Напряженность магнитного поля

Полное магнитное поле можно выразить величиной Н. Электромагнитные величины СГС, применяемые для измерения напряженности магнитного поля Земли называются "гамма". Ниже приводятся некоторые полезные соотношения:

• 1 гамма = 1нанотесла

• 1 микротесла = 1000 гамма

• 1 тесла = 10⁹ гамма

• 1 гаусс = 10⁵ гамма

• 1 гаусс = 10⁴ тесла

• 1 гаусс = 1 эрстед

Напряженность магнитного поля на уровне земной поверхности намного меньше напряженности на уровне земного ядра. На границе ядра (приблизительно на расстоянии 3500 километров от центра Земли) напряженность поля достигает 800000 гамма. Самые большие величины напряженности магнитного поля на земной поверхности находятся в диапазоне от 63000 гамма на (Северном полюсе) до 27000 гамма (восточный берег Бразилии).

Рис. 2.5Рис. 2.6

Полная напряженность магнитного поля является векторной суммой ее горизонтальной и вертикальной компонент, (см. рис. 2.5). Вертикальная компонента магнитного поля направлена к поверхности Земли и поэтому не играет роли в определении направления магнитного севера.

Горизонтальная составляющая вычисляется из следующего уравнения:

Напряженность магнитного поля · cos (угол магнитного склонения) = горизонтальная компонента.

Определениеугла склонения можно найти на рис. 2.6.

На Аляске:

57,510 гамма × cos(80,6) = 9,392 гамма

Галф оф Мексике:

50,450 гамма × cos(59,7) = 25,250 гамма

Инструменты MWD измеряют три компоненты вектора магнитного поля Н. Эту величину можно получить из результатов предыдущих измерений, по результатам программы "Геомаг" или по специальной Анадрилловской программе. Разница в результатах измерений может быть обусловлена следующими факторами:

* Неопределенность намагниченности буровой колонны

* Неопределенность из-за непрерывно меняющегося уровня магнитного поля.

* Температурная чувствительность магнитометров.

* Ошибки в электронной аппаратуре.

Приемлемая точность измерений составляет ± 660 гамма. Это не должно быть причиной беспокойства при отличии в результатах измерений. (На самых последних модификациях Ml ошибка измерений уменьшена до 500 гамма).

Угол магнитного склонения.

Магнитным углом склонения называется угол между касательной к земной поверхности и вектором магнитного поля (рис. 2.8). Это так же угол, образованный между вектором магнитного поля и его горизонтальной составляющей. Диапазон его изменяется от 90° на Северном полюсе до почти 0° в районе экватора, (рис. 2.7). На поверхности Земли существует несколько точек, где склонение равно 90 градусам. Это обусловлено локальными аномалиями и называются они " черными дырами ". Приемлемая точность между истинным и измеренным значением угла наклона составляет ± 0, 75 град. Она оказывается достаточной для нужд измерений координат. (В самых последних модификациях Ml, эта величина составляет для горизонтальных стволов ± 0,75 и ± 0,50 для других случаев).

Таблица 2.1

Таблица 2.2

Рис. 2.7 Рис. 2.9

Рис. 2.8

Землю можно представить себе в виде магнитного диполя, ось которого проходит через ее центр. Однако ось этого диполя не совпадает с осью вращения Земли. Угол между магнитным севером и географическим севером (истинным севером) называется магнитным склонением или углом магнитного склонения (рис. 2.8). Он зависит от местоположения (как от широты, так и от долготы) и может меняться в районах высокой магнитной активности (таких как, например, Аляска).

Если магнитное склонение - известно, то направление напряженности магнитного поля Земли по отношению к северу может быть вычислено. Углы магнитного склонения к западу от географического севера - отрицательные, а углы магнитного склонения к востоку от географического севера - положительны. Например, 5° к западу можно записать как -5°, а к востоку - +5°.

Магнитное склонение и напряженность магнитного поля может сильно меняться во время сильной солнечной активности. Также помните, что чем ближе к экватору, тем:

* ниже напряженность магнитного поля.

* больше горизонтальная компонента

* меньше угол склонения.

Магнитные помехи

Существуют два типа магнитных помех:

* Помехи от буровой колонны

* Внешние магнитные помехи, которые могут включать в себя:

* Инструмент, оставленный на дне забоя.

* Близкорасположенная соседняя обсадная колонна.

* Магнитное "горячее пятно" на УБТ.

* Флуктуации магнитного поля Земли.

* Особенности породы (красный железняк, железный колчедан и, возможно, железосодержащие добавки в буровом растворе).

Любое отклонение от ожидаемой величины магнитного поля может быть указанием на наличие магнитной интерференции. Все магнитометрическое оборудование подвержено влиянию магнитной интерференции.

Внешние магнитные помехи могут появляться при прохождении обсаженного участка или при близком соседстве обсадной колонны соседней скважины. В этом случае должны применяться гироскопические системы измерения; особенно в случае реальной опасности столкновения с соседними скважинами.