[发明专利]井中磁场三分量梯度测量对井外磁性体定向、定位的方法

说明书

技术领域

本发明涉及地球物理磁法勘查领域，具体涉及一种井中磁测可对井外发现的磁性矿体进行全方位定向的方法。

背景技术

井中磁测是以钻井作为找矿通道，深入地下，对井外空间进行找矿。它是一种能真真深入地下，进行深部找矿的有效方法。

当在井中发现井外有磁性矿体的存在时，应对磁性矿体进行定位，即确定矿体的埋深，相对于钻井的方位，以及离钻井的距离。

对于井中三分量磁测系统，可由垂直分量异常确定矿体的埋深与钻井的距离；由正常水平分量确定钻井方位，由水平分量异常确定矿体相对于钻井方位。

遗憾的是，现有非磁原理的井斜仪，其测斜精度过低，误差可达±2°～±5°。这样，在东西方位取值地磁正常场误差过大，导致水平异常场不能对东西方位磁性矿体定向。

所谓磁异常，是将实测磁场值扣除地磁正常场值后，余下的磁场值。对于两个水平分量磁异常值ΔH_x和ΔH_y来说，有

ΔH_x＝H_x-H_ox    (1)

ΔH_y＝H_y-H_oy    (2)

式中，H_ox和H_oy分别为x、y方向地磁正常场值。

当井斜方位角为A时，x、y方向地磁正常场分别为：

H_ox＝H_ocosA    (3)

H_oy＝H_osinA    (4)

在井斜方位角有ΔA误差时，地磁正常水平场的误差为：

ΔH_ox＝-H_osinA·ΔA    (5)

ΔH_oy＝H_ocosA·ΔA     (6)

由于现有非磁原理测斜仪有方位误差ΔA＝±2°～±5°，如在北京地区正常水平磁场H_o＝3000nT，当井斜方位角A＝90°时，由(5)式可知，正常场误差ΔH_ox＝±1000～±2500nT。如此大的背景误差，将导致水平异常场不能对井外矿体全方位的定向。

发明内容

井中三分量磁测对矿体的空间定向，是依靠水平磁异常ΔH的矢量方向来确定的。目前，由于非磁原理的井斜方位测定欠准，水平磁异常受到正常水平磁场取值的严重干扰，导致钻孔东西两侧矿体无法定向。为克服上述缺陷，本发明提出了一种通过井中磁场三分量梯度测量对井外磁性体进行全方位定向的方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种井中磁场三分量梯度测量对井外磁性体定向的方法，其步骤包括：

步骤A、对井外磁性体进行定向：

A1，通过安装有上、下三分量磁测元件的下井探管在钻井中测量井轴方向的轴向磁场三分量与轴向重力三分量，并将轴向磁场三分量转换为大地坐标的垂向磁场三分量，所述垂向磁场三分量包括磁场水平分量H_x上、H_y上、H_x下、H_y下和磁场垂直分量Z_上、Z_下；

A2，通过步骤A1测得的垂向磁场三分量求取磁场三分量垂向梯度，所述磁场三分量垂向梯度包括水平磁场垂向梯度H′_x、H′_y和垂直磁场垂向梯度Z′；

A3，通过步骤A2所得的水平磁场垂向梯度求取水平磁场垂向梯度矢量的模量以及梯度矢量与井轴方向的夹角；

A4，求取磁异常区井轴方向的方位角：

A5，对磁性体定向：先求取各测点水平磁场垂向梯度矢量的方位角，在各测点中，选定模量最大的方位角，其相反方向即为磁性体的定向方向；

步骤B、对磁性体定位；

B1，将井中实测的各测点水平磁场垂向梯度分别进行定向投影，分别求取各测点定向方向和垂直于定向方向的水平磁场垂向梯度；

B2，通过各测点定向方向和垂直于定向方向的水平磁场垂向梯度以及步骤A2中垂直磁场垂向梯度求取总场梯度投影矢量T′_⊥、T′_||以及投影矢量的倾角α_⊥、α_||；