Модель однородной анизотропной магнитной среды

(54 Н Й АРСТВЕННЬЙ НОМИТЕТ СССР АМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Московский ордена Трудового Красного Знамени геологоразведочный институт им. Серго Орджоникидзе (53) 622.241(088.8)(56) 1. Кудрявцев Ю.И. Индукционные методы измерения магнитной восприим чивости,горных пород и руд в естественных условиях. Л , фНедраф, 1978, с, 172-.173.2. Назаров И,А. Исследование зави. симости коэФФициента анизотропии от текстуры образца. Сборник научных трудов фРудничная геология, приклад" ная геоФизика, маркшейдерское дело", Вып. 26. Белгород, "ВИОГЕМ", 1978, с, 26-30 (прототип).)(57) МОДЕЛЬ ОДНОРОДНОЙ АНИЗОТРОП О МАГНИТНОЙ СРЕДЫ преимущественно для моделирования задач геофизических методов разведки, состоящая из чередующихся параллельных магнитных и .немагнитных прослоев, собранных в блок, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью обеспечения возможности многократного использования модели путем оперативного Изменения параметров магнитной анизотропии модели, магнитные прослои выполнены из кольцевых ферритовых сердечников, расположенных плоским основанием на немагнитных прослоях через равные расстояния.по шестиугольной сетке,Изобретение относится к моделямгеологических тел для геофизическихметодов разведки и может быть исйоль.зовано для экспериментального решения прямых и обратных задач индуктивной электрораэведки и магнитногокаротажа сважин.Известны модели однородных магнитных сред, которые состоят из порошка концентрата магнита с немагнитнымнаполнителем, предварительно переме,шанными в требуемых для получениязаданного значенйя магнитной восприимчивости пропорциях и сцементированы в блок требуемой формы и размеров 1 1,Недостатком этих моделей является то, что они не позволяют моделировать анизотропные магнитные среды.Наиболее близкой по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемому изобретению является модель, состоящая из параллельныхчередующихся магнитных и немагнитныхпрослоев, причем магнитные прослоиизготовлены из порошка концентратамагнетита с немагнитным наполнителем, немагнитные, например, из винипласта, а магнитные и немагнитные;прослои сцементированы в блок тре- .буемой Формы и размеров. Подбор.значений магнитной восприимчивостимодели вдоль и поперек слоистостив указанном случае можно произво"дить заменой магнитных прослоев,изготовляя их заново, предварительно перемешав порошок магнетита снемагнитным наполнителем в другихсоотношениях 2.Недостатком этой модели является,во-первых, то, что при ее использовании нельзя в одной и той же модели менятьпараметры магнитной анизотропии магнитную восприимчивостьвдоль и поперек слоистости ), а необходимо заново изготовлять модельс требуемыми параметрами. Во-вторых,при моделировании задач магнитногокаротажа такая модель не дает практической возможности оперативно изме. нять угол наклона ее слоистостиотносительно оси скважины, так какприменение сыпучих материалов дляизготовления магнитных прослоевтребует обязательного цементирования всей модели в.целом..Цель изобретения - обеспечениевозможности многократного использования модели путем оперативногоизменения параметров магнитнойанизотропии.Поставленная цель достигаетсятем, что магнитные прослои выполненыиз кольцевых Ферритовых сердечников,расположенных плоским основаниемна немагнитных прослоях через равныерасстояния по шестиугольной сетке.60 65 мость значений зсот коэффициента заполнения площади прослоя Ферритовыми кольцевыми сердечниками марки М 2000 НМ К 20 х 13 хб, где М 2000 означает, что магнитная. проницаемость вещества сердечника д = 2000, НМ- никель-марганцевый сплав, К 20 х 13 хб кольцевой сердечник с внешним диаметром 20 мм, внутренним диаметром 13 мм и толщиной б мм,На фиг. 1 представлена схемарасположения Ферритовь 1 х кольцевыхсердечников в магнитном прослое, где, А - ферритовый кольцевой сердечник,В - немагнитный прослой, В - расстоя 5 ние между соседними сердечниками;на Фиг, 2 - зависимость значениймагнитной восприимчивости магнитногопрослояйот коэффициента заполненияплощади йрослоя Ферритовым материа 10 лом Кч , на фиг. 3 - пример использования модели анизотропного магнитного пласта большой мощности, пересеченного скважиной.Физические основы использования15 предложенной модели следующие.Известно, что магнитная восприимчивость анизотропных сред вдоль слоистости зЕ и поперек нее ЗС , а также коэффициент.анизотропииопределя 0 ются следующим образом;ж:ч х , м =Ч к, ф+ (-, ЦА =1+ ж 1-ч ),где ;е - магнитная восприимчивостьмомагнитного прослоя (СИ );Ч = Ь / Ц 1.+ й )-.ОтнОсительнОе Объемйое содержание магнитныхпрослоев;Ь - толщина отдельного магнит 2 30 ного прослоя; Ь - толщина отдельного немаг 1 нитного прослоя. Из приведенных формул видно,что,магнитные параметры анизотропных 35 сред можно подбирать, изменяя магнит ную восприимчивость магнитных прослоев, а также изменяя их относительноеобъемное. содержание.С другой стороны, эксперименталь" 40 но установлено, что плоский слойФерритовых кольцевых сердечников,расположенных через равные расстояния по шестиугольной сетке (Фиг.1 симеет значение магнитной восприимчи вости того же порядка,. что и железистые кварциты. Изменяя расстояниямеждуна отдельными Ферритовыми эле-ментами и определяя магнитную воспри. имчнвость элементарного магнитногопрослоя, можно построить градуиро вочную зависимость значений магнит но восприимчивости этого магнитногопрослоя от расстояния В или от коэфФициента заполнения площади прослояК Ферритовыми кольцевыми сердечни ками. На фиг. 2 приведена зависи-;, При изменении К от 0,05 до 0,58 магнитная восйриимчивость изменяется от 1 до 21 СИ.Магнитную восприимчивость элементарного магнитного прослоя можно определять следующим. образом.Его помещают в однородное магнитное поле, причем плоскость прослоя совпадает с направлениям силовых линий, производят измерения величины магнитного поля над пластиной и величины. магнитного поля в этой же точке без нее и далее, зная геометрические условия измерений, по известным Формулам рассчитывают ве-личину рв,. Экспериментально установлено, что при размещении Ферритовых кольцевых сердечников плоским слоем через равные расстояния по шестиугольной сетке, магнитная вос- приимчивость такого прослоя одинакова по любому йаправлению, устанавливая различные значения Ь, Ь 2 и В,можно варьировать параметрами магнитной аииэотронии модели.Предлагаемая модель содержит чередующиеся магнитные и немагнитные прослои, собранные в блок требуемой Формы и размеров. Магнитные прослои состоят из Ферритовых кольцевых сердечников, их размеры выбраны исходя Иэ масщтаба моделирования так, чтобы ихтолщина была того же порядка, что и мощность магнитных пропластков.моделируемой геологической среди, а внешний диаметр не пре восходил 25 мм, В противном случае модель становится макронеоднородной, что существенно влияет.на результаты измерений при дальнейшей работе с ней, Элемент модели, состоящий из магнитного и немагнитного прослоев, представляет собой пластину требуемой Форьы и размеров толщиной Ь иэ немагнитного. материала, на которой через равные расстояния В по шестиугольной сетке размещены Ферри-. товые кольцевые. сердечники толщиной Ь 2. форма модели в целом и, следовательно, каждого отдельного ее эле" мента зависит от типа моделируемого геологического тела, а размеры зависят от типа и геометрии дальнейших измерений на модели, масштаба моделирования и критериев подобия. Величины Ь, Ь 2 и В определяют значения магнитйойвосприимчивости модели вдоль и поперек слоистости поэтому изменяя расстояния В между Ферритовыми кольцевыми а сердечниками можно в одной и уой же модели, оперативно изменять магнитные параметры модели .в .целом.В процессе моделирования воздействуют на модель переменным электромагнитным полем и проводят его измерения, причем характер поля и методика его измерения зависят от решаемой геоФизической задачи, В качестве примера использования наФиг. 3 приведена модель анизотропного магнитного пласта большой мощности пересеченного скважиной и показана блок-схема измерений, В скважине, находящейся в центре модели 15 1, движется зонд магнитного каротажа 2, вход которого подключен кисточнику .З.питания, .а выход - крегистратору 4. При моделированиимагнитного каротажа с двухкатушеч О ным индукционным зондом длиной0 см модель представляет собой.,блок размером 50 х 50 х 25 см с отверс,. тием диаметром 2,5 см (масштабмоделирования 1:3 , имитирующимскважину, в центре. Модель собирается.из отдельных элементов 25 х 50 см.При расстоянии К 7 мм между сердечниками марки М 2000 НМ К 20 х 13 хб, толщине магнитных прослоев б мм и немагнитных 5 мм параметры магнитнойанизотропии модели следующие: Ж=21 СИ З-= 0,8 СИ, А =2 8,Геометрические размеры модели выбраны с обеспечением необходимой глу: бинности исследований: более 1,2 35. длины зонда в радиальном направлении и более 3 длин зонда в направлении оси скважины. Смещением всехэлементов относительно друг другана постояннуи величину достигается 4 О изменение угла наклона слоистости.Поочередно изменяя значения магнит.ной анизотронин, углы наклона слоистости и диаметр скважины, получаютзависимости показаний зонда магнитного каротажа от указанных параметров, которые в дальнейшем используют при интерпретации геофизических данных.Преимущества предложенной моделипо сравнению с известной заключаются, во-первых, в том, что отпадаетнеобходимостьизготовления моделейанизотропных магнитных сред иэ1036915 Замп,вд 6 И В б КР01 О, Од 04 05 00Фиг.Р Составитель А.НазаретоваРедактор Т.КУГрышева Техред О,Неце Корректор С,Шекма Заказ 5965/33 Патент", г. УжГород, ул. Проектная илиал П Э Ю Ж Ю Ю Тираж 603 ВНИИПИ Государственног по делам изобретени 13035, Иосква, Ж, РаПодписноекомитета СССРи открытийсная наб., д. 4/5