[科普中国]-磁化率测井

是在井中直接测量岩石、矿石磁化率的方法。磁化率测井仪的灵敏元件是一个带有铁芯的螺线管。在螺线管中通有400一1000周/秒的低频交流电，周围岩石与铁芯构成闭合磁通回路。岩石磁化率的变化将引起交变磁通的变化，使得线圈自感量发生变化，从而改变了螺线管的感抗。测量仪器是一个电桥，螺线管构成电桥的一个臂，可以直接测出磁化率的大小。由于磁化率与铁矿石的含量有一定关系，所以磁化率测井有可能直接确定铁矿石品位。1

方法原理磁化率测井都是根据电磁感应原理进行的，在并下仪器中采用一·个带有铁芯或空芯的线圈作为灵敏元件。线圈的绕糊主要有薅种形式：a)螺线管型，其磁力线分布在铅垂面内；b)扇形线圈，其磁力线分布在水平面内。

不同结构的灵敏元件在探测性能上各有其特点。当灵敏元件在钻孔中通过不同磁化率的地层时，其自感发生变化，借助交流电桥，测得自感的变化值。本节中所要讨沱的问题，就在于分析灵敏元件的阻抗与周围介质(包括矿层、岩石和泥浆的关系，从而根据测量结果求得目的层的磁化率。

灵敏元件的阻抗与介质电磁性质的关系线圈的电感与介质磁化率的关系线圈产生的磁场称为一次场，其作用使磁性介质中分予电流的磁矩顺着磁力线的方向排列，即介质被磁化。由于介质磁化的结果，必然产生附加的磁场，即=次场。在顺磁性介质中，磁化方向和一次场相同，因此二次场的相位和一次场是相同的。磁化介质产生的二次场，使线圈中原有的磁通量增加，也就是增加了线圈的自感量。介质的磁化率愈高，线圈的自感也增加得愈多。

线圈的有效电阻与介质导电率的关系根据电磁感应定律，涡流在介质中形成的闭合迥路与一次场的磁力线互相垂直，其强度与一次场的频率以及介质的导电率成正比。值得特别指出的是，涡流的相位比一次场栖差90°。2

钻孔对磁化率测量的影响钻孔对测量的影响可归结为以下两点：

a.由于钻孔的存在，泥浆的磁化率为零，出现了两个不同导磁系数余质的圆柱形界面。这时，必须考虑退磁效应。

b．当灵敏元件与井壁之间有一段距离时，磁性介质对灵敏元件的作用将大为减弱。

第一种影响使测得的数据不是介质的真磁化率而是视磁化率，需要进行退磁校正。在磁化率测井中，磁化磁场是由灵敏元件产生的，不是均匀磁场，而且磁力线的分布与线圈的绕制形式有关，因此对不同类型的灵敏元件求得的退磁系数是不一样的。根据理论计算结果，螺线管的退磁系数为4π，扇形线圈的退磁系数则为2π。

单一矿层的磁化率曲线由于尚未完整地建立起关于带有电感灵敏元件的磁化率测井理论以及缺少相应的计算资料，所以对着矿层的磁化率曲线只能用模型实验方法求得。不同型式的灵敏元件所测得的曲线，其变化规律又不尽相同，因此在实际工作中应根据模型实验找出合乎具体情况的解释法则。

仪器的标定从以上的讨论可知，灵敏元件自感的变化和介质的视磁化率成正比，然后借助交流电桥将自感的变化转换为电位差输出。仪器进行标定的目的，就在于通过实验的方法求得仪器读数与磁化率之间的关系，即确定仪器的格值——每毫伏所代表的视磁化率。与此同时并确定灵敏元件的退磁系数。

标定是在一系列已知磁化率值的标准模型上进行的。制作标准模型的材料，可采用一定比例的石膏粉和磁铁矿粉、铁粉等混合，铸成空心圆柱体或半圆柱体。与此同时，将混合物铸成若干小立方体进行磁化率测定。圆柱体的高度和其外径应稍大干灵敏元件的探测范围：其内径可选取工作矿区的最小井径。

本词条内容贡献者为:

屈明 - 副研究员 - 西南大学