Значение ВП против названных разностей пород следует принять за условный нуль и относить к ним все замеренные значения вызванных потенциалов.
Наибольшие аномалии ВП наблюдаются:
в песчано-глинистых породах - против тонкозернистых и пылеватых песков, песчаников и алевролитов;
в карбонатных породах - против плотных разностей известняков и доломитов.
2.48. При проведении каротажа ВП рекомендуется точечная регистрация исследуемых параметров.
Токовый каротаж
2.49. Токовый каротаж (ТК) применяют с целью уточнения границ слоев, их мощности и строения. Для ТК используется один из токовых электродов зонда КС. Его следует применять в разрезах, сложенных резко различными по электрическим свойствам породами.
2.50. Токовый каротаж рекомендуется проводить при помощи мостовой схемы: токовый электрод А вводится в одно из плеч моста.
2.51. Для установки оптимального масштаба записи n, (ОМ/см) в измерительную цепь последовательно с жилой кабеля, ведущей к электроду А, вводят сопротивление Ro и добиваются, чтобы отклонение пишущего устройства (см) было равно
2.52. Сопротивление заземления электрода в обсадной колонне принимают равным нулю. Измерительную схему рекомендуется регулировать таким образом, чтобы при нахождении зонда в колонне пишущее устройство устанавливалось против нулевой линии.
2.53. Длину электрода В рекомендуется брать возможно большей, чтобы кривая сопротивления не была искажена изменениями сопротивления этого электрода.
3. МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАДИОАКТИВНОГО КАРОТАЖА (PK)
3.1. Основными методами радиоактивного каротажа (РК), применяемого в инженерно-геологических изысканиях, являются:
гамма-каротаж (ГК);
гамма-гамма-каротаж (ГГК);
нейтрон-нейтронный каротаж (ННК).
Последние два метода при изучении инженерно-геологических скважин объединены общим названием радиоизотопные методы измерения плотности и влажности грунтов. При их проведении следует руководствоваться ГОСТ 23061-90 ??17].
Радиоизотропные намерения плотности и влажности грунтов в процессе внедрения зондов, в массив грунта (обычно статическим зондированием) называются пенетрационным каротажем.
3.2. Для проведения радиоактивного каротажа применяется аппаратура, прошедшая метрологическую поверку.
Гамма-каротаж (ГК)
3.3. Гамма-каротаж (ГК) применяется для литологического расчленения разреза, оценки глинистости пород, а также для проведения корреляции разрезов по скважинам.
3.4. Наибольшей радиоактивностью обладают глины, наименьшей - чистые разности песков, известняки, доломиты. Эффективный радиус исследования при ГК уменьшается с увеличением плотности.
3.5. Максимальная скорость V перемещения зонда ГК определяется по формуле
где
|
hmin |
минимальная мощность пласта, м; |
|
l |
длина зонда, м; |
|
?? |
постоянная времени, с; |
|
b |
коэффициент, учитывающий точность измерения (при качественной интерпретации он равен 2, при количественной - 2,5-3). |
3.6. При количественной интерпретации данных ГК следует пользоваться показаниями, приведенными к стандартным условиям по специальным палеткам (номограммам).
3.7. Для отсчета относительных показаний проводят линию по максимальным значениям (линия глин) и по минимальным (линия песков); принимая интервал между этими линиями за 100% или за 1, разбивают его на равные части, по полученной условной шкале отсчитывают относительные показания.
3.8. Гамма-каротажные исследования проводятся эталонированной аппаратурой. При проведении эталонирования следует соблюдать следующие условия:
постоянная времени ?? должна оставаться неизменной;
измерения проводят не ранее, чем через 3 мин. после установки эталона;
допустимая погрешность измерения не более 2%.
Эталонирование аппаратуры следует проводить не реже одного раза в квартал, а также после замены радиодеталей измерительной схемы, которая может вызвать изменение чувствительности аппаратуры.
Гамма-гамма-каротаж (ГГК)
3.9. Гамма-гамма-каротаж (ГГК) применяется для измерения плотности грунтов в разрезе скважин, а также для уточнения литологического разреза, оценки общей трещиноватости и пустотности грунтов.
3.10. При проведении ГГК в основном используется метод рассеянного первичного гамма-излучения (метод альбедо). Глубинность исследования в прискважинном пространстве зависит от плотности пород, уменьшаясь с увеличением последней.
Радиус исследования в среднем (для грунтов плотностью 1500-1600 кг/м3) составляет около 10 см, уменьшаясь при возрастании плотности (до 2000 кг/м3) до 5 см. На показания ГГК существенное влияние оказывают неоднородности в прискважинной зоне: наличие и толщина глинистой корки, каверны, обсадные трубы и другие факторы.
3.11. Градуировку радиоизотопных плотномеров выполняют на аттестованных образцовых мерах плотности для рабочих условий измерений в диапазоне 800-2300 кг/м3 с номинальными значениями в следующих поддиапазонах:
800-1000; 1000-1300; 1300-1600; 1600-2000; 2000-2300 кг/м3.
Рекомендуется использовать в качестве градировочных сред грунты с коэффициентом вариации: плотности - не более 2,5%, весовой влажности - не более 10%. Градуировку следует проводить в трубах-имитаторах, материал и типоразмеры которых соответствуют трубам при полевых измерениях.
3.12. До и после проведения ГГК в скважине измеряют величину контрольного показания. Допустимое отклонение контрольного показания от значения, полученного при эталонировании, не более 5%.
Нейтрон-нейтронный каротаж (ННК)
3.13. Нейтрон-нейтронный каротаж (ННК) в основном используется для измерения влажности грунтов (нейтронный метод измерения влажности), уточнения литологического состава разреза. Он основан на зависимости между водосодержанием грунта и плотности) потока замедленных нейтронов в процессе их рассеяния на ядрах атомов водорода.
3.14. ННК проводится метрологически аттестованной аппаратурой. Для построения градировочной зависимости нейтронного влагомера для рабочих условий измерений в диапазоне объемной влажности 0 - 100% должны быть изготовлены и метрологически аттестованы образцовые меры объемной влажности Wov с номинальными значениями в следующих поддиапазонах: 0-5, 5-20, 20-35, 35-60, 60-100, 100% (вода).
Две из указанных образцовых мер объемной влажности должны быть изготовлены с постоянным значением плотности ñóõîãî грунта ??d, определенным с погрешностью не более 200 кг/м3.
3.15. Рабочая градуировка нейтронных зондов может проводиться в реальных грунтах на основе сопоставления показаний приборов и определения влажности грунтов термостатно-весовым методом по ГОСТ 5180-75 в пункте измерения. В местах рабочей градуировки грунт должен быть однородным в пределах объема, с которого снимается информация.
4. МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ПРОВЕДЕНИЯ
СЕЙСМО-АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА
Сейсмокаротаж (СК )
4.1. Сейсмокаротаж (СК) проводится для определения скоростного разреза вблизи скважины, а также для стратиграфической привязки сейсмических границ и идентификации сейсмических волн. При сейсмокаротаже, как правило, изучаются первые вступления проходящих (прямых) волн.
4.2. В зависимости от условий производства сейсмокаротажных работ его выполняют в вариантах "прямого" или "обращенного" каротажа. При прямом сейсмокаротаже источник упругих колебаний располагают на поверхности земли или вблизи ее, а приемники - в скважине. При обращенном - наоборот, приемники располагают на поверхности земли, а источники возбуждения упругих волн - в скважине.
4.3. Сейсмокаротаж может проводиться либо с помощью одно-двухканальных портативных установок, либо с помощью многоканальных сейсмостанций, используемых при наземных сейсморазведочных работах. В связи с этим требования к контролю за работой аппаратуры и оборудования должны соответствовать РСН 66-87.
4.4. Перед проведением работ скважина должна быть промыта (проэталонирована) и промерена. Во избежание заклинивания зонда спуск и подъем следует проводить медленно. Необходимо избегать приближения скважинного сейсмоприемника к забою скважины на расстояние менее 1 м.
4.5. Глубина погружения зонда определяется по счетчику или меткам на кабеле с точностью ??1 см. При применении многоканальных зондов необходимо обеспечивать идентичность каналов и представлять подтверждающие ее контрольные ленты, полученные перед началом работ и по их окончании, а также при замене зонда пли сейсмоприемника.
Акустический каротаж (АК)
4.6. Акустический каротаж (АК) применяется для детального расчленения разреза скважин по литологии, для обнаружения зон повышенной трещиноватости, разуплотнения и напряженного состояния пород.
Значения истинных скоростей упругих волн, измеренных при АК, исползуется для интерпретации результатов наземных и скважинных сейсмических наблюдений, для оценки инженерно-геологических характеристик грунтов и степени неоднородности массива.
Акустические наблюдения основаны на возбуждении и регистрации упругих колебаний в диапазоне частот 10-80 кГц. Примерная длина волн в скальных породах 5-30 см, в песчано-глинистых - 3-15 см; глубинность исследования стенок скважин колеблется от 10 до 57 см.
4.7. В качество излучателей и приемников в АК используются пьезопреобразователи, изучаются скорости продольных Vp и релеевских VR волн, реже поперечных волн Vs; динамические характеристики являются вспомогательным материалом при выделении и корреляции волн, а также при геологической интерпретации данных AК.
4.8. Неотъемлемой частью АК являются измерения скорости упругих волн на образцах (кернах) пород из каротируемых скважин, что позволяет значительно повысить возможности АК, особенно при количественной оценке трещиноватости и пористости пород. Диапазон рабочих частот при этом может быть расширен до 200 кГц.
4.9. В инженерных изысканиях может использоваться:
непрерывный АК с автоматической регистрацией времен прихода упругих волн;
многоканальный АК с точечной регистрацией волновой картины;
АК с точечной регистрацией волновой картины, снятой в сухой скважине.
4.10. Аппаратура непрерывного каротажа позволяет регистрировать следующие основные параметры:
времена пробега продольной волны Т1 и T2 на базе И1-П1 и И2-П2;
амплитуду продольных волн А1 и A2; регистрируемую на приемнике при работе излучателя И1 и И2;
затухание колебаний продольной волны на базе И1 И2,
;
интервальное время ??Т = T2 - Т1
4.11. В результате непрерывного АК получают диаграммы величин Т1, Т2, ??Т, А1, A2, или части из них (обычно достаточно Т1 и ??Т, А1 и . порядок работы с аппаратурой СПАК-2М и "Парус", методики получения диаграмм, контроля их качества и т.д. определяются соответствующими инструкциями.
4.12. Для проведения многоканального АК с точечной регистрацией используются ультразвуковые сейсмоскопы различных конструкций и скважинные зонды, изготовляемые силами геофизических организаций.
4.13. Наибольшее распространение получила установка многоканального каротажа Гидропроекта. Она состоит из ультразвукового сейсмоскопа, созданного на базе Р 5-5, снабженного фотоприставкой с аппаратом "Смена-8". На скважинном зонде через каждые 20 см размещены семь обратимых пьезопреобразователей с собственной частотой 70 кГц. Посредством экранированного кабеля РК-50-2 все семь ультразвуковых датчиков зонда непосредственно соединены со входом сейсмоскопа, где с помощью ручного переключателя они могут включаться как излучателями, так и приемниками ультразвука в любой комбинации. многоканальная запись получается путем поканального фотографирования волновых картин с экрана сейсмоскопа при одновременном перемещении фотопленки. Для облегчения последующей обработки полученные фотопленки ФЭД печатаются с увеличением 5:1 на фотоувеличителе П-10. Минимальный диаметр изучаемых скважин 58 мм.
4.14. Оптимальная стандартная методика наблюдений заключается в регистрации встречных годографов от двух крайних датчиков, каждый из которых подключается в качестве излучателя, а остальные последовательно â качестве приемников. При перемещении зонда с шагом 1 м по всей длине скважины получается непрерывная система встречных годографов. На каждой фотоосциллограмме, соответствующей одной стоянке зонда, размещаются 12 записей ультразвуковых колебаний и марки времени.
4.15. В сухих скважинах зонд прижимается к стенке скважины с помощью шарнирного или пневматического устройства.
Измерения при АК сухих скважин сводятся к регистрации волновых картин на электронно-лучевой трубке прибора путем фотографирования или зарисовки с обязательным фиксированием масштабных марок времени. Параллельно с этим необходим визуальный отсчет времени прихода первых вступлений и характерных фаз.
4.16. При каждом заданном положения зонда применяются встречные системы наблюдений по общепринятой схеме использования преобразователей зонда (датчиков). Зонд перемещается вдоль скважины с шагом, обеспечивающим перекрытие двух крайних точек. Положение зонда в скважине определяется по меткам на кабеле или специальном несущем тросе. АК выполняется при подъеме зонда.
4.17. В каротажном журнале регистрируется номер âîëíîãðàììû, номер кадра, глубина погружения зонда, номера пьезопреобразователей, используемых в качестве излучателя и приемника (нумерация оговаривается заранее и должна быть зафиксирована в журнале), времена первых âñòóïëåíèé è характерных (коррелируемых) экстремумов; зарисовывается типичная волнограмма и обозначаются те экстремумы, времена которых записываются в журнале.
4.18. АК целесообразно применять в комплексе с наземной и шахтной сейсморазведкой, ВСП, сейсмическим и акустическим просвечиванием, электроразведкой.
Проведение комплексных, разночастотных и разнометодных исследований позволяет достаточно надежно охарактеризовать физико-механические свойства различных объемов массива горных пород, выявлять влияние масштабного фактора на данные разных методов.
