А. Метод электрической корреляции

3.4.1.1. Метод электрической корреляции (МЭК) относится к корреляционным методам скважинной геофизики, главным назначением которых является идентификация разрезов буровых скважин. Наиболее распространена его реализация в скважинах, являющаяся вариантом метода заряда с измерением характеристик электрического поля. Кроме того, применяются поисково-картировочный и шахтный варианты.

В первом случае в скважине, называемой зарядой, помещают питающий электрод А, а по соседней, измерительной, скважине снимают кривые потенциала или его градиента – корреляционные кривые. Если расстояние между зарядой и измерительной скважинами достаточно мало в сравнении с глубиной погружения электрода А, то в однородной изотропной среде точка максимума кривой потенциала или точка перехода через нуль кривой градиента, называемые характерными точками, совпадут с основанием перпендикуляра, опущенного из точки расположения электрода А на ось измерительной скважины, а кривые будут иметь нормальный вид. Если же в межскважинной, заскважинной или подзаборной области имеются достаточно крупные геоэлектрические неоднородности или оказывает влияние анизотропия, то корреляционные кривые соответственно изменяются. В частности, на кривых потенциала могут образоваться точки минимума, дополнительные максимумы, изменится крутизна ветвей. Весьма важной особенностью будет смещение ∆ характерных точек по отношению к точке основания перпендикуляра, называемое аномалией положения характерной точки:

∆= h_x.т – h_оп, (87)

Где h_x.т – глубина по скважине характерной точки;

h_оп – глубина по скважине основания перпендикуляра.

Смещение характерной точки с основания перпендикуляра на проводящее подсечение в измерительной скважине в определенных условиях является признаком его коррелируемости с заряженным подсечением в зарядной скважине. В этом случае в характерной точке кривой определяется потенциал заряженного объекта, что позволяет оценивать размеры последнего.

В случае поисково-картировочного варианта МЭК электрод А последовательно заземляется в точках дневной поверхности, а по измерительной скважине снимаются кривые потенциала. При этом геологические неоднородности и анизотропия соответствующим образом отражаются на корреляционных кривых.

3.4.1.2. МЭК применяется на месторождениях медно-колчеданных, полиметаллических, свинцовых, магнетитовых и других руд низкого удельного сопротивления. Известны примеры успешных работ по МЭК на месторождениях антрацита и термальных вод. Метод может найти применение и при разведке пресноводных потоков (с их подсаливанием).

Основной задачей МЭК является корреляция электропроводных или анизотропных, а в ряде случаев пород с высоким удельным сопротивлением (типа даек), подсеченных скважинами, горными выработками или же выходящих на дневную поверхность и под покровные отложения. В отличие от других видов корреляции геологических и геофизических данных в МЭК получают кривые, непосредственно несущие информацию о строении области, расположенной между коррелируемыми трассами (межскважинная, межвыработочная область, область между скважиной и профилем на дневной поверхности и т.д.). поэтому при производстве работ по МЭК в благоприятных условиях могут быть решены различные задачи, связанные с изучением указанных областей.

При помощи скважинного варианта МЭК решают такие количественные задачи: определение длины выклинивающегося между скважинами рудного тела, определение контура тела в плоскости профиля, оценка размеров рудных тел по одному или нескольким их подсечениям. При помощи поисково-картировочного варианта МЭК определяют направление падения, выявляют области выхода рудных тел, электропроводных и анизотропных наклонно залегающих пород под покровные отложения, устанавливают положение объектов низкого удельного сопротивления относительно измерительной скважины. Если используется прямоугольная сеть заземлений электрода А, то по корреляционным кривым могут быть построены в нужном числе планы изолиний метода заряда. Наблюдения в поисково-картировочном варианте используют также для выбора положения точек заряда при поисковых работах по этому методу (см.3.3.2.).

С помощью МЭК в благоприятных условиях обнаруживаются рудные тела, не подсеченные скважинами и залегающие в околоскважинной (поисково-картировочный вариант), подзабойной (оба варианта МЭК), межскважинной или заскважинной (скважинный вариант) областях. Оба варианта метода используются также для изучения анизотропии. Полноценное использование возможностей МЭК требует предварительного производства каротажных работ, в обязательном порядке включающих каротаж сопротивлений, а также инклинометрию и, желательно, наклонометрию. Обоснованность проектирования, полнота и эффективность интерпретации в МЭК достигаются лишь при учете данных буровой геофизики.

3.4.1.3. В проекте на производство работ по МЭК помимо материалов, определяемых требованиями разд. 2, указывается положение, число и последовательность использования точек заряда в скважинах, очередность съемки кривых, положение заземления В_∞. В случае применения поисково-картировочного варианта, кроме того, намечается число, положение и длина профилей (лучей) и шаг заземления А. проект работ составляется исходя из геологической задачи, физико-геологических условий производства работ, расположения, очередности бурения, кривизны и состояния скважин, положения и характера изучаемых объектов.

При проектировании работ используют планы расположения скважин, геологические профили и крупномасштабные карты, погоризонтные планы, интерпретированные каротажные диаграммы и данные инклинометрии.

Проект работ в процессе их выполнения может корректироваться на основе предварительной интерпретации получаемых материалов.

3.4.1.4. Для производства работ используют, как правило, каротажные станции, позволяющие осуществлять непрерывную запись корреляционных кривых, однако при условии, что входное сопротивление измерительного канала достаточно велико (не менее 2 Мом). В противном случае на корреляционную кривую будет накладываться кривая токового каротажа. Для повышения входного сопротивления измерительного канала целесообразно применять эмиттерные повторители и истоковые усилители.

Схема непрерывной записи корреляционных кривых отличается от схемы каротажа по методу КС следующим: включением компенсатора поляризации непосредственно в цепь измерительного прибора (после приемного коллектора пульсатора в станциях АКС и АКЭС), отсутствием балластного сопротивления в питающей цепи и специфическим расположением электродов. Компенсатор, включенный указанным образом, служит для обеспечения крупномасштабной записи кривых при больших значениях ∆U. Дополнительный компенсатор может быть включен обычным образом (как при каротаже) в случае значительных помех за счет естественного электрического поля и поляризации электродов.

Корреляционные кривые записываются в масштабах глубины 1 : 500 или 1 : 1000 при скорости подъема, не превышающей 1500 – 2000 м/ч. масштабы кривых при измерении потенциала устанавливаются или вычисляются в мОм/см, градиента потенциала – (мОм/м) /см. масштаб кривых находят делением масштаба регистрации на каротажной ленте потенциала или его градиента на ток питающей цепи, а при поточечных измерениях следует воспользоваться формулами из 3.3.2. если потенциал измеряется в милливольтах, а ток – в миллиамперах, то при вычислениях нужно ввести коэффициент 10³. обычно масштаб кривой при измерении потенциала составляет от одного до нескольких десятков миллиом на сантиметр (мОм/см). в случае необходимости производится детализация в более крупных масштабах глубин и сопротивлений.

В тех случаях, когда требуется применить большие точки питания (превышающие максимально допустимые для каротажных станций согласно их паспорту), произвести особо точные наблюдения или же непрерывная запись кривых невозможна, измерения выполняют поточечно с шагом 2 – 10 м и менее при помощи соответствующей аппаратуры. В условиях шахт применяют аппаратуру типа ЭКС, АЭ-72 и, когда это невозможно из-за помех, - АНЧ. Аппаратура АНЧ не позволяет определять полярность корреляционных кривых, которую следует устанавливать при помощи специальных методических приемов. Рекомендуется также аппаратура типа «Лазурит». В некоторых случаях целесообразно применять электроразведочные станции. Для того чтобы разместить точки заряда в зарядной скважине в коррелируемом или каком-либо другом электропроводном подсечении, руководствуясь диаграммами КС, на которые должны быть вынесены результаты комплексной интерпретации, электрод А отпускает сначала ниже подсечения на 3-5 м, затем собирают искательную цепь по принципу токового каротажа и при подъеме определяют точное местоположение электрода. Электрод А можно изготовить из отрезка бурильной трубы длиной 0,5 – 1 м. отпускать его в скважину рекомендуется на каротажном кабеле соответствующей (в зависимости от глубины) марки. В трех случаях, когда устраиваются долговременные заряды, следует использовать провода, применяемые в электроразведке.

При работах по поисково-картировочному варианту МЭК для заземлений А используют штыревые электроды. Обычно применяют радиальную сеть заземлений А, состоящую из восьми лучей с центром на устье измерительной скважины. Реже применяется квадратная сеть. Шаг заземления А составляет 50-100 м. в качестве электрода М используют электрод каротажного зонда, поэтому электрод N должен быть свинцовым. При выполнения работ он, как правило, устанавливается у устья измерительной скважины. Исключение составляют специальные случаи измерений, например при оценке размеров рудных тел. Электрод В относят от измерительной скважины на расстояние, в 10-20 раз превышающее расстояние между зарядной и измерительной скважинами, лучше всего в сторону падения пород. В каждом случае желательно оценивать поле этого электрода в области наблюдений.

При измерении потенциала заряженного тела с целью оценки его размеров заземление N должно относиться на еще большие расстояния. В этом случае могут быть применены специальные приемы как оценки указанного расстояния, так и измерений потенциала, описанные в литературе и позволяющие уменьшить длину линии N.

3.4.1.5. К изоляции цепей при производстве работ по МЭК предъявляются такие же требования, как и в каротаже по методу КС, изложенные в соответствующих нормативных документах по геофизическим исследованиям в скважинах. Особое внимание нужно обращать на утечки из питающих линий в линию М, наличие которых приводит к наложению на корреляционную кривую прямой или зеркальной кривой КС одноэлектродного зонда.

Контрольные измерения производят в объеме 5 – 10 %. Расхождения по контрольным измерениям не должны превышать ±5%. Кроме того, контрольные измерения обязательны в тех случаях, когда полученные корреляционные кривые имеют необычный вид (прямолинейная форма, ступени, острые локальные или, напротив, тупые, растянутые экстремумы, кратные экстремумы и т.д.)

Предварительно должна быть выполнена проверка аппаратуры и оборудования на исправность, а также всех линий установки на утечки.

Положение характерных точек корреляционных кривых должно определяться с погрешностью, не превышающей 1-2 м, в зависимости от глубины скважин и масштаба записи.

При выполнении работ по МЭК для обеспечения безопасности следует руководствоваться требованиями соответствующих нормативных документов по электроразведочным работам (см. 3.1.10.) и промысловой геофизике.

3.4.1.6. При производстве МЭК кривые градиента потенциала снимают в тех случаях, когда запись кривых потенциала становится невозможной из-за помех, а также при детализации с целью расчленения широких (тупых) зон максимума потенциала.

3.4.1.7. Нормальные корреляционные кривые являются плавными, чаще всего вне зависимости от протяженности имеют один максимум потенциала, резкие экстремумы и изрезанность на них отсутствуют. Характерные осложнения кривых, однако не нарушающие их плавного вида, могут быть связаны с непосеченными измерительными скважинами или выклинивающимися рудными телами. Результаты наблюдений бракуются, если не узнана или неправильно определена полярность кривых, в случаях низкой точности измерений, недостаточного контроля, искажений за счет утечек, низкого входного сопротивления измерительного канала и различных помех, ошибок в привязке по глубине и на местности, низкой чувствительности приемной цепи, слишком мелкого масштаба регистрации, небрежного оформления документации.

Материалы измерений подвергаются предварительной обработке, куда входит вычисление масштаба, обводка кривых, разбивка глубин, выделение характерных точек, точек минимума, определение их глубин, оформление паспортов кривых (прил. 101).

3.4.1.8. Интерпретация предшествует графическая подготовка материалов, которая состоит в изготовлении соответствующих графических основ и определении положения точек основания перпендикуляра, если скважины имеют значительные азимутальные искривления. Для этого применяют графоаналитический способ обработки результатов инкленометрии, которые служат также для определения линий «границы интерпретации», представляющий собой след на дневной поверхности плоскости, перпендикулярной оси измерительной скважины в низшей точке измерения.

Интерпретация результатов МЭК производится на основе сопоставления пространственного положения характерных точек и точек минимума кривых, оснований перпендикуляра, электропроводных подсечений в измерительных и зарядных скважинах и заряженных подсечений в них с учетом положения стволов скважин. Положения характерных точек и точек минимума корреляционных кривых относительно заряженных подсечений фиксируются при помощи корреляционных осей – отрезков прямых, соединяющих эти точки и подсечения между собой. Принимаются во внимание взаимное положение корреляционных осей и форма кривых. В частности, форма кривых играет большую роль в случае четкообразно залегающих или экранирующих друг друга рудных тел низкого удельного сопротивления, а также при определения даек. Условия корреляции рекомендуется оценивать по палеткам ПУ-1, -2, -3, -4 и СХТ-1. В тех случаях, когда основание перпендикуляра находится на электропроводном подсечении, корреляция может быть осуществлена через третье подсечение, третью скважину (по совпадению кривых) или по значениям потенциала. В целях увеличения достоверности интерпретации пользуются взаимной корреляцией скважин, меняя при производстве работ назначение зарядной и измерительной скважин. При этом электрод А, как правило, помещается кроме электропроводных подсечений и в характерной точке. Определение длины выклинивающейся части рудного тела производит по способу парабол, эллипсов и комбинированным методом.

Размеры рудных тел оцениваются с использованием в качестве модели трехосного элепсоида и по палеткам РТ-3, РТ-4 (прил. 102-103). В последнем случае по каротажу находят глубину залегания, полумощность b заряженного рудного тела и его потенциал U при токе питания I. По каротажу или специальном приемом, изложенным в методических пособиях, определяют среднее удельное сопротивление рудовмещающих пород p₁. после этого палеткам находят длину большой полуоси сжатого a_сж или вытянутого a_вт сфероида. Если морфология рудных тел неизвестна или они трехостны, то длину других полуосей вычисляют по формулам:

(88)

Методика палеток РТ-3, -4 является элементом поисковых работ. Она позволяет оценить перспективность рудопроявлений, вскрытых поисковой скважиной, что способствует правильному распределению объемов поискового бурения и предотвращению излишних затрат на него.

Коэффициент анизотропии Λ мощных однородных толщ определяется по графикам ∆ = f (l), где ∆- аномалия положения (формула 87) в измерительной скважине, а l – расстояние от устья последней до электрода А в поисково-картировочном варианте МЭК. В обоих вариантах МЭК Λ можно также вычислить по формулам.

Направление падения рудных тел определяется по характерным точкам и точкам минимума кривых, полученных при работах поисково-картировочным вариантом МЭК. В случае скважинного варианта падение определяется при увязке проводящих подсечений, а также по специальным палеткам МЭК – ПВ и – ПЦ одновременно с оценкой длины выклинивающейся части рудного тела. Электропроводные рудные тела в межскважинной области и имеющие направление падения от дневной поверхности к измерительной скважине обнаруживаются по схождению корреляционных осей, проведенных к характерной точке кривых.

3.4.1.9. наиболее важные результаты МЭК используют в следующих случаях: 1) при построении корреляционного профиля по данным МЭК, бурения и каротажа. Помимо обычной для геологического профиля нагрузки наносятся корреляционные кривые, отмечаются характерные точки, точки минимума, проводятся корреляционные оси. В случае подземных горизонтальных скважин, а также корреляций по горным выработкам составляют корреляционный план;

2) при построении корреляционных кривых по профилям, которые применяются в поисково-картировочном варианте МЭК и представляют собой сгруппированные по лучам кривые потенциала, дополненные спрямленной геологической колонкой, диаграммами КС и другими каротажными кривыми и линиями глубин;

3) при построении кары корреляционной увязки, которая представляет собой план расположения скважин, соединенных сплошными линиями в случае увязки и линиями с разрывом – при невязке коррелируемых подсечений. На нее наносятся также контуры рудных тел, разрывы, дайки и другие особенности, выявление по МЭК, каротажу и бурению.

Первичные материалы МЭК включают в себя полевые журналы, планы размещения зарядов в скважинах, краткие сведения об условиях проведения работ и ленты с записями кривых МЭК.

Результаты работ по МЭК представляют в виде передаточного акта, объяснительной записки, а также главы в отчете геологоразведочной организации, составленных в соответствии с действующими инструкциями.

Графические приложения в случае необходимости могут включать геологическую карту и профили, каротажные диаграммы и инклинограммы, план расположения скважин, погоризонтальные планы, а также чертежи, поясняющие интерпретацию.

Б. Скважинный вариант метода заряда с изменением магнитного поля.

3.4.1.10.Скважинный вариант метода заряда с измерением магнитного поля токов (МЗМП-С) применяется на стадии разведки рудных месторождений. Метод позволяет определить пространственное положение проводящего объекта относительно исследуемой скважины, а также решить задачу корреляции двух рудных подсечений. По результатам работ возможно также оценить форму, размеры и положение в пространстве электропроводного рудного тела.

Вариант МЗМП-С применяется при разведке рудных тел на флангах эксплуатируемых месторождений, при разведке глубокозалегающих рудных тел, а также пластообразных залежей с небольшой глубиной залегания верхней кромки, но со значительными размерами по падению. При объемном изучении рудного поля целесообразно сочетание скважинного и наземного вариантов (см. 3.3.2, Б).

Преимущество скважинного варианта перед наземным аналогом состоит в возможности приблизить профиль наблюдения к изучаемому объекту. Детальность исследований определяется наличием и густотой сети скважин, доступных для измерений.

В качестве источника могут быть использованы все виды установок, употребляемых в методе сопротивлений. Применение той или иной установки связано с решаемой разведочной задачей.

Наиболее распространены следующие виды установок:

а) при решении задач пространственного положения рудного тела и корреляции применяется установка ВЭК (вертикальный электрический кабель). При этом один электрод устраивается в стволе скважины (по возможности в рудном подсечении), а другой заземляется на обсадную трубу (кондуктор) этой же скважины. Такая установка упрощает расчет поля подводящих проводов. Иногда второй электрод может относиться в бесконечность в створе с измерительной скважиной в сторону от зарядной скважины;

б) при исследовании одиночной скважины, в частности, с целью решения задачи обнаружения в околоскважинном пространстве хорошо проводящих рудных тел и определения их пространственного положения используется установка МПТ-О (магнитное поле токов – односкважинная модификация ). При этом один питающий электрод закрепляется выше преобразователя (датчика) магнитного поля на расстоянии 25-100 м, а второй – у устья исследуемой скважины. Такая установка занимает промежуточное положение между установками, используемыми в методе заряда и методе профилирования.

3.4.1.11. Питающую линию необходимо раскладывать прямолинейными отрезками провода; при этом двухпроводная линия, соединяющая генератор с питающей линией, проводится бифилярно. Питающая линия должна быть топографически привязана к местности. Конфигурация наземных и скважинных участков питающей линии должна по возможности облегчить расчет и оценку нормального поля.

3.4.1.12.Необходимо стремиться к обеспечению максимальной силы тока в питающей цепи (при данной мощности генератора) с целью повышения соотношения сигнал/помеха.

3.4.1.13.Скважинные измерения выполняются с аппаратурой типа «Лазурит», АСМИ-40 в петлевой модификации или другой аналогичной.

3.4.1.14.Диаметр скважин должен быть не менее 46 мм. Наклон ствола скважины не должен превышать 85-87°.

3.4.1.15.Скважинные снаряды опускаются в скважину на трехжильном кабеле типа КТО, КТШ. Требования к оборудованию подъемника, проведению спускоподъемных операций, изоляции кабеля, соединительных муфт, коллектора определяются «Технической инструкцией по проведению геофизических исследований и скважинах».

3.4.1.16. Измерения проводятся как при спуске, так и при подъеме. Рекомендуется при подъеме производить контрольные наблюдения, объем которых должен составлять 20-30% от общего числа точек измерения, а также детализацию выявленных при спуске аномальных зон. Результаты наблюдений записываются в журнал по форме прил. 16.

3.4.1.17. Шаг измерений обычно выбирается равным 10-20 м и может быть уменьшен при необходимости. Измерения проводятся по точкам при остановке движения скважинного снаряда для избавления от микрофонного эффекта.

3.4.1.18.В исследуемой скважине производят измерение вещественной Re H и мнимой Im H компонент трех взаимно перпендикулярных составляющих переменного низкочастотного поля. Измеряют следующие составляющие: а) осевую Н_ос- направленную по оси скважины; б) горизонтальную поперечную Н_гор – перпендикулярную оси скважины и лежащую в плоскости ее искривления.

3.4.1.19.Перед началом работ на скважине проводится градуировка аппаратуры, заключающаяся в следующем:

а) определении и контроле чувствительности аппаратуры к полю;

б) компенсации начальных фазовых сдвигов аппаратуры;

в) выборе положительных направлений магнитных моментов преобразователей (датчиков) поля и маркировке выходных клемм генератора переменного тока и цепей опорного напряжения.

3.4.1.20.Определение чувствительности аппаратуры к полю заключается в том, что по стрелочным приборам наземного измерительного пульта берется отсчет, определяемый магнитным полем любого источника известной интенсивности, направленным параллельно магнитному моменту градуируемой рамки.

3.4.1.21. Расчет чувствительности преобразователей производится согласно 3.3.2.50.

3.4.1.22. Результаты определения чувствительности регистрируются в журнале градуировки аппаратуры (прил.15). в этом журнале необходимо приводить схему взаимного расположения градуируемых преобразователей и питающей и градуировочной установки, а также режимов измерителя и генератора.

3.4.1.23. Для контроля чувствительности аппаратуры в качестве источника поля для градуировки на скважине рекомендуется использовать плоскую рамку площадью около 1 м², содержащую несколько десятков витков провода, причем необходимо знать направление намотки витков. Магнитное поле Н плоской рамки, измеряемое на ее оси на расстоянии R, м, равно

, (89)

Где S – площадь одного витка, м²; n – число витков.

Определение направлений магнитных моментов преобразователей и маркировка выходных клемм генератора переменного тока производится с помощью плоской рамки. При этом используется правовинтовая связь направления тока и направления магнитного поля с учетом направления витков градуировочной рамки.

3.4.1.24.Компенсация начальных фазовых сдвигов аппаратуры заключается в том, что с помощью регулируемого фазовращателя устанавливается в нулевое положение одна из измеряемых квадратурных компонент магнитного поля рамки во время производства градуировочных работ. В дальнейшем эта составляющая поля считается реактивной ( Im H) и при измерениях может служить оценкой уровня индукционных эффектов и уровня электростатических помех.

3.4.1.25. Для каждого преобразователя магнитного поля компенсация начальных фазовых сдвигов достигается при своем положении регулируемого фазовращателя, которое в процессе измерения с данным преобразователем не меняется.

3.4.1.26.Путем совместного анализа графиков трех компонент измеренного магнитного поля, проводимого с учетом геометрических характеристик питающей линии и пространственного положения оси скважины, выделяют аномальные участки и дают заключение о необходимости вычисления нормального поля питающей установки в соответствии с опубликованными методическими рекомендациями.

Вычитанием нормального поля из измеренного суммарного рассчитывают аномальное поле (см. 3.3.2.53) и результаты расчетов записывают в специальном журнале отработки (прил. 17).

3.4.1.27.При геологической интерпретации кроме графиков компонент аномального магнитного поля строят проекции полного вектора напряженности магнитного поля в плане и разрезе.

3.4.1.28. Погрешность измерения осевой составляющей 3-5%, поперечной – по нулю 5 – 7% и по азимуту 3 – 5 °. Объем контрольных и повторных измерений – до 30%. Расчет средней относительной погрешности производится по формуле (3). Требования к приемке полевых материалов изложены в 3.3.2.54.

3.4.2. МЕТОД ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПРОФИЛИРОВАНИЯ В СКВАЖИНАХ (прил. 104)

3.4.2.1. Дипольное электромагнитное профилирование скважин (ДЭМП-С) в используемой в настоящее время диапазоне рабочих частот осуществляется в виде дипольного индуктивного профилирования и применяется с целью обнаружения в окрестности исследуемой скважины рудных тел, обладающих высокой удельной электропроводностью, оценки их размеров, формы и положения в пространстве. Метод позволяет обнаружить рудные тела на расстоянии до 50 – 80 м от оси скважины. При работах в районах с низким удельным сопротивлением вмещающих пород и при выделении массивных руд среди прожилково-вкрапленного оруденения метод обладает повышенной разрешающей способностью по сравнению с другими методами скважинной электроразведки. Применяется на стадиях предварительной, детальной и эксплуатационной разведки, а также при поисках месторождений. Практика показала сравнительно высокую устойчивость аппаратуры к промышленным помехам и возможность работы с ней вблизи действующих рудников.

Необходимыми условиями для применения ДЭМП-С являются: а) высокая удельная электропроводность искомых объектов; б) диаметр буровых скважин не менее 46 мм; в) отклонение скважин от вертикали на участках наблюдений не менее 3-5° для обеспечения ориентировки поперечных приемных преобразователей (датчиков); г) глубина скважины не более 1500 м.

3.4.2.2.Для производства работ методом ДЭП-С применяется индуктивная скважинная аппаратура типа АСМИ-40, -40м или другая аналогичная ей, включающая генераторный и приемный диполи (рамки), разнесенные на фиксированное расстояние от 10 до 100 м (см. 3.1).

Скважинные блоки аппаратуры опускаются в скважину на трехжильном каротажном кабеле (КТО-1, КТШ-1 и др.) с помощью стандартного каротажного оборудования. Генераторный диполь располагается в скважине всегда выше приемного диполя. Наблюдения проводятся по точкам с шагом 10 м. При детализации шаг уменьшается до 5-2 м. При записи результатов наблюдений измеряемые значения относятся к середине генераторной рамки.

3.4.2.3.Работы проводятся на одной из фиксированных частот – 125, 375, 1125, 3375 Гц или последовательно на нескольких частотах. Первичное электромагнитное поле создается диполем, ось которого направлена по оси скважины. Измеряются вещественная и мнимая компоненты трех взаимно перпендикулярных составляющих вектора напряженности магнитного поля вихревых токов, возбуждаемых в горных породах и объектах. Осевая составляющая имеет направление, совпадающая с осью скважины; поперечная вертикальная составляющая перпендикулярна скважине и лежит в вертикальной плоскости, проходящей через ось скважины или касательной к скважине в точке наблюдений, поперечная горизонтальная составляющая перпендикулярна указанной вертикальной плоскости.

Ориентировка поперечного преобразователя (датчика) в скважине производится с помощью эксцентрично укрепленного свинцового груза. Измерение вертикальной и горизонтальной поперечных составляющих производится с помощью одного и того же преобразователя, который может поворачиваться относительно груза без разгерметизации скважинного снаряда.

3.4.2.4.Перед производством скважинных исследований по методу ДЭМП-С производится подготовка к работе оборудования и аппаратуры. Каротажный кабель должен быть размечен через 10 м. начало разметки должно совпадать с серединой генераторной рамки. Каждые 10 м одиночной метки, 50 м – двумя метками и 100 м – тремя метками.

Сопротивление утечки кабеля должно быть не менее 50 Мом и проверяется перед началом и после окончания работ в скважине.

3.4.2.5.Аппаратура градуируется перед началом скважинных исследований и затем один раз через два-три месяца эксплуатации. Проверка и градуировка аппаратуры производится в соответствии с инструкцией по эксплуатации, прилагаемой к аппаратуре, на специальной площадке, выбираемой таким образом, чтобы в непосредственной близости от нее (до 100м) не было крупных объектов повышенной электропроводности (рыхлые образование низкого удельного сопротивления, рудные тела, металлические сооружения и т.п.).

Градуировка аппаратуры выполняется с обеими приемными рамками на всех частотах и разносах, которые могут применены при исследовании скважин. При градуировке производится компенсация фазовых сдвигов, вносимых аппаратурой, и определение знака и значения сигнала, соответствующего нормальному полю (в условных единицах, определяемых по показаниям индикаторных микроамперов с учетом положения деталей).

Перед градуировкой рамки, предназначенной для измерения осевой составляющей, генераторный и приемный снаряды раскладываются на дневной поверхности так, чтобы их оси находились на одной прямой. При градуировке рамки, измеряющей горизонтальную составляющую, снаряды располагаются на дневной измеряющей горизонтальную составляющую, снаряды располагаются на дневной поверхности горизонтально так, чтобы угол между их осями был равен 90°, а конец приемно-уселительного снаряда был бы направлен влево, если смотреть от генераторной рамки в сторону приемной. При градуировке рамки, измеряющей вертикальную составляющую, генераторный снаряд располагается горизонтально, а приемный – в вертикальной плоскости, проходящей через ось генераторного снаряда, наклонно под углом 10 – 20° к вертикали так, чтобы конец приемной рамки был направлен в сторону генераторной рамки.

При градуировке аппаратуры производится также выбор рациональной чувствительности аппаратуры. Чувствительность определяется процентным отношением одного деления шкалы к числу делений, полученных с той же приемной рамкой, на той же частоте и градуировки аппаратуры, форма которого аналогична форме полевого журнала (прил. 104).

3.4.2.6. В журнале проверки и градуировки аппаратуры производится запись следующих данных: а) тока в генераторной рамке I; б) положение делится на входе скважинного измерительного блока; в) положение потенциометра фазокорректора, при котором достигается компенсация начальных фазовых сдвигов; г) знака и значения сигналов, измеренных в нормальном поле с помощью осевой и поперечной приемных рамок в условных единицах, равных числу делений стрелочных индикаторов, умноженному на положение делителей в приемно-измерительном тракте.

Измеряемые в дальнейшем в скважинах сигналы, пропорционально вещественной и мнимой компонентам магнитного поля (Re H₂ и Im H₂ соответственно), выражаются в процентах от значений сигналов, соответствующих нормальному полю напряженность Н₁.

Знаки сигналов, зафиксированные при градуировке аппаратуры, определяют направление моментов приемных диполей и используются при интерпретации скважинных наблюдений.

3.4.2.7. При непосредственной подготовке работ в скважинах проверяются: надежность муфтовых соединений, наличие в снарядах приемных рамок трансформаторного масла, запас электроемкости элементов питания в блоке предварительного усиления и надежность отвески поперечных приемных преобразователей. Для проверки на отвеску снаряд устанавливают под углом 10-20° к вертикали в положение максимального приема, поочередно для измерения вертикальной и горизонтальной составляющих. При этом скважинный снаряд медленно вращают вокруг его оси, не меняя угла наклона и положения. Если показания прибора существенно не меняются, то считается, что отвеска удовлетворительна. Затем делитель на входе скважинного измерительного блока и потенциометр фазокорректора устанавливают в положение, при котором производилась градуировка аппаратуры. Ток в генераторной рамке устанавливается равным тому, при котором производилась градуировка.

Пуск снаряда в скважину (извлечение из скважины) производится вручную с участием двух-трех человек.

3.4.2.8.опустив аппаратуру в скважину на глубину на 5-10 м обсадной трубы (считая по положению генераторного снаряда), следует произвести проверку аппаратуры в режиме «Калибровка».

При выборе чувствительности цена деления прибора должна быть в пределах: при измерениях осевой составляющей с разносами 25 и 50 м – 0,25 – 0,5%, с разносами 75 – 100м – 0,3 – 1,0%; при измерениях поперечных составляющих с разносами 25 и 50 м – 0,3 – 0,8%, с разносами 75 – 100 м – 0,5 – 1,5%.

Вначале на участке скважины, где влиянием рудных объектов можно пренебречь, производится докомпенсация сигналов, пропорциональному полю. Докомпенсация осуществляется только при измерениях осевой составляющей поля.

3.4.2.9.Частоту поля работ на данном участке выбирают на основании опыта предшествующих исследований в аналогичных условиях или данном участке. При разведке сульфидных месторождений в качестве основной выбирается такая частота. На которой аномалии от массивных рудных тел проявляются в основном при измерении вещественной компоненты аномального поля. Аномалии от прожилково-вкрапленных руд и рудоконтролирующих объектов повышенной удельной электропроводности – при измерении мнимой компоненты. При поисках и разведке рудных тел, залегающих породах низкого удельного сопротивления, частоту поля следует выбирать возможно более низкую. Для снижения влияния неоднородности рудных тел по удельному сопротивлению следует использовать данные наблюдений на более высоких частотах.

3.4.2.10. Расстояние между генераторными и приемными рамками (разнос установки) выбирается с таким расчетом, чтобы аномалии от объектов поисков и разведки выявлялись наиболее отчетливо. Разнос установки должен не менее чем в 1,5-2 раза превышать предлагаемое расстояние до объекта. В большинстве случаев первые измерения в безрудных скважинах следует проводить с разносом 75 м. Применение меньших разносов рекомендуется при разведке подсеченных исследуемой скважиной сравнительно маломощных рудных тел, при разведке мелких рудных тел, находящихся вблизи скважины, при разведке мелких рудных тел, находящихся вблизи скважины, при необходимости разделения влияния объектов низкого удельного сопротивления, расположенных близко друг к другу, при определении угла встречи скважины и объекта низкого удельного сопротивления, выклинивающегося по восстанию вблизи от места его подсечения скважиной. Малые разносы применяются также в тех случаях, когда необходимо получить хотя бы некоторую информацию по скважинам с небольшим интервалом между осадной трубой и забоем, так как длина необсаженного участка скважины должна, как правило, не менее чем в два-три раза превышать размеры установки.

При определении положения границ рудного тела большой мощности, пересеченного исследуемой скважиной, размеры установки должны превышать его эффективную мощность.

3.4.2.11.Измерения в скважинах производится поточечно при остановках аппаратуры. Обычно при спуске снарядов выполняют основные, а при подъеме – повторные и промежуточные измерения. При наблюдениях в промежуточных точках проведение повторных измерений в соседних точках обязательно. Калибровка аппаратуры осуществляется в начале и конце наблюдений в скважине, а также через 10-30 точек измерений. Регистрация измеряемых величин производится в полевом журнале (прил. 1043). В журнале фиксируются: рабочая частота, разнос, измеряемая составляющая, значение и знак сигнала нормального поля, сила тока генератора, положение делителей, значение нескомпенсированного калибровочного сигнала. На точках наблюдений записываются мнимая и вещественная компоненты сигналов, пропорциональных измеряемому аномальному полю. На тех же точках, где производится калибровка аппаратуры, в журнале фиксируются мнимая и вещественная составляющие сигнала калибровки (Im Uk и Re Uk). Во время измерений вычерчивают черновые графики наблюденных значений поля. При этом по вертикальной оси откладывают глубину скважины в метрах, а по горизонтальной – значения измеряемых величин в делениях шкал индикаторных приборов с учетом положения их делителей.

3.4.2.12. Полевая графика служит для выявления аномальных участков и предварительной интерпретации с целью выбора частоты, разноса, измеряемой составляющей для последующих работ. При выявлении аномалии следует руководствоваться следующим.

1. Значение аномалии должно быть не менее трехкратной средней квадратной погрешности наблюдений (формула 90).

2. Аномалия должна корректироваться не менее чем по двум составляющим или не менее чем по двум разносам установки.

3. Аномалии, меньше указанных в п.1, могут приниматься во внимание, если они коррелируются не менее чем по трем графикам наблюдений разных пространственных составляющих, или при разных разносах, или при разных частотах.

При необходимости детализации выявленных объектов наблюдения производится на двух-трех разносах, а для получения информации о неоднородных по удельной электропроводности объектах – на двух-трех частотах.

3.4.2.13. Оценка точности измерений проводится по контрольным и повторным измерениям в скважине. Повторные измерения необходимы для повышения достоверности измерений и производится в процессе одной спускоподъемной операции с основными измерениями или при отдельном спуске в тот же рабочий день и тем же оператором. Контрольные измерения выполняются разными операторами или разные дни. Объем контрольных измерений в сумме с повторными должен составлять не менее 5-10%.

Точность измерения мнимой и вещественной компонент каждой пространственной составляющей считается удовлетворительной, если средняя квадратичная погрешность не превышает 0,7 % при наблюдениях с разносами до 50 м и 1,5% при наблюдениях с разносами 75 и 100 м. Погрешность δ определяется по формуле

(90)

Где j и j – результаты соответственно рядового и контрольного измерений на точке (j= 1,2,…,m).

3.4.2.14. при первичной обработке результаты измерений выражаются в процентах от значения сигнала, измеренного с соответствующей приемной рамкой на контрольной площадке (при измерениях осевой составляющей результаты наблюдений могут быть также выражены в процентах от значения сигнала, измеренного в скважине на участке, поле на котором условно принимается за нормальное).

Полученные данные представляются в виде графиков мнимой и вещественной компонент. Которые являются основной для геолого-геофизической интерпретации результатов наблюдений.

При первичной обработке вносится поправка β в результаты наблюдений осевой составляющей с учетом возможного изменения сигнала калибровки U_к. Поправка вносится в тех случаях, когда разница между основными и контрольными изменениями становится сравнимой с реальной погрешностью измерений (1-1,5%). В результаты измерений поперечных составляющих поправка, учитывающая калибровку, не вносится. Полученные после внесения поправок данные представляются в виде графиков мнимой и вещественной компонент для всех применявшихся разносов и частот. При этом точки измерений относятся не к генераторной рамке, а к середине разноса, на котором проведены измерения. Для этого глубину всех точек наблюдений следует увеличить на половину разноса.

3.4.2.15. Интерпретация результатов ДЭМП-С производится путем сопоставления графиков распределение аномального поля вдоль исследуемой скважины с результатами моделирования и расчетов аномальных полей от объектов разной формы при различном их пространственном положении. По результатам интерпретации определяются размеры, морфология, электросопротивление рудных тел, их пространственное положение относительно исследуемой скважины (азимут на основную часть, расстояние для ближайших кромок, угол падения и азимут простирания), однородность рудных тел по удельному сопротивлению (в соответствии с методическими рекомендациями).

3.4.2.16. Приемной комиссии предъявляются: 1) журнал проверки и градуировки аппаратуры; 2) полевые журналы; 3) графики наблюденных значений поля.

3.4.2.17. При необходимости опоискования подзабойного пространства, выявления разрывов или пережимов рудных тел в межскважинном пространстве, определения положения границы рудного тела, выклинивающегося между исследуемыми скважинами, следует наряду с ДЭМП-С применять межскважинный вариант дипольного электромагнитного профилирования.

3.4.3. РАДИОВОЛНОВЫЕ МЕТОДЫ (прил. 105-110)

3.4.3.1.радиоволновые методы скважинной и шахтно-руднчной геофизики (РВМ) предназначены для поисков и разведки тел рудных и нерудных полезных ископаемых, удельная электропроводность которых не менее чем в 5-10 раз превышает удельную электропроводность вмещающих пород (тела-экраны). С помощью РВМ решаются следующие задачи: обнаружение и локализация тел-экранов между скважинами и выработками; прослеживание, оконтуривание, увязка рудных подсечений, а также выявление пережимов (окон) в телах экранах; оценка размеров тел-экранов и расстояний до их кромок; установление безрудности блоков пород между скважинами и горными выработками. В модификации высокочастотной электромагнитной корреляции (ВЭМК) РВМ применяются при изучении рудных тел, удельная электропроводность которых меньше удельной электропроводности вмещающих пород.

Поисково-разведочные задачи решаются с помощью РВМ на рудных месторождениях различных типов – сульфидных магнетитовых, кварцево-жильных и др., а также на месторождениях пьезокварца, алмазов, урана и ряда других полезных ископаемых. Кроме того, РВМ применяются при решении таких геологических задач, как поиски обводненных зон, тектонических нарушений, карстовых полостей и т.п.

3.4.3.2. Работы РВМ должны проводиться в тесной увязке с геологическими, буровыми, горными породами и в комплексе с другими методами скважинной и шахтно-рудничной геофизики. Им должно предшествовать изучение геоэлектрической характеристики месторождения (или его участка), для чего используются данные каротажа КС, а в горных выработках – данные параметрических измерений.

3.4.3.3.Аппаратура РВМ по назначению и условиям применения разделяется следующим образом: а) скважинная многочастотная аппаратура типа СРП-7 и -30 предназначена для межскважинных и односкважинных измерений электрической составляющей поля в наземных скважинах; б) шахтно-скважинная аппаратура с ограниченным диапазоном частот типа АЭММ предназначена для измерений электрической составляющей поля в наземных и подземных скважинах и магнитной составляющей в горных выработках (АЭММ-ВЧ), электрической и магнитной составляющих в скважинах, горных выработках и на поверхности (АЭММ-3С); в) комплексная многочастотная аппаратура типа «Малахит» предназначена для межскважинных и односкважинных измерений электрической и магнитной составляющих поля в наземных и подземных скважинах, в горных выработках и на поверхности.