_еф приурочені до середини пласта – максимальні при магнітній сприйнятливості пласта більше магнітної сприйнятливості вміщуючих порід χ_п>χ_вм, мінімальні при χ_п<χ_вм. У малопотужних пластах (h<1_с, де 1_с– довжина датчика) криві χ_еф мають два максимуми з мінімумом у центральній частині кривої.

1 – h₁; 2 – h₂; 3 – h₃; 4 – h₄; 5 – h₅

Рисунок 2.24 – Криві ефективної магнітної сприйнятливості гірських порід при різній товщині

Границі шарів достатньої потужності (h>21_с)визначаються точками, де величина сигналу дорівнює половині його максимального значення Δχ_max/2, тобто потужність таких пластів визначається шириною аномалії на рівні половини її максимального значення Δχ_{п max}. З зменшенням потужності пластів точки з координатами Δχ_{п max}/2 зміщаються щодо границь пласта в бік вміщуючих порід.

Області застосування методу МС

Метод магнітної сприйнятливості найбільш ефективний при дослідженні розрізів свердловин, пробурених на магнетитових і титаномагнетитових родовищах. Його можна застосовувати також для виявлення в розрізах свердловин скупчень бокситів, марганцевих, хромітових, нікелевих, сидеритових і олов’яних руд.

Основні геологічні задачі, розв’язувані методом МС при вивченні розрізів свердловин, складаються в літологічному розчленовуванні розрізів і їх кореляції, виділенні рудних зон, визначенні змісту заліза в магнетитових рудах, одержанні даних про величину магнітної сприйнятливості порід для інтерпретації аномалій магнітного поля, відзначених магніторозвідкою.

Літологічне розчленовування розрізів свердловин за методом МС базується на різній магнітній сприйнятливості порід. Найбільші величини χ_П характерні для магнетиту і титаномагнетиту, за ними йдуть ультраосновні породи (габро, діабази, порфірити й ін.), потім кислі породи (граніти, гранодіорити). Найнижчими значеннями χ_п володіють карбонатні і гідрохімічні осадки.

Виділення в розрізах руд базується на їх високій, порівняно з вміщуючими породами (глинами, піщаниками, карбонатами), магнітної сприйнятливості. Процентний вміст заліза в рудах визначається по залежності величини магнітної сприйнятливості від кількості магнетиту, що міститься в них.