CN112083505A - 一种基于激电发射系统的综合物理测井方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了本发明提出了一种基于激电发射系统的综合物理测井方法及系统。本发明将具有记录功能的激电发射系统的充电电极A布置在探测井的内部，供电电极B分别布置在无穷远处的B1点、井口附近的B2点、B3点、B4点和B5点；并采用可视化分析法分析获取的不同深度的第一供电电流，确定矿层深度和矿层厚度；采用可视化分析法分析获取的不同深度的第二供电电流、第三供电电流、第四供电电流和第五供电电流，确定矿层产状和盲矿体方位。本发明只需激电发射系统即可实现矿层深度、矿层厚度、矿层产状和盲矿体方位，无需激电接受系统，在减少金属矿探测所需的仪器设备的同时，实现了矿层深度、矿层厚度、矿层产状和盲矿方位的同时测量。

Description

一种基于激电发射系统的综合物理测井方法及系统

技术领域

本发明涉及物理测井技术领域，特别是涉及一种基于激电发射系统的综合物理测井方法及系统。

背景技术

我国金银、铜铅锌矿等金属矿资源保障不足，对外依存度较大，国家高度重视金属矿产资源勘查和找矿方法技术研究。金属矿钻探经常发生孔位定偏情况，钻孔没有打到矿层，有时还发生钻探打漏矿层或采心率不够情况，需要应用物探测井方法，寻找井傍盲矿体、钻探打漏的矿层及其产状。寻找金银、铜铅锌矿等无磁性的金属矿常采用主动源电法勘探技术，如电阻率测井法、极化率测井法、井中充电法、四方位激电测井法、地井瞬变电磁法等物探方法。

电阻率测井法和极化率测井法均能够测量井内岩石电性的变化情况，可以划分、校验钻孔地质剖面、寻找钻探打漏的矿层、确定矿层边界位置和厚度，但该方法探测深度小，不能寻找井傍盲矿体，难以判断矿层产状。

井中充电法是在井中良导矿体露头上布置电极，固定位置向地下供电，充电时矿体电场信号强，形成等电位体。通过地面电位或电位梯度扫面测量，研究充电电场分布特征，可以推断矿体空间形态和产状。但该方法不属于寻找钻探打漏矿层的好方法，也不能确定矿层的厚度。此外，该方法工作量大，还需要首先知晓井中良导金属矿体露头准确位置的前提条件。

四方位激电测井法是追索矿体走向、确定矿层产状一种常用物探方法。该方法在基岩出露区应用效果好，但是在厚覆盖区应用效果差。原因是覆盖层电阻率低，具有屏蔽电流作用，地面供电电流难以穿透低阻厚覆盖层，井中接收到的电场信号微弱，在厚覆盖区难以判别矿层产状。

地井瞬变电磁法也是一种寻找井傍盲矿体的好方法。但是该方法需要在地面布设大回线，对施工场地有一定要求，复杂地形和电磁干扰区难以有效开展。

上述各方法有一个共同特点，就是都需要有电场发射系统和信号接收系统两部分组成，仪器设备配置众多、观测系统复杂、易受电磁干扰、找矿成本相对较高。此外，由上述各方法虽然各具特色，但都存在有不足之处，地质找矿时需多种方法联合勘查。

如何减少金属矿探测所需的仪器设备，并实现矿层深度、矿层厚度、矿层产状和盲矿方位的同时测量成为一个亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于激电发射系统的综合物理测井方法及系统，以减少金属矿探测所需的仪器设备，并实现矿层深度、矿层厚度、矿层产状和盲矿方位的同时测量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于激电发射系统的综合物理测井方法，所述测井方法包括如下步骤：

将具有记录功能的激电发射系统的A极接口与充电点击A连接，充电电极A布置在探测井的内部，无穷远处供电电极B设置在无穷远处，供电电极B1、供电电极B2、供电电极B3和供电电极B4均匀的布置在以探测井的井口为圆心、距离阈值为半径的圆上的B1点、B2点、B3点、B4点；所述记录功能是指实时记录供电电压和供电电流的功能。

将无穷远处供电电极B与激电发射系统的B极接口连接，断开供电电极B1、供电电极B2、供电电极B3和供电电极B4与激电发射系统的B极接口的连接，按照从下到上的顺序沿探测井壁移动充电电极A，获取无穷远处B点供电时对应的不同深度的第一供电电流；

断开无穷远处供电电极B与激电发射系统的B极接口的连接，分别将供电电极B1、供电电极B2、供电电极B3和供电电极B4与激电发射系统B极接口连接，按照从下到上的顺序沿探测井壁移动充电电极A，获取B1点对应的不同深度的第二供电电流、B2点对应的不同深度的第三供电电流、B3点对应的不同深度的第四供电电流和B4点对应的不同深度的第五供电电流；

采用可视化分析法分析不同深度的第一供电电流，确定矿层深度和矿层厚度；

采用可视化分析法分析不同深度的第二供电电流、第三供电电流、第四供电电流和第五供电电流，确定矿层产状和盲矿体方位。

可选的，所述采用可视化分析法分析不同深度的第一供电电流，确定矿层深度和矿层厚度，具体包括：

以所述充电电极A的深度为纵坐标，以所述第一供电电流为横坐标，绘制第一柱状剖面图；

对所述第一柱状剖面图进行分析确定第一电位异常；

根据所述第一电位异常确定矿层深度和矿层厚度。

可选的，所述采用可视化分析法分析不同深度的第二供电电流、第三供电电流、第四供电电流和第五供电电流，确定矿层产状和盲矿体方位，具体包括：

以所述充电电极A的深度为纵坐标，分别以所述第二供电电流、第三供电电流、第四供电电流和第五供电电流为横坐标，在同一坐标系上绘制第二柱状剖面图、第三柱状剖面图、第四柱状剖面图和第五柱状剖面图；

根据所述第二柱状剖面图、所述第三柱状剖面图、所述第四柱状剖面图和所述第五柱状剖面图，对比四个方位的供电电流的大小，确定矿层产状和盲矿体方位。

可选的，所述按照从下到上的顺序沿探测井壁移动充电电极，具体包括：

按照从下到上的顺序沿探测井壁持续均速移动充电电极或按照从下到上的顺序沿探测井壁等间距逐点移动充电电极。

可选的，所述采用可视化分析法分析不同深度的第一供电电流，确定矿层深度和矿层厚度，之前还包括：

分别对所述第一供电电流、第二供电电流、第三供电电流、第四供电电流和第五供电电流进行归一化处理。

一种基于激电发射系统的综合物理测井系统，所述测井系统包括：

激电发射系统布置模块，用于将具有记录功能的激电发射系统的A极接口与充电点击A连接，充电电极A布置在探测井的内部，无穷远处供电电极B设置在无穷远处，供电电极B1、供电电极B2、供电电极B3和供电电极B4均匀的布置在以探测井的井口为圆心、距离阈值为半径的圆上的B1点、B2点、B3点、B4点；

无穷远测量模块，用于将无穷远处供电电极B与激电发射系统的B极接口连接，断开供电电极B1、供电电极B2、供电电极B3和供电电极B4与激电发射系统的B极接口的连接，按照从下到上的顺序沿探测井壁移动充电电极A，获取无穷远处B点供电时对应的不同深度的第一供电电流；

四方位测量模块，用于断开无穷远处供电电极B与激电发射系统的B极接口的连接，分别将供电电极B1、供电电极B2、供电电极B3和供电电极B4与激电发射系统B极接口连接，按照从下到上的顺序沿探测井壁移动充电电极A，获取B1点对应的不同深度的第二供电电流、B2点对应的不同深度的第三供电电流、B3点对应的不同深度的第四供电电流和B4点对应的不同深度的第五供电电流；

矿层深度和矿层厚度确定模块，用于采用可视化分析法分析不同深度的第一供电电流，确定矿层深度和矿层厚度；

矿层产状和盲矿体方位确定模块，用于采用可视化分析法分析不同深度的第二供电电流、第三供电电流、第四供电电流和第五供电电流，确定矿层产状和盲矿体方位。

可选的，所述矿层深度和矿层厚度确定模块，具体包括：

第一柱状剖面图绘制子模块，用于以所述充电电极A的深度为纵坐标，以所述第一供电电流为横坐标，绘制第一柱状剖面图；

第一电位异常确定子模块，用于对所述第一柱状剖面图进行分析确定第一电位异常；

矿层深度和矿层厚度确定子模块，用于根据所述第一电位异常确定矿层深度和矿层厚度。

可选的，所述矿层产状和盲矿体方位确定模块，具体包括：

四方位的柱状剖面图绘制子模块，用于以所述充电电极A的深度为纵坐标，分别以所述第二供电电流、第三供电电流、第四供电电流和第五供电电流为横坐标，在同一坐标系上绘制第二柱状剖面图、第三柱状剖面图、第四柱状剖面图和第五柱状剖面图；

矿层产状和盲矿体方位确定子模块，用于根据所述第二柱状剖面图、所述第三柱状剖面图、所述第四柱状剖面图和所述第五柱状剖面图，对比四个方位的供电电流的大小，确定矿层产状和盲矿体方位。

可选的，所述无穷远测量模块，具体包括：

电极移动子模块，用于按照从下到上的顺序沿探测井壁持续均速移动充电电极或按照从下到上的顺序沿探测井壁等间距逐点移动充电电极。

可选的，所述测井系统，还包括：

归一化处理子模块，用于分别对所述第一供电电流、第二供电电流、第三供电电流、第四供电电流和第五供电电流进行归一化处理。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提出了一种基于激电发射系统的综合物理测井方法及系统。本发明将具有记录功能的激电发射系统的充电电极A布置在探测井的内部，无穷远处供电电极B设置在无穷远处、以探测井的井口为圆心、距离阈值为半径的圆上均匀分布的B1点、B2点、B3点和B4点，分别布置供电电极B1、供电电极B2、供电电极B3和供电电极B4；按照从下到上的顺序沿探测井壁移动充电电极A，获取无穷远处对应的不同深度的第一供电电流；获取B1点对应的不同深度的第二供电电流、B2点对应的不同深度的第三供电电流、B3点对应的不同深度的第四供电电流和B4点对应的不同深度的第五供电电流；并采用可视化分析法分析不同深度的第一供电电流，确定矿层深度和矿层厚度；采用可视化分析法分析不同深度的第二供电电流、第三供电电流、第四供电电流和第五供电电流，确定矿层产状和盲矿体方位。本发明只需激电发射系统即可实现矿层深度、矿层厚度、矿层产状和盲矿体方位，无需激电接受系统，在减少金属矿探测所需的仪器设备的同时，实现了矿层深度、矿层厚度、矿层产状和盲矿方位的同时测量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种基于激电发射系统的综合物理测井方法的流程图；

图2为本发明提供的激电发射系统的布置示意图；

图3为本发明提供的充电电极A移动的原理示意图；

图4为本发明提供的具体实施方式的基于激电发射系统的综合物理测井方法与电阻率测井法的测井效果对比图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种基于激电发射系统的综合物理测井方法及系统，以减少金属矿探测所需的仪器设备，并实现矿层深度、矿层厚度、矿层产状和盲矿方位的同时测量。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

为了实现上述目的本发明提供一种基于激电发射系统的综合物理测井方法，本发明基于欧姆定律原理，在吸收了电阻率测井法、极化率测井法、井中充电法、四方位激电测井法、地井瞬变电磁法等方法优点的基础上，发明了一种不需要激电接收系统的地球物理找矿方法(即一种移动充电电流测井法探测金属矿的观测系统)，可以寻找钻探打漏的矿层、发现井傍盲矿体、判断矿层产状。由于探测时无需使用接收系统，具有仪器设备配置少、观测系统简单、找矿成本相对较低和抗电磁干扰的特点，还可以克服覆盖层低阻屏蔽作用。具体的，如图1所示，所述测井方法包括如下步骤：

步骤101，将具有记录功能的激电发射系统的A极接口与充电点击A连接，充电电极A布置在探测井的内部，无穷远处供电电极B设置在无穷远处，供电电极B1、供电电极B2、供电电极B3和供电电极B4均匀的布置在以探测井的井口为圆心、距离阈值为半径的圆上的B1点、B2点、B3点、B4点；所述记录功能是指实时记录供电电压和供电电流的功能；激电发射系统的平面布设示意图如图2所示。本发明的无穷远处的B1点距离井口距离在1000m左右，为有限无穷远，各个布设点与激电发射系统的供电电极之间通过布设供电导线连接。本发明的距离阈值为100m但不限于100m，属于井口附近的位置。

具有记录功能的激电发射系统为有输出电压、输出电流实时记录功能的激电发射系统，主要仪器设备配置为：机电发射机、供电电源、电缆和铜棒电极(A极)等。不需要接收系统，仪器设备简单、成本低。具体的但不限于，本发明的具有记录功能的激电发射系统可选用中装集团重庆地质仪器厂生产的DJF15-1A发射机系统(含DZ15-1A整流电源、DJF15-1A发射机、220V12KW发电机)，具有输出电压、电流实时显示、实时记录的功能。

如果使用特制的“高分辨率偏心贴壁电极”代替铜棒电极，可以提高探测薄层矿体厚度的精度和找矿效果。

本发明在测井前由钻机水泵用清水冲洗钻孔，提高孔液电阻率。

步骤102，将无穷远处供电电极B与激电发射系统的B极接口连接，断开供电电极B1、供电电极B2、供电电极B3和供电电极B4与激电发射系统的B极接口的连接，按照从下到上的顺序沿探测井壁移动充电电极A，获取无穷远处B点供电时对应的不同深度的第一供电电流。

步骤103，断开无穷远处供电电极B与激电发射系统的B极接口的连接，分别将供电电极B1、供电电极B2、供电电极B3和供电电极B4与激电发射系统B极接口连接，按照从下到上的顺序沿探测井壁移动充电电极A，获取B1点对应的不同深度的第二供电电流、B2点对应的不同深度的第三供电电流、B3点对应的不同深度的第四供电电流和B4点对应的不同深度的第五供电电流。

如图3所示，步骤102和步骤103所述按照从下到上的顺序沿探测井壁移动充电电极，具体包括：按照从下到上的顺序沿探测井壁持续均速移动充电电极或按照从下到上的顺序沿探测井壁等间距逐点移动充电电极。其中，按照从下到上的顺序沿探测井壁持续均速移动充电电极为连续观测法，A极铜棒电极(高分辨率偏心贴壁电极)在井中沿孔壁由孔底向上均速提升(参见图3)，连续稳压充电，按时间间隔，由发射机记录供电电压和电流变化情况。按照从下到上的顺序沿探测井壁等间距逐点移动充电电极为逐点观测法，A极铜棒电极(高分辨率偏心贴壁电极)在孔内按一定距离逐点稳压充电，发射机逐点记录供电电压和电流。

对图2和图3的进一步说明，无穷远处供电电极B与井口相距1000m左右，属于有限无穷远。需要确定矿层深度和厚度时采用无穷远供电观测方式，发射机与井中A极和无穷远处供电电极B连接供电，A极在井中自孔底向上移动，逐点或连续稳压充电测量。需要确定矿层产状和判断井傍盲矿体方位时，采用井口附近供电观测方式，即断开发射机与无穷远处供电电极B的连接，分别与井口附近供电电极B1、供电电极B2、供电电极B3和供电电极B4连接，依次充电测量。

步骤104，采用可视化分析法分析不同深度的第一供电电流，确定矿层深度和矿层厚度。

步骤104所述采用可视化分析法分析不同深度的第一供电电流，确定矿层深度和矿层厚度，具体包括：以所述充电电极A的深度为纵坐标，以所述第一供电电流为横坐标，绘制第一柱状剖面图；对所述第一柱状剖面图进行分析确定第一电位异常；根据所述第一电位异常确定矿层深度和矿层厚度。

步骤105，采用可视化分析法分析不同深度的第二供电电流、第三供电电流、第四供电电流和第五供电电流，确定矿层产状和盲矿体方位。

步骤105所述采用可视化分析法分析不同深度的第二供电电流、第三供电电流、第四供电电流和第五供电电流，确定矿层产状和盲矿体方位，具体包括：以所述充电电极A的深度为纵坐标，分别以所述第二供电电流、第三供电电流、第四供电电流和第五供电电流为横坐标，在同一坐标系上绘制第二柱状剖面图、第三柱状剖面图、第四柱状剖面图和第五柱状剖面图；根据所述第二柱状剖面图、所述第三柱状剖面图、所述第四柱状剖面图和所述第五柱状剖面图，对比四个方位的供电电流的大小，确定矿层产状和盲矿体方位。

作为一种优选的实施方式，步骤104所述采用可视化分析法分析不同深度的第一供电电流，确定矿层深度和矿层厚度，之前还包括：分别对所述第一供电电流、第二供电电流、第三供电电流、第四供电电流和第五供电电流进行归一化处理。归一化处理方法是：以供电电压为500V稳定电压为例，根据供电时各测点实际输出电压的高于或低于500V时的变化幅度，等比例调整各测点的电流，统一到500V的电压条件。

步骤104和步骤105确定矿层深度、矿层厚度、矿层产状和盲矿体方位的原理为：绘制孔深电流柱状剖面图。测量的供电电流经电压归一化处理后，以电极深度为纵坐标，以供电电流为横坐标，绘制无穷远处时孔深电位柱状剖面图。根据电流异常判断矿层位置和厚度，推断井傍盲矿体。如此类推，绘制异常检查的四方位孔深电流柱状剖面图，分析异常特征，判断井傍盲矿体电流异常的可靠性，对比相同孔深四方位电流大小，判别矿层产状和井傍盲矿体方位：四方位电流相等矿层产状水平，四方位电流不等矿层产状倾斜，倾向电流相对较低的方位，井傍盲矿体位于电流相对较高的方位。

本发明的基于激电发射系统的综合物理测井方法的原理为：不同地层岩性电阻率不同，金属矿体或矿化蚀变带电阻率低(<5×10Ω·m)，围岩电阻率高(>5×10³Ω·m)，二者相差可达2个数量级。由欧姆定律(I＝V/R)可知，在同一电路中，电流与通过导体两端的电压成正比，与电路内电阻成反比。

无穷远供电观测方式(无穷远处的无穷远处供电电极B与井口相距1000m左右，为有限无穷远)，当充电电极A沿孔壁移动(如图3)，接触到电阻率不同的地层岩性时，AB供电电路中总电阻将随之变化，稳压供电时，电流将随之发生变化，与高阻地层接触电流降低，与低阻地层接触电流升高，与低阻良导矿体接触时，将在低阻矿体内形成等电位体，等电位体空间分布范围大，电路总电阻降低更加显著，导致电流升高更明显。使用仪器记录电流变化过程，绘制孔深电流异常曲线，即可以进行孔内地层岩性划分和发现钻探打漏的矿层、探测矿层厚度。

当孔傍近距离存在规模较大的囊状导电性能好的金属矿体时(参见图3)，相当于串联电路中将大电阻更换为小电阻，电路中总电阻降低，稳压供电时，电流将增大，井傍矿体对应位置将会出现低缓电流增高异常。因此，根据电流异常还可以推断井傍盲矿体。

井口附近供电观测方式(在电流异常井段采用)，断开无穷远处供电电极B与激电发射系统的B极接口的连接，分别将供电电极B1、供电电极B2、供电电极B3和供电电极B4与激电发射系统B极接口连接，依次充电测量。因为缩小了供电距离，提升了电路中电阻变化幅度，有利于识别不同方位低阻盲矿体或倾斜矿层引起的电流差异异常。由图3可知，在有盲矿体方位或倾斜矿层距离地面供电电极(B1、B2、B3、B4)相对较近的方位，总电阻相对较小，相同供电电压时，电流必然相对较高，从而可以判别矿层产状和井傍盲矿体方位。

本发明还提供一种基于激电发射系统的综合物理测井系统，所述测井系统包括：

激电发射系统布置模块，用于将具有记录功能的激电发射系统的A极接口与充电点击A连接，充电电极A布置在探测井的内部，无穷远处供电电极B设置在无穷远处，供电电极B1、供电电极B2、供电电极B3和供电电极B4均匀的布置在以探测井的井口为圆心、距离阈值为半径的圆上的B1点、B2点、B3点、B4点；

无穷远测量模块，用于将无穷远处供电电极B与激电发射系统的B极接口连接，断开供电电极B1、供电电极B2、供电电极B3和供电电极B4与激电发射系统的B极接口的连接，按照从下到上的顺序沿探测井壁移动充电电极A，获取无穷远处B点供电时对应的不同深度的第一供电电流；

四方位测量模块，用于断开无穷远处供电电极B与激电发射系统的B极接口的连接，分别将供电电极B1、供电电极B2、供电电极B3和供电电极B4与激电发射系统B极接口连接，按照从下到上的顺序沿探测井壁移动充电电极A，获取B1点对应的不同深度的第二供电电流、B2点对应的不同深度的第三供电电流、B3点对应的不同深度的第四供电电流和B4点对应的不同深度的第五供电电流；

矿层深度和矿层厚度确定模块，用于采用可视化分析法分析不同深度的第一供电电流，确定矿层深度和矿层厚度。

所述矿层深度和矿层厚度确定模块，具体包括：第一柱状剖面图绘制子模块，用于以所述充电电极A的深度为纵坐标，以所述第一供电电流为横坐标，绘制第一柱状剖面图；第一电位异常确定子模块，用于对所述第一柱状剖面图进行分析确定第一电位异常；矿层深度和矿层厚度确定子模块，用于根据所述第一电位异常确定矿层深度和矿层厚度。

矿层产状和盲矿体方位确定模块，用于采用可视化分析法分析不同深度的第二供电电流、第三供电电流、第四供电电流和第五供电电流，确定矿层产状和盲矿体方位。

所述矿层产状和盲矿体方位确定模块，具体包括：四方位的柱状剖面图绘制子模块，用于以所述充电电极A的深度为纵坐标，分别以所述第二供电电流、第三供电电流、第四供电电流和第五供电电流为横坐标，在同一坐标系上绘制第二柱状剖面图、第三柱状剖面图、第四柱状剖面图和第五柱状剖面图；矿层产状和盲矿体方位确定子模块，用于根据所述第二柱状剖面图、所述第三柱状剖面图、所述第四柱状剖面图和所述第五柱状剖面图，对比四个方位的供电电流的大小，确定矿层产状和盲矿体方位。

所述测井系统，还包括：归一化处理子模块，用于分别对所述第一供电电流、第二供电电流、第三供电电流、第四供电电流和第五供电电流进行归一化处理。

为了说明本发明的方法和系统的技术效果，本发明提供了如下的具体实时方式。

本发明在某金矿整装勘查区内进行了试验，该金矿整装勘查区为典型第四系厚覆盖区，覆盖层厚度80-160m，基岩中有构造蚀变岩型金矿，矿化带走向北东30°-45°。具有试验钻孔编号为ZK2002，孔深650.15m，钻孔施工口径76mm，孔内地质情况如下：

孔深0-98.65米为第四系，主要岩性为砂、粘土等，富含地下水，电阻率低，约20～50Ω·m；98.65米以下到孔底为基岩，主要岩性为前寒武系角闪斜长片麻岩、变粒岩、斜长角闪岩等变质岩，整装勘查区内该类岩石物性标本电阻率为2000～6000Ω·m；在孔深378.18-388.95m处有一层含金矿化蚀变岩，视厚度10.77m，主要岩性为绿泥化黄铁矿化斜长角闪片麻岩，有方铅矿细脉和铅锌矿化石英脉充填，平均品位Pb3.2％、Au0.74g/t，局部细脉含量高，Pb最高为72.9％，Au最高为9.17g/t。矿化蚀变岩导电性好，整装勘查区内该类矿化蚀变岩电阻率约为50Ω·m，电测井视电阻率为10～50Ω·m。在孔深360-500m之间开展了本发明的基于激电发射系统的综合物理测井方法(移动充电电流测井法)及系统试验。

仪器设备配置：

(1)主机：中装集团重庆地质仪器厂生产的DJF15-1A发射机系统(含DZ15-1A整流电源、DJF15-1A发射机、220V12KW发电机)，具有输出电压、电流实时显示、实时记录的功能。

(2)井中线缆：绝缘铠装电缆，上海第一电缆厂特制。

(3)充电电极：自制长1m的铜棒电极。

野外电极布设与电位观测方法。

电极布设如图2，供电电极AB分别布设在井中(A极)和“无穷远”处(B1极)。供电A极使用铜棒电极充电，“无穷远”B极使用铜编织带埋入土中，中井1000m。

采用稳压逐点观测法。测井前由钻机水泵用清水冲洗钻孔，提高孔液电阻率。测井时A极先下至孔底，然后从孔底开始向上移动逐点充电，充电电压500V，充电时间4秒，充电点距离5m，由发射机直接记录各充电点供电电压和供电电流，在高电位异常段点距加密至1m。

由于该试验区不具有形成厚大囊状金属矿体的地质条件，故试验时未进行井口附近供电观测方式试验。

资料处理与异常解释：

绘制孔深电流柱状剖面图，推断矿层位置。

首先对记录的供电电流进行电压归一化处理，消除供电电压变化影响。归一化处理方法是：根据供电时各测点实际输出电压的高于或低于500V时的变化幅度，等比例调整各充电点的供电电流，统一到500V的电压条件。

以充电时电极深度为纵坐标，以经归一化的充电点供电电流为横坐标，绘制孔深电流柱状剖面图。在孔深375-390m处有一个明显电流升高异常，推断解释为矿化蚀变岩，与钻孔中地质情况一致，也与充电测井法高电位异常和电阻率测井法低电阻率异常位置一致，说明方法有效，参见图4，其中，图4(a)为基于激电发射系统的综合物理测井方法的测井效果图，图4(b)为电阻率测井法的测井效果图。

本发明提出了一种基于激电发射系统的综合物理测井方法及系统。本发明将具有记录功能的激电发射系统的充电电极A布置在探测井的内部，供电电极B分别布置在无穷远处的B点、以探测井的井口为圆心、距离阈值为半径的圆上均匀分布的B1点、B2点、B3点和B4点，分别布置供电电极B1、供电电极B2、供电电极B3和供电电极B4；按照从下到上的顺序沿探测井壁移动充电电极A，获取无穷远处对应的不同深度的第一供电电流；获取B1点对应的不同深度的第二供电电流、B2点对应的不同深度的第三供电电流、B3点对应的不同深度的第四供电电流和B4点对应的不同深度的第五供电电流；并采用可视化分析法分析不同深度的第一供电电流，确定矿层深度和矿层厚度；采用可视化分析法分析不同深度的第二供电电流、第三供电电流、第四供电电流和第五供电电流，确定矿层产状和盲矿体方位。本发明只需激电发射系统即可实现矿层深度、矿层厚度、矿层产状和盲矿体方位，无需激电接受系统，在减少金属矿探测所需的仪器设备的同时，实现了矿层深度、矿层厚度、矿层产状和盲矿方位的同时测量。

本说明书中等效实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，等效实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种基于激电发射系统的综合物理测井方法，其特征在于，所述测井方法包括如下步骤：

将具有记录功能的激电发射系统的A极接口与充电点击A连接，充电电极A布置在探测井的内部，无穷远处供电电极B设置在无穷远处，供电电极B1、供电电极B2、供电电极B3和供电电极B4均匀的布置在以探测井的井口为圆心、距离阈值为半径的圆上的B1点、B2点、B3点、B4点；所述记录功能是指实时记录供电电压和供电电流的功能。

将无穷远处供电电极B与激电发射系统的B极接口连接，断开供电电极B1、供电电极B2、供电电极B3和供电电极B4与激电发射系统的B极接口的连接，按照从下到上的顺序沿探测井壁移动充电电极A，获取无穷远处B点供电时对应的不同深度的第一供电电流；

断开无穷远处供电电极B与激电发射系统的B极接口的连接，分别将供电电极B1、供电电极B2、供电电极B3和供电电极B4与激电发射系统B极接口连接，按照从下到上的顺序沿探测井壁移动充电电极A，获取B1点对应的不同深度的第二供电电流、B2点对应的不同深度的第三供电电流、B3点对应的不同深度的第四供电电流和B4点对应的不同深度的第五供电电流；

采用可视化分析法分析不同深度的第一供电电流，确定矿层深度和矿层厚度；

采用可视化分析法分析不同深度的第二供电电流、第三供电电流、第四供电电流和第五供电电流，确定矿层产状和盲矿体方位。

2.根据权利要求1所述的基于激电发射系统的综合物理测井方法，其特征在于，所述采用可视化分析法分析不同深度的第一供电电流，确定矿层深度和矿层厚度，具体包括：

以所述充电电极A的深度为纵坐标，以所述第一供电电流为横坐标，绘制第一柱状剖面图；

对所述第一柱状剖面图进行分析确定第一电位异常；

根据所述第一电位异常确定矿层深度和矿层厚度。

3.根据权利要求1所述的基于激电发射系统的综合物理测井方法，其特征在于，所述采用可视化分析法分析不同深度的第二供电电流、第三供电电流、第四供电电流和第五供电电流，确定矿层产状和盲矿体方位，具体包括：

以所述充电电极A的深度为纵坐标，分别以所述第二供电电流、第三供电电流、第四供电电流和第五供电电流为横坐标，在同一坐标系上绘制第二柱状剖面图、第三柱状剖面图、第四柱状剖面图和第五柱状剖面图；

根据所述第二柱状剖面图、所述第三柱状剖面图、所述第四柱状剖面图和所述第五柱状剖面图，对比四个方位的供电电流的大小，确定矿层产状和盲矿体方位。

4.根据权利要求1所述的基于激电发射系统的综合物理测井方法，其特征在于，所述按照从下到上的顺序沿探测井壁移动充电电极，具体包括：

按照从下到上的顺序沿探测井壁持续均速移动充电电极或按照从下到上的顺序沿探测井壁等间距逐点移动充电电极。

5.根据权利要求1所述的基于激电发射系统的综合物理测井方法，其特征在于，所述采用可视化分析法分析不同深度的第一供电电流，确定矿层深度和矿层厚度，之前还包括：

分别对所述第一供电电流、第二供电电流、第三供电电流、第四供电电流和第五供电电流进行归一化处理。

6.一种基于激电发射系统的综合物理测井系统，其特征在于，所述测井系统包括：

激电发射系统布置模块，用于将具有记录功能的激电发射系统的A极接口与充电点击A连接，充电电极A布置在探测井的内部，无穷远处供电电极B设置在无穷远处，供电电极B1、供电电极B2、供电电极B3和供电电极B4均匀的布置在以探测井的井口为圆心、距离阈值为半径的圆上的B1点、B2点、B3点、B4点；

无穷远测量模块，用于将无穷远处供电电极B与激电发射系统的B极接口连接，断开供电电极B1、供电电极B2、供电电极B3和供电电极B4与激电发射系统的B极接口的连接，按照从下到上的顺序沿探测井壁移动充电电极A，获取无穷远处B点供电时对应的不同深度的第一供电电流；

四方位测量模块，用于断开无穷远处供电电极B与激电发射系统的B极接口的连接，分别将供电电极B1、供电电极B2、供电电极B3和供电电极B4与激电发射系统B极接口连接，按照从下到上的顺序沿探测井壁移动充电电极A，获取B1点对应的不同深度的第二供电电流、B2点对应的不同深度的第三供电电流、B3点对应的不同深度的第四供电电流和B4点对应的不同深度的第五供电电流；

矿层深度和矿层厚度确定模块，用于采用可视化分析法分析不同深度的第一供电电流，确定矿层深度和矿层厚度；

矿层产状和盲矿体方位确定模块，用于采用可视化分析法分析不同深度的第二供电电流、第三供电电流、第四供电电流和第五供电电流，确定矿层产状和盲矿体方位。

7.根据权利要求6所述的基于激电发射系统的综合物理测井系统，其特征在于，所述矿层深度和矿层厚度确定模块，具体包括：

第一柱状剖面图绘制子模块，用于以所述充电电极A的深度为纵坐标，以所述第一供电电流为横坐标，绘制第一柱状剖面图；

第一电位异常确定子模块，用于对所述第一柱状剖面图进行分析确定第一电位异常；

矿层深度和矿层厚度确定子模块，用于根据所述第一电位异常确定矿层深度和矿层厚度。

8.根据权利要求6所述的基于激电发射系统的综合物理测井系统，其特征在于，所述矿层产状和盲矿体方位确定模块，具体包括：

四方位的柱状剖面图绘制子模块，用于以所述充电电极A的深度为纵坐标，分别以所述第二供电电流、第三供电电流、第四供电电流和第五供电电流为横坐标，在同一坐标系上绘制第二柱状剖面图、第三柱状剖面图、第四柱状剖面图和第五柱状剖面图；

矿层产状和盲矿体方位确定子模块，用于根据所述第二柱状剖面图、所述第三柱状剖面图、所述第四柱状剖面图和所述第五柱状剖面图，对比四个方位的供电电流的大小，确定矿层产状和盲矿体方位。

9.根据权利要求6所述的基于激电发射系统的综合物理测井系统，其特征在于，所述无穷远测量模块，具体包括：

电极移动子模块，用于按照从下到上的顺序沿探测井壁持续均速移动充电电极或按照从下到上的顺序沿探测井壁等间距逐点移动充电电极。

10.根据权利要求6所述的基于激电发射系统的综合物理测井系统，其特征在于，所述测井系统，还包括：

归一化处理子模块，用于分别对所述第一供电电流、第二供电电流、第三供电电流、第四供电电流和第五供电电流进行归一化处理。

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