一种基于钻孔中低阻矿化蚀变带延伸方向探测方法及系统

技术领域

本发明涉及地球物理勘探技术领域，特别是涉及一种基于钻孔中低阻矿化蚀变带延伸方向探测方法及系统。

背景技术

在热液型铀成矿勘探领域中，铀成矿与围岩蚀变密切相关，岩心的矿化蚀变往往是地质编录及钻探施工人员的密切关注重点。实际钻探取心过程中，由于地质编录人员仅能获取矿化蚀变带深度信息，无法获取岩心的空间方位角，所以不能判断其延伸方向，严重制约了下一步的工程布钻。基于上述问题，如何对钻孔中低阻矿化蚀变带延伸方向进行探测成为本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种基于钻孔中低阻矿化蚀变带延伸方向探测方法及系统，以实现准确探测低阻矿化蚀变带的延伸方向。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于钻孔中低阻矿化蚀变带延伸方向探测方法，所述方法包括：

步骤S1：采集钻孔中不同深度位置的三分量磁场变化率；所述三分量磁场变化率为三分量磁场随时间的变化率；

步骤S2：对所述不同深度位置的三分量磁场变化率进行旋转校正取平均，获得钻孔中不同深度位置对应的井中瞬变电磁三分量响应；

步骤S3：从所述钻孔中不同深度位置对应的井中瞬变电磁三分量响应中提取低阻矿化蚀变带异常响应；

步骤S4：根据所述低阻矿化蚀变带异常响应确定低阻矿化蚀变带的延伸方向。

可选地，所述采集钻孔中不同深度位置的三分量磁场变化率，具体包括：

利用发射线圈、Crone PEM瞬变电磁系统的发射端和接收端采集钻孔中不同深度位置的三分量磁场变化率。

可选地，所述从所述钻孔中不同深度位置对应的井中瞬变电磁三分量响应中提取低阻矿化蚀变带异常响应，具体包括：

步骤S31：对所述钻孔中不同深度位置对应的井中瞬变电磁三分量响应进行分段，获得第一背景段、异常段和第二背景段；将所述异常段的井中瞬变电磁三分量响应称为井中瞬变电磁三分量异常响应；所述井中瞬变电磁三分量异常响应包含低阻矿化蚀变带异常响应与背景围岩响应两种成分；

步骤S32：根据所述第一背景段和所述第二背景段的井中瞬变电磁三分量响应确定围岩响应函数；

步骤S33：根据所述围岩响应函数计算所述井中瞬变电磁三分量异常响应中由围岩所引起的背景围岩响应；

步骤S34：将所述背景围岩响应从所述井中瞬变电磁三分量异常响应中剔除，获得低阻矿化蚀变带异常响应。

可选地，所述根据所述低阻矿化蚀变带异常响应确定低阻矿化蚀变带的延伸方向，具体包括：

步骤S41：根据所述低阻矿化蚀变带异常响应定位低阻矿化蚀变带中心相对钻孔的方位；

步骤S42：根据低阻矿化蚀变带中心相对钻孔的方位确定低阻矿化蚀变带的延伸方向。

本发明还提供一种基于钻孔中低阻矿化蚀变带延伸方向探测系统，所述系统包括：

采集模块，用于采集钻孔中不同深度位置的三分量磁场变化率；所述三分量磁场变化率为三分量磁场随时间的变化率；

旋转校正取平均模块，用于对所述不同深度位置的三分量磁场变化率进行旋转校正取平均，获得钻孔中不同深度位置对应的井中瞬变电磁三分量响应；

提取模块，用于从所述钻孔中不同深度位置对应的井中瞬变电磁三分量响应中提取低阻矿化蚀变带异常响应；

延伸方向确定模块，用于根据所述低阻矿化蚀变带异常响应确定低阻矿化蚀变带的延伸方向。

可选地，所述采集模块，具体包括：

采集单元，用于利用发射线圈、Crone PEM瞬变电磁系统的发射端和接收端采集钻孔中不同深度位置的三分量磁场变化率。

可选地，所述提取模块，具体包括：

分段单元，用于对所述钻孔中不同深度位置对应的井中瞬变电磁三分量响应进行分段，获得第一背景段、异常段和第二背景段；将所述异常段的井中瞬变电磁三分量响应称为井中瞬变电磁三分量异常响应；所述井中瞬变电磁三分量异常响应包含低阻矿化蚀变带异常响应与背景围岩响应两种成分；

围岩响应函数确定单元，用于根据所述第一背景段和所述第二背景段的井中瞬变电磁三分量响应确定围岩响应函数；

背景围岩响应确定单元，用于根据所述围岩响应函数计算所述井中瞬变电磁三分量异常响应中由围岩所引起的背景围岩响应；

低阻矿化蚀变带异常响应确定单元，用于将所述背景围岩响应从所述井中瞬变电磁三分量异常响应中剔除，获得低阻矿化蚀变带异常响应。

可选地，所述延伸方向确定模块，具体包括：

定位单元，用于根据所述低阻矿化蚀变带异常响应定位低阻矿化蚀变带中心相对钻孔的方位；

延伸方向确定单元，用于根据低阻矿化蚀变带中心相对钻孔的方位确定低阻矿化蚀变带的延伸方向。

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：

本发明提供了一种基于钻孔中低阻矿化蚀变带延伸方向探测方法及系统，方法包括：首先采集钻孔中不同深度位置的三分量磁场变化率；其次对不同深度位置的三分量磁场变化率进行旋转校正取平均，获得钻孔中不同深度位置对应的井中瞬变电磁三分量响应；然后从钻孔中不同深度位置对应的井中瞬变电磁三分量响应中提取低阻矿化蚀变带异常响应；最后根据低阻矿化蚀变带异常响应确定低阻矿化蚀变带的延伸方向。本发明基于提取低阻矿化蚀变带异常响应定位低阻矿化蚀变带中心的方位，进而准确推测出低阻矿化蚀变带的延伸方向，深度挖掘了钻孔地质信息，为下一步工程布钻提供地球物理依据。

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为本发明实施例基于钻孔中低阻矿化蚀变带延伸方向探测方法流程图；

图2为本发明实施例基于钻孔中低阻矿化蚀变带延伸方向探测系统结构图。

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钻孔中低阻矿化蚀变带延伸方向探测方法及系统，以实现准确探测低阻矿化蚀变带的延伸方向。

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。

如图1所示，本发明提供一种基于钻孔中低阻矿化蚀变带延伸方向探测方法，方法包括：

步骤S1：采集钻孔中不同深度位置的三分量磁场变化率；所述三分量磁场变化率为三分量磁场随时间的变化率；

步骤S2：对所述不同深度位置的三分量磁场变化率进行旋转校正取平均，获得钻孔中不同深度位置对应的井中瞬变电磁三分量响应；

步骤S3：从所述钻孔中不同深度位置对应的井中瞬变电磁三分量响应中提取低阻矿化蚀变带异常响应；

步骤S4：根据所述低阻矿化蚀变带异常响应确定低阻矿化蚀变带的延伸方向。

下面对各个步骤进行详细论述：

在步骤S1之前还包括：

步骤S5：布置地面发射线圈。以钻孔为中心，在地面布设正方形的发射线圈。孔深小于500米的钻孔，发送线圈边长宜为50～200米；孔深500～1000米的钻孔，线圈边长宜为100～400米。

步骤S6：设置Crone PEM瞬变电磁系统的发射端工作参数。选择Crone PEM瞬变电磁系统具有恒流发射、线性关断稳定等特点。用万用表测量发射线圈的内阻，当内阻小于11欧姆时，设置发射电流为18A；当内阻大于11欧姆时，设置发射电压为210V。选择20ms的时基周期和0.5ms的下降沿长度。

步骤S7：设置Crone PEM瞬变电磁系统的接收端工作参数。设置20ms时基周期、0.5ms的下降沿长度和500μs的时间零点，逐点采集钻孔中不同深度位置的三分量磁场随时间的变化率数值。Crone PEM瞬变电磁系统包括硬件结构和Crone PEM瞬变电磁测量系统软件程序；所述硬件结构包括发射端和接收端。

步骤S1：采集钻孔中不同深度位置的三分量磁场变化率；具体的，本发明利用发射线圈、Crone PEM瞬变电磁系统的发射端和接收端采集钻孔中不同深度位置的三分量磁场变化率；所述三分量磁场变化率为三分量磁场随时间的变化率。

步骤S2：对所述不同深度位置的三分量磁场变化率进行旋转校正取平均，获得钻孔中不同深度位置对应的井中瞬变电磁三分量响应，具体包括：

步骤S21：利用Crone PEM瞬变电磁测量系统软件程序中的PEMTools将z.dmp和xy.dmp原始文件转换为z.pem和xy.pem文件；z.dmp和xy.dmp原始文件用于存储不同深度位置的三分量磁场变化率。

步骤S22：利用Crone PEM瞬变电磁测量系统软件程序中的PEM Channel Editor将z.pem和xy.pem文件进行时间零点分离。

步骤S23：利用Crone PEM瞬变电磁测量系统软件程序中的PEMPlot剔除z.pem和xy.pem文件中不重合的三分量磁场变化率。

步骤S24：利用Crone PEM瞬变电磁测量系统软件程序中的RADTool读取xy.pem文件中的定位信息，并将定位信息赋予z.pem文件；同时将发射线圈的坐标信息赋予z.pem和xy.pem文件。

步骤S25：利用Crone PEM瞬变电磁测量系统软件程序中的命令行Otool及Cross命令完成xy.pem文件的校正取平均，同时对z.pem文件进行平均计算，获得钻孔中不同深度位置对应的井中瞬变电磁三分量响应。

步骤S3：从所述钻孔中不同深度位置对应的井中瞬变电磁三分量响应中提取低阻矿化蚀变带异常响应，具体包括：

步骤S31：对所述钻孔中不同深度位置对应的井中瞬变电磁三分量响应进行分段，获得第一背景段、异常段和第二背景段；具体的，根据岩心编录或电阻率测井曲线中的低阻矿化蚀变带深度信息，对所述钻孔中不同深度位置对应的井中瞬变电磁三分量响应进行分段，获得第一背景段、异常段和第二背景段。

将所述异常段的井中瞬变电磁三分量响应称为井中瞬变电磁三分量异常响应；所述井中瞬变电磁三分量异常响应包含低阻矿化蚀变带异常响应与背景围岩响应两种成分。

具体的，根据岩心编录或电阻率测井曲线中的低阻矿化蚀变带深度信息记录低阻矿化蚀变带的顶界面和底界面分别为d

步骤S32：根据所述第一背景段和所述第二背景段的井中瞬变电磁三分量响应确定围岩响应函数，具体公式为：

y

其中，y

步骤S33：根据所述围岩响应函数计算所述井中瞬变电磁三分量异常响应中由围岩所引起的背景围岩响应。

步骤S34：将所述背景围岩响应从所述井中瞬变电磁三分量异常响应中剔除，获得低阻矿化蚀变带异常响应。

步骤S4：根据所述低阻矿化蚀变带异常响应确定低阻矿化蚀变带的延伸方向，具体包括：

步骤S41：根据所述低阻矿化蚀变带异常响应定位低阻矿化蚀变带中心相对钻孔的方位。具体的，根据所述低阻矿化蚀变带异常响应利用井中瞬变电磁基本解释原则定位低阻矿化蚀变带中心相对钻孔的方位。

步骤S42：根据低阻矿化蚀变带中心相对钻孔的方位确定低阻矿化蚀变带的延伸方向。

如图2所示，本发明还提供一种基于钻孔中低阻矿化蚀变带延伸方向探测系统，所述系统包括：

采集模块1，用于采集钻孔中不同深度位置的三分量磁场变化率；所述三分量磁场变化率为三分量磁场随时间的变化率。

旋转校正取平均模块2，用于对所述不同深度位置的三分量磁场变化率进行旋转校正取平均，获得钻孔中不同深度位置对应的井中瞬变电磁三分量响应。

提取模块3，用于从所述钻孔中不同深度位置对应的井中瞬变电磁三分量响应中提取低阻矿化蚀变带异常响应。

延伸方向确定模块4，用于根据所述低阻矿化蚀变带异常响应确定低阻矿化蚀变带的延伸方向。

作为一种实施方式，本发明所述采集模块1，具体包括：

采集单元，用于利用发射线圈、Crone PEM瞬变电磁系统的发射端和接收端采集钻孔中不同深度位置的三分量磁场变化率。

作为一种实施方式，本发明所述旋转校正取平均模块2，具体包括：

文件转换单元，用于利用Crone PEM瞬变电磁测量系统软件程序中的PEMTools将z.dmp和xy.dmp原始文件转换为z.pem和xy.pem文件；z.dmp和xy.dmp原始文件用于存储不同深度位置的三分量磁场变化率。

时间零点分离单元，用于利用Crone PEM瞬变电磁测量系统软件程序中的PEMChannel Editor将z.pem和xy.pem文件进行时间零点分离。

剔除单元，用于利用Crone PEM瞬变电磁测量系统软件程序中的PEMPlot剔除z.pem和xy.pem文件中不重合的三分量磁场变化率。

读取单元，用于利用Crone PEM瞬变电磁测量系统软件程序中的RADTool读取xy.pem文件中的定位信息，并将定位信息赋予z.pem文件；同时将发射线圈的坐标信息赋予z.pem和xy.pem文件。

平均计算单元，用于利用Crone PEM瞬变电磁测量系统软件程序中的命令行Otool及Cross命令完成xy.pem文件的校正取平均，同时对z.pem文件进行平均计算，获得钻孔中不同深度位置对应的井中瞬变电磁三分量响应。

作为一种实施方式，本发明所述提取模块3，具体包括：

分段单元，用于对所述钻孔中不同深度位置对应的井中瞬变电磁三分量响应进行分段，获得第一背景段、异常段和第二背景段；将所述异常段的井中瞬变电磁三分量响应称为井中瞬变电磁三分量异常响应；所述井中瞬变电磁三分量异常响应包含低阻矿化蚀变带异常响应与背景围岩响应两种成分。

围岩响应函数确定单元，用于根据所述第一背景段和所述第二背景段的井中瞬变电磁三分量响应确定围岩响应函数。

背景围岩响应确定单元，用于根据所述围岩响应函数计算所述井中瞬变电磁三分量异常响应中由围岩所引起的背景围岩响应。

低阻矿化蚀变带异常响应确定单元，用于将所述背景围岩响应从所述井中瞬变电磁三分量异常响应中剔除，获得低阻矿化蚀变带异常响应。

作为一种实施方式，本发明所述延伸方向确定模块4，具体包括：

定位单元，用于根据所述低阻矿化蚀变带异常响应定位低阻矿化蚀变带中心相对钻孔的方位。

延伸方向确定单元，用于根据低阻矿化蚀变带中心相对钻孔的方位确定低阻矿化蚀变带的延伸方向。

本说明书中各个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，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本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；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。