4.19. При специальных исследованиях стенок скважин с целью выявления в грунтах трещин и элементов залегания пород целесообразно использовать комбинированный фотоакустический зонд.
5. МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ПРОВЕДЕНИЯ ГИДРОКАРОТАЖНЫХ РАБОТ
Резистивиметрия (Рез)
5.1. Резистивиметрию скважин применяют для решения следующих основных задач:
оценки общей минерализации подземных вод;
выявления водоносных и âодопоглощающих горизонтов в скважине;
оценки фильтрационных свойств водоносных горизонтов.
5.2. В первую задачу входит определение минерализации бурового раствора сразу после бурении с промывкой технической водой, а также естественной минерализации подземных вод в пересчете на NaCl после интенсивной прокачки до полного осветления воды.
5.3. Наиболее благоприятными условиями для проведения метода являются:
достаточно большая мощность водоносного горизонта;
сравнительно небольшая минерализация подземного потока (не более 2 г/л);
относительно высокая скорость потока.
5.4. Резистивиметрию проводят скважинными резистивиметрами различной конструкции. Различают резистивиметры открытого и закрытого типа. К открытому типу относятся резистивиметры, измерительные элементы которых не закрыты металлическим или диэлектрическим экраном от окружающей среды, к закрытому - резистивиметры, измерительные элементы которых отделены экраном от среды, но открыты для доступа воды.
5.5. Коэффициент скважинного резистивиметра определяется по измерениям в жидкости с известным удельным электрическим сопротивлением при трех-четырех значениях силы тока и в нескольких растворах, отличающихся по сопротивлению.
5.6. Резистивиметрию проводят только эталонированным прибором. Различные по конструкции резистивиметры имеют свои специфические особенности при эталонировании. Эталонировка приборов проводится не реже одного раза в месяц, либо после ремонта.
5.7. Резистивиметрия проводится как в необсаженных скважинах, так и в скважинах, оборудованных фильтрами. Измерения при непрерывной записи проводятся, как правило, при движении снаряда сверху вниз. Скорость движения не более 500 м/ч. При точечной регистрации шаг измерений рекомендуется минимальный (0,1-0,2 м).
5.8. Определение мест притока (поглощения) воды в скважине, изучение фильтрационных свойств пород выполняются при нарушения естественного режима подземных вод (искусственное засоление воды в скважине, наливы или откачки).
5.9. Оценка фильтрационных свойств водоносных горизонтов с помощью резистивиметра основана на фиксации степени растворения солей искусственно созданного солевого раствора в скважине подземными водами во временном цикле.
Основное внимание следует обращать на равномерность засоления воды по стволу скважины (в зависимости от интенсивности потока) и на величину временного цикла. Измерения выполняются до полного растворения солей.
5.10. Первоначальная кривая резистивиметрии регистрируется для уточнения уровня воды в скважине, фактического забоя и определения естественной минерализации подземных вод.
5.11. Для контроля равномерности подсоления воды рекомендуется записать одну, в водонапорных комплексах - не менее двух, разделенных небольшим интервалом времени, кривых ??b. При необходимости следует повторить подсолку воды для достижения необходимой концентрации соли в столбе воды.
5.12. Для определения мест притока (поглощения) измерения сводятся к проведению ряда замеров УЭС жидкости, заполняющей ствол скважины, при искусственном нарушении режима (откачки, наливы).
5.13. В случае самоизливающихся скважин, скважин с высокими пьезометрическими уровнями подземных вод в слабопроницаемых породах, при очень высоких напорах водоносных горизонтов и интенсивных переливах, при отсутствии источников забора воды проводятся послойные определения водопроводимости и коэффициента фильтрации при откачках с применением пакерных устройств.
5.14. В случае отсутствия интенсивных переливов между водоносными горизонтами применяются резистивиметрические измерения при наливах. В данном случае в одиночных скважинах возможно определение водопроводимости и коэффициента фильтрации. Метод основан на использовании зависимости между изменениями объемного расхода воды, проходящего по стволу одиночной скважины при наливе, и водопроводимостью пересеченных ею горных пород.
5.15. Разделение толщи на слои различной водопроводимости и оценка частных дебитов поглощения воды при наливе осуществляется по графику вертикальной скорости, при этом необходимо поддерживать стабильность дебита налива воды в скважину на протяжении всего цикла намерений с помощью регулирующего бака постоянного уровня.
5.16. После засоления начинается опытный налив в скважину пресной воды. Периодически, на протяжении всего времени налива ведутся замеры глубины до динамического уровня через 5-10 мин. В случае изменения дебита при обработке материалов необходимо привести рассчитываемые скорости движения раздела жидкости к одному расходу.
5.17. Одновременно с началом налива начинается периодическая запись резистивиметровых кривых, которые отчетливо отмечают движущуюся вниз границу раздела жидкостей различного сопротивления. Скорость подъема кабеля при замерах не должна превышать 600-1000 м/ч.
5.18. Замеры резистивиметром ведутся до тех пор, пока граница раздела жидкостей вплотную не подойдет к забою скважины, либо пока не остановится, достигнув кровли самого низшего водоупорного слоя. Одновременно прекращается налив.
5.19. В случае исследования скважин, вскрывших напорный горизонт, операции полностью повторяются при наливе с дебитом вдвое большим или меньшим первоначального, что необходимо для определения пьезометрических уровней водоносных горизонтов.
5.20. Продолжительность исследований скважин наливами в зависимости от геолого-технических условий и решаемых задач варьирует в довольно широких пределах и может регулироваться величиной дебита.
Расходометрия (РМ)
5.21. Расходометрия применяется с целью:
детального изучения разрезов скважин с выделением проницаемых и водоносных пород;
определения фильтрационных характеристик последних.
С помощью расходометрии могут бить получены сведения о водоносных пластах: глубине залегания, мощности, водопроводности, удельном дебите, пьезометрическом напоре, коэффициенте фильтрации и других параметрах.
5.22. Для расходометрических измерений наиболее удобны фонтанирующие скважины, не требующие искусственного создания в них динамического, режима. В нефонтанирующих скважинах расходометрия ведется при откачках, наливах (нагнетаниях) и в режиме естественного статического уровня подземных вод.
5.23. Для расходометрических наблюдений требования к подготовке скважин те же, что и для опытных откачек и нагнетаний.
После окончания бурения и посадки фильтра каждую скважину необходимо тщательно прокачать до полного осветления воды. Расходометрические исследования следует проводить в процессе или после опробования скважины откачками, которые способствуют восстановлению нормальной проницаемости стенок скважины.
5.24. При невозможности проведения расходометрии в скважинах с установленным эрлифтом необходимо применение микроэрлифта. В качестве последнего можно использовать портативную установку эрлифта с полиэтиленовыми шлангами и подачей воздуха от ресивера каротажной станции или легкого компрессора с электропитанием от генераторной группы.
5.25. При низком удельном дебите водоносных горизонтов и их относительно глубоком залегании применяют наливы вследствие их простоты и экономичности.
5.26. В подготовительный период подбирают материалы комплексного каротажа, сведения о геологическом разрезе, конструкции скважины, данные о статическом уровне подземных вод, фонтанировании, результатах пробных и опытных откачек. В обязательном порядке выполняется кавернометрия.
5.27. При наличии перетекания воды в скважине для раздельного определения их фильтрационных характеристик требуется оценивать пьезоуровень каждого пласта в отдельности. В этом случае следует применять расходомер с пакерной насадкой.
5.28. Расход осевого потока воды в скважинах рекомендуется измерять в два этапа с установкой расходомера в фиксированных точках. На первом этапе производят обзорные измерения с интервалом между точками установки расходомера через 2-5 м в скважине с открытым стволом глубиной 100-200 м и с интервалом 10 м в более глубоких скважинах. На втором этапе рекомендуется проводить детальные измерения с шагом от 2 до 0,25 м.
5.29. При использовании расходомера с пакерной насадкой по кавернограмме предварительно намечаются диаметры резиновых манжет пакера и границы интервалов по глубине, где их нужно иметь.
5.30. Расход осевого потока в точках наблюдений определяется по тарировочным графикам или соответствующим формулам ??8??, исходя из скорости вращения крыльчатки, которая устанавливается по электромеханическому счетчику и секундомеру. В зависимости от скорости вращения время замеров может быть равно 0,5 2 мин.
5.31. При неустановившемся режиме фильтрации методика работ состоит в óìåíüøåíèè циклов расходометрии. В этом случае необходимо, чтобы каждый график дебита по оси скважины синхронизировался с одним определенным дебитом и динамическим уровнем воды в опытной скважине. Послойные расчеты водопроводимости и коэффициента фильтрации пород следует вести по уравнениям установившейся фильтрации.
Кавернометрия (КМ)
5.32. Кавернометрия проводится с целью:
контроля состояния ствола скважины при бурении;
получения сведения о среднем диаметре скважины при обработке материалов, БКЭ, ННК, ГК, ГГК, ÐM и Рез;
уточнения литологической характеристики пород.
5.33. Для измерения диаметра скважины применяют скважинные приборы - каверномеры различного типа. Большинством каверномеров измерения выполняются при подъеме снаряда. Каверномер КФМ, предназначенный для измерения в скважинах малого диаметра, имеющий специальную систему мерных рычагов, позволяет в раскрытом (рабочем) положении перемещать прибор по стволу скважины в обоих направлениях. Каверномер КСУ имеет управляемую гидравлическую систему для четырехкратного раскрытия и закрытия мерных рычагов по команде, переданной с поверхности. Это позволяет выполнить повторные измерения диаметра на заданных интервалах без извлечения прибора из скважины.
5.34. Каверномеры перед изменениями эталонируют с помощью калибровочных колец. По результатом эталонировки строят график зависимости измеряемого напряжения от величины раскрытия мерных рычагов (диаметр кольца). Градуировку каверномера, рассчитанного на работу с трехжильным кабелем, рекомендуется проводить не реже одного раза в месяц.
5.35. Перед записью каверномером фиксируются:
положение нулевой линии или отклонение пишущего устройства при сжатых рычагах прибора;
отклонение пишущего устройства при нахождении прибора в градуировочном кольце или при полностью раскрытых рычагах прибора.
После записи показаний фиксируются данные в обсадной колонне на интервале не менее 10 м с отбивкой башмака колонны. Точность измерений диаметра скважины оценивается по записи в колонне. Погрешность измерений не должна превышать ??1,5 см. Если она превышает допустимую, следует повторять градуировку.
5.36. Максимально допустимая скорость регистрации при непрерывной записи не более 500 м/ч. Рекомендуемый масштаб регистрации 1:5.
Термометрия
5.37. При инженерно-геологических гидрогеологических изысканиях измерения температуры в скважинах проводятся для решения различных задач.
в области распространения грунтов с отрицательной температурой эти задачи следующие:
определение температурного режима грунтов в естественных и нарушенных мерзлотно-грунтовых условиях;
определение температурного режима грунтов в процессе проведения специальных опытных работ.
В области распространения грунтов с положительной температурой:
определение температурного режима водонасыщенных и текучепластичных грунтов с целью создания "мерзлотных завес" для производства подземных строительных работ.
При проведении гидрогеологических изысканий:
определение в процессе стабильной откачки местоположения водоносных горизонтов;
определение температурного режима воды по стволу скважины при стабильном режиме налива с целью определения фильтрационных характеристик грунтов;
определение температурных свойств слоев разреза по градиент-термограммам;
определение температуры воды по стволу скважины при оценке минерализации подземных вод по данным резистивиметрии.
5.38. Для измерения температуры в скважинах применяют термометр сопротивления, максимальный ртутный термометр и глубинный самопишущий термометр. Основным является термометр сопротивления, рассчитанный на работу с трехжильным или одножильным кабелем.
5.39. Измерения температуры в скважинах проводятся при двух тепловых режимах: неустановившемся и установившемся.
Измерения при установившемся режиме проводятся для решения различных задач, в том числе выяснения температурного режима работы приборов, учета температуры при интерпретации данных каротажа, определения мест притока воды (поглощения) в скважины и т.д.
Измеренная при неустановившемся тепловом режиме температура значительно отличается от естественной температуры пород на соответствующей глубине, разница тем больше, чем меньше времени прошло от момента прекращения циркуляции.
5.40. Измерения температуры при установившемся режиме проводят для определения естественной температуры пород. Измерения температуры в этом случае производят после длительного (больше 10 сут.) пребывания скважины в покое. Более точное значение времени пребывания скважины в покое устанавливается для данного типа скважин и района по опытным замерам в различное время; допустимым считают такое время нахождения скважины в покое, после которого температура пород в любой точке скважины изменилась не более чем на 1??С в течение значительного (не менее суток) интервала времени.
