Способ ориентирования керна скважин в пространстве

 

606151

25

50

60 бильной. Режимы размагничивания ее переменным магнитным полем достаточно жесткие и.приводят к значительному размагничиванию, а порой и полному снятию первичной намагниченности. Температурная чистка более выборочно воздействует на вязкую компоненту (чаще ликвидируя ее в режимах 250 С за 2 — 3 ч выдержки) и почти не затрагивает первичную намагниченность.

Известна тематическая разработка магнитного метода выявления первоначальной ориентировки керна, проведенная П. П. Забаринским (2). Сущность работы сводится к тому, что магнитной чисткой (выдержка образцов при определенной температуре, но не выше точки Кюри основных ферромагнетиков, ответственных за намагниченность образцов, в немагнитном пространстве в течение нескольких часов или же воздействие на образцы переменных магнитных полей также в немагнитном пространстве) выявляется направление намагниченности, синхронной времени образования осадка. Это направление совмещается с выявленным ранее по естественным вь1ходам направлением «древнего» геомагнитного."поля.

Данный метод может быть использован только для восстановления элементов залеганий отдельных слоев и, таким образом, применим лишь для определения структурных плаЪов уже хорошо изученных в палеомагнитном и стратиграфическом отношении толщ.

Целью изобретения является разработка эф фективного и надежного способа реконструкции первоначальной ориентировки керна. скважины, применимого для проведения палеомагнитных реконструкций и, как следствие этого, для решения задач стратиграфического расчленения и сопоставления отдельных возрастных геологических образований.

Поставленная цель достигается тем, что, восстанавливая первоначальное положение извлеченного керна, из него вырезают образец (образцы), проводят температурную выдержку в немагнитном пространстве при температуре (100 — 150 С) 0,5 ч, предназначенную для снятия вновь приобретенной вязкой намагниченности, измеряют направление оставшейся намагниченности, дальнейшее температурное размагничивание проводят при тех же температурах (100 — 150 С), но со временем выдержки

3 — 5 ч, достаточным для снятия существенной части естественной вязкой намагниченности, измеряют направление оставшейся намагниченности, после чего проводят температурное размагничивание при температуре 250 — 300 С до полной очистки «древней» намагниченности вязкой компоненты, определяют геометрическую разность векторов намагниченности, выделенных после первого и второго этапов размагничивания и отношение между ними, и по ним рассчитывают направление естественной вязкой намагниченности, соответствующее направлению современного геомагнитного поля.

Для изучения истории древнего геомагнитного поля необходимо иметь образцы, ориентированные относительно современного геомагнитного поля. Все это несложно, если приходится иметь дело с естественными выходами пород на древнюю поверхность, где ориентировку можно провести непосредственно горным компасом.

По естественным выходам пород были начаты палеомагнитные работы в 50-х годах и проводятся на этих объектах до сих пор. Но вопросы расчленения и коореляции осадочных толщ, в которых и оказывает большую помощь палеомагнетизм, геологами сейчас чаще решаются на материалах бурения. Дезориентация керна за счет вращения бурового снаряда представляет большие трудности для применения палеомагнитной методики. Возможность расчленения разреза скважины на палеомагнитные зоны имеется уже, исходя из 180 -ного расхождения наклонения древних полей прямой и обратной полярностей. Если скважина вертикальная, то наклонение измеренных векторов древней намагниченности должно быть неискаженным. Трудности начинаются, когда скважина оказывается наклонной или же оказывается перепутанной первоначальная ориентировка оси керна по направлению верх — низ.

Таким образом, для палеомагнитного исследования керна по его оси вырезают образец. Затем измеряют величину его магнитной восприимчивости и естественной остаточной намагниченности, проводят первый ослабленный режим термочистки, предназначенный для полной ликвидации лабораторной вязкой намагниченности. Жесткость первого режима чистки выбирают в зависимости от времени, прошедшего между бурением скважины и ее палеомагнитным исследованием. Так для керна, пролежавшего около полугода, достаточно прогреть образцы в течение получаса при температуре — 100 — 150 С. Второй режим чистки предназначен для выявления направления естественной вязкой намагниченности. Для этого вовсе не нужно снимать всю вязкую намагниченность, хотя и желательно, но векторы после первой и второй чисток должны различаться по направлениям. Если обеспечить также условия второй чистке, чтобы воздейство-: вать лишь на вязкую компоненту, то разница векторов 1,, — 1„, покажет направление естественной вязкости, т. е. современного магнитного поля. Чаще режимы второй чистки составляют 100 — 150 C при времени выдержки

3 — 4 ч.

Третий режим чистки предназначен для выделения более или менее в чистом виде первичной намагниченности, по которой и судят о «древних» магнитных полях. Для этого обычно оказывается достаточным режим 250 —

300 С и время выдержки 2 — 3 ч.

Анализируя величины 1,„их направления, разности векторов I» — L„,, опреде)яюФ направление вязкой намагниченности, Iry в координатах образца.

На фиг. 1 представлена схема изготовления образца из керна, где 1 — керн, 2 — образец; .. на фиг. 2 — схема расчета направления естест-.: венной вязкой намагниченности по зйачению . угла Л между векторами 1„, и I„, и по отношению Т, /1„(1,,— положение вектора намаг606151

Формула изобретения ниченности после третьего режима чистки);. на фиг. 2, а изображена горизонтальная проекция"положения векторов на сфере; на фиг. 2, б— положение векторов в плоскости круга перемагничивания.

Х и т —; 5 — угол, на который необходимо сдвинуть оси К и Y для совмещения положения естественной вязкой намагниченности; найденной в координатах образца, с положением современного геомагнитного поля. 10

1 — направление естественной вязкой намагниченности в координатах образца;

II — направление современного геомагнитного поля;

II I — круг перемагничивания, — плоскость, в которой происходит движение векторов при IS размагничивании.

Предлагаемая реконструкция ориентировки керна представляет интерес не только для палеомагнитологии. Прежде всего данный ме20 тод возможно использовать при структурных исследованиях на рудных полях при прослеживании тел полезных ископаемых. Точность работ по ориентированию значительно повышается, если вырезать несколько кубиков-образцов из монолитного куска керна. Преиму- 25 щество заключается прежде всего в том, что выбрать для ориентирования мы можем любой кусок керна, оценивая его визуально, что недоступно обычно в применяемом в этих случаях механическом способе извлечения ориентированного куска керна, Данный метод позволяет перейти к палеомагнитным реконструкциям не только по обнажениям, а и по скважинам, что значительно повышает эффективн ость р а 6 от в целом.

Способ ориентирования керна скважин в пространстве путем илчерения его магнитных свойств, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности способа, из:керна, преимущественно из центральной части, вырезают образец, проводят кратковременное.(100 †1 ) размагничивание для снятия лабораторной вязкой намагниченности, измеряют направление оставшейся намагниченности, затем проводят более длительное температурное (100 — 150 ) размагничивание для частичного снятия естественной вязкой намагниченности, измеряют направление оставшейся намагниченности, после чего проводят длительное жесткое температурное (250 †3 ) размагничивание для выделения направления

«древней» намагниченности, определяют геометрическую разность векторов намагниченности, выделенных после второго и первого этапов размагничивания и отношение з ежду ними, и по ним определяют направление естественной вязкой намагниченности, соответствующее направлению современного геомагнитного поля, относительно этого направления ориентируют образец и по образцу керн.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Ржевский Ю. С., Гаас Г. Я. О результатах палеомагнитного исследования керна юрских осадков Мангышлака, «Физика Земли», № 2, 1973.

3. Забаринский П. П. Отчет по научноисследовательской работе «Ориентировка кернов скважин по палеомагнитной составляющей», ГНИ, Грозный, декабрь 1974 г. (ВГФ, ТГФ, ГНИ)..7/у 7п !

Т

Фьг. а

Составитель В. Майоршин

Редактор В. Фельдман Техред О. Луговая Корректор Н. Тупица

Заказ 2466/43 Тираж 702 Подписное

LIHHHIlH Государственного комитета Совета Министров С(.(.P по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиаг П ПП «Патент», г. Ужгород, ул. 11ðîåктная, 4