РСН 46-79. Инструкция по применению каротажных методов при инженерных изысканиях для строительства


После контрольного замера измеряют температуру при различных понижениях уровня жидкости в скважине, вызывающих приток в нее воды из водоносных горизонтов.

7.21. Метод продавливания применяется при режиме, возможно более близком к установившемуся. Работы сводятся к продавливанию столба жидкости порядка 50 ?? 100м, до продавливания и в процессе его проводят ряд замеров температуры.

8. МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ПРОВЕДЕНИЯ РЕЗИСТИВИМЕТРИИ СКВАЖИН

8.1. Резистивиметрию применяют для решения следующих основных задач:

оценки фильтрационных свойств водоносных пород;

выявления зон притока (поглощения) воды в скважину;

оценки общей минерализации подземных вод.

Резистивиметрию обычно используют с другими видами каротажа (электрокаротаж, расходометрия, термометрия, кавернометрия).

8.2. Благоприятными условиями для применения метода являются:

достаточно большая мощность водоносных пород;

сравнительно небольшая минерализация (не более 2 г/л) подземного потока;

относительно высокая скорость движения потока.

8.3. Резистивиметрию можно проводить скважинными резистивиметрами различной конструкции. Различают два типа резистивиметров: открытого и закрытого типа. К первому типу относятся резистивиметры, измерительные элементы которых не закрыты металлическим или диэлектрическим экраном от окружающей среды. Это резистивиметры типа РСЭ-57, РКД, PC-61, РТ-65 и др. Ко второму типу принадлежат резистивиметры, измерительные элементы которых отделены экраном от среды, но открыты для доступа жидкости. Это резистивиметры типа PA-3, РСМ-50, РСМ-56, РСМ/К и др.

8.4. Изучение фильтрационных свойств пород и определение мест притока воды проводят при нарушении естественного режима подземных вод (искусственное засоление воды в скважине, наливы или откачки). Определение минерализации подземных вод выполняют без нарушения естественного режима водоносного горизонта.

8.5. Резистивиметрию можно проводить как в необсаженных скважинах, так и в скважинах, оборудованных фильтрами.

Измерения с резистивиметрами следует проводить при движении прибора сверху вниз. Скорость движения должна быть не более 500 м/ч.

8.6. Коэффициент скважинного резистивиметра определяют но измерениям в жидкости с известным удельным сопротивлением ??0 по формуле

где J0 ?? сила тока в цепи;

??V0 ?? разность потенциалов.

Измерения следует производить при трех-четырех значениях силы тока и в нескольких растворах, отличающихся по сопротивлению.

8.7. Резистивиметрию скважин проводят только эталонированным прибором. Различные по конструкции резистивиметры имеют свои специфические особенности при эталонировании (прил. 25).

8.8. Скорость фильтрации подземного потока определяется наблюдением за вымыванием солей в скважине.

Методика измерений состоит в следующем. После замера удельного сопротивления (УЭС), соответствующего естественной минерализации подземных вод, вода в скважине равномерно засолоняется. Для этого скважину промывают раствором повышенной концентрации или протягивают вдоль ее ствола пористый мешок с поваренной солью.

Количество соли, растворенной в 1 л воды скважины, должно зависеть от ожидаемых скоростей фильтрации подземного потока. Процесс засолонения рекомендуется проводить до получения концентрации раствора, в 4 ?? 5 раз превышающего естественную минерализацию воды (м).

В скважинах с малыми скоростями фильтрации величина засолки уменьшается до 1,5 ?? 2 м.

Тотчас после операции засоления снимается контрольный замер резистивиметром для проверки степени однородности раствора по стволу скважины.

Через 10 ?? 15 мин после контрольной регистрируется следующая резистивимограмма, а затем периодически с интервалом 15 ?? 30 мин и более проводятся последующие регистрации. Чем меньше скорость фильтрации подземных вод, тем больше должен быть разрыв между замерами и тем позднее проявятся на резистивиметрических кривых (увеличением УЭС раствора) места притоков воды в скважину.

8.9. Все резистивиметрические кривые совмещают по глубинным меткам и наносят на один график, причем шифр кривых — время. Оценку скоростей фильтрации подземных вод проводят через 1 ?? 5 м (в зависимости от характера разреза) в интервалах проницаемых пород.

8.10. Для определения скорости подземного потока по методу вымывания электролита используются данные последних кривых перед полным восстановлением удельного сопротивления воды на изучаемом интервале скважины.

Скорость фильтрации определяется по формуле

где r ?? радиус скважины;

С0 ?? естественная минерализация подземных вод;

С1 и С2 ?? концентрация раствора в скважине, соответствующая моментам времени t1 и t2.

8.11. Для определения мест притока (поглощения) измерения сводятся к проведению ряда замеров удельного сопротивления жидкости, заполняющей ствол скважины, при искусственном нарушении режима (оттартывание, продавливание).

В необсаженных скважинах при малом дебите определять места притока можно только методом оттартывания. При значительном дебите места притока можно определять и методом оттартывания и методом продавливания. При наличии нескольких притоков (поглощений) с помощью метода продавливания практически определяется лишь высокодебитный приток.

8.12. Точность определения мест притока недостаточно высока из-за перемешивания воды различной минерализации в результате конвекционных потоков.

8.13. Погрешность определения естественной минерализации резистивиметрией, если неизвестен относительный состав (класс и группа) изучаемой воды, достигает для вод хлоридного класса группы натрия 10 %, для вод карбонатного класса группы кальция — 8,1 % и для вод сульфатного класса группы кальция — 20 %. Если известен относительный состав воды, погрешность составит только 4 ?? 8 %.

8.14. Резистивиметрию следует проводить в масштабе 1:200. Первоначальная резистивиметрическая кривая регистрируется в произвольном масштабе для уточнения фактического забоя скважины и определения естественной минерализации подземных вод.

8.15. При проведении инженерно-геологических изысканий в случае отсутствия интенсивных переливов между водоносными горизонтами рекомендуется применять способы измерения при наливах. Сущность указанного способа заключается в прослеживании с помощью резистивиметра скорости перемещения вниз по стволу скважины границы двух жидкостей различного удельного сопротивления при стабильном наливе. Последний достигается путем применения регулировочного бака постоянного уровня.

8.16. Резистивиметрию при наливах ведут в следующей технологической последовательности:

измеряют глубину уровня электроуровнемером;

в масштабе 1:200 регистрируют резистивимограмму, по которой определяют глубину скважины и минерализацию подземных вод;

скважину равномерно засолоняют хлористым натрием до концентрации раствора не более 2 ?? 4 г/л. При естественной минерализации воды более 2 г/л засолонение не производят;

вновь измеряют глубину уровня подземных вод;

регистрируют одну-две резистивимограммы, характеризующие качество засолонения и наличие переливов между отдельными водоносными горизонтами;

проводят стабильный налив пресной воды в скважину с таким дебитом, чтобы начальная скорость движения воды в скважине не превышала 0,5 ?? 1 м/мин;

одновременно с началом налива периодически записывают резистивимограммы, которые фиксируют движущуюся вниз границу жидкостей различного сопротивления;

проводят кавернометрию в случае необсаженных скважин.

8.17. В случае исследования самоизливающихся скважин или скважин, в которых наблюдаются очень высокие напоры водоносных горизонтов и интенсивные переливы между ними, рекомендуется проводить резистивиметрию при откачках (оттартываниях).

9. МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ПРОВЕДЕНИЯ КАВЕРНОМЕТРИИ И ИНКЛИНОМЕТРИИ СКВАЖИНЫ

Кавернометрия (КМ)

9.1. Измерение каверномером проводят с целью:

контроля состояния ствола скважины при бурении;

получения исходных данных о среднем диаметре скважины при обработке материалов БКЗ, радиоактивного каротажа (ННК, НГК, ГГК), расходометрии и резистивиметрии;

уточнения геологического разреза скважины.

9.2. Увеличение диаметра скважины наблюдается:

в глинистых породах, размокающих от набухания глинистых частичек и обрушивающихся в результате этого;

в некоторых рыхлых песках, размывающихся в процессе бурения;

в кавернозных и трещиноватых известняках и доломитах, а также при пересечении скважины карстовых полостей.

Уменьшение диаметра скважины наблюдается против проницаемых песчаных и карбонатных пород.

9.3. Диаметр скважин рекомендуется измерять каверномерами типа СКС-4, КФМ, КВ-2, КМ-1, КМ-2, КЭМС-1.

9.4. При регистрации данных каверномером с омическим датчиком, рассчитанным на работу с трехжильным кабелем, для получения заданного масштаба регистрации (п в см) необходимо, чтобы при подключении измерительного канала к контрольному шунту R0 отклонение пишущего устройства (в см) составляло

где С — постоянная каверномера.

9.5. Для уменьшения погрешности измерений из-за непостоянства силы тока питания рекомендуется стабилизировать силу тока включением в цепь питания большого балластного сопротивления.

9.6. Перед записью каверномером регистрируются:

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 каверномера.

После записи показаний (на диаграмме или точечной регистрации) фиксируются данные в обсадной колонне на интервале не менее 10 м с отбивкой башмака колонны. Точность измерения диаметра скважины оценивается по записи в колонне. Погрешность измерения не должна превышать ?? 1,5 см. Если она превышает допустимую, следует повторить градуировку каверномера.

9.7. Градуировка каверномера сводится к получению кривой зависимости показаний регистратора от диаметра раскрытия рычагов каверномера. Для этого рычагом каверномера при помощи какого-либо устройства (мерных колец, крестовины с отверстиями для рычагов) задают определенное отклонение и производят отсчет, показаний па пишущем устройстве. По результатам проведенных при градуировке измерений строят кривую зависимости ; пересечение ее с ординатой дает нулевой диаметр d0, угловой коэффициент — постоянную С. Градуировку каверномера, рассчитанного на работу с трехжильным кабелем, рекомендуется проводить не реже одного раза в месяц.

9.8. Измерения каверномером производят при подъеме снаряда. Максимально допустимая скорость регистрации не более 500 м/ч.

9.9. Рекомендуемый масштаб регистрации 1:5. При детальных исследованиях в зависимости от геологических условий допускается регистрация кавернограмм в масштабе 1:2 и 1:1.

Инклинометрия (ИМ)

9.10. Инклинометрия скважины проводится в целях:

контроля за сохранением заданного ее направления, определения угла и направления (азимута) отклонения оси скважины от вертикали;

получения исходных данных для геологических построений и определения положения забоя.

9.11. Измерение искривления скважин рекомендуется проводить инклинометрами типа ИШ-2, ИШ-4, ИК-2, фотоинклинометром типа ИФ-2, КИТ, МИ-30 и другими приборами аналогичного типа. Длина инклинометра с грузом-направлением должна быть не менее 2 м в скважинах диаметром более 200 мм и не менее 1,5 м в скважинах диаметром менее 200 мм.

Угол между главными осями инклинометра и груза-направления (удлинителя) не должен превышать половину допустимой погрешности в угле отклонения от вертикали.

9.12. Инклинометрию проводят после полной остановки кабеля в точках через 5 или 10 м. При контрольных измерениях перекрывают не менее трех ранее замеренных точек.

9.13. Погрешность в измерении угла и азимута отклонения не должна превышать следующих величин:

Угол отклонения, град.

Допустимые погрешности

угла отклонения

азимута

2

30??

??

2 ?? 5

30??

10°

5 ?? 10

30??

5??

10 ?? 50

5??

50

2??

9.14. Контролировать показания инклинометра рекомендуется не реже одного раза в месяц.

При контрольных измерениях снимаются показания в четырех отличающихся на 90?? азимутах при различных углах отклонения от вертикали. Наряду с этим, должны быть сделаны измерения при характерных для данного типа прибора значениях угла и азимута отклонения, при которых наиболее полно выявляются погрешности результатов.

9.15. При обнаружении значительного расхождения между показаниями инклинометра и фактическими значениями азимута и угла отклонения проводят градуировку прибора по результатам контрольных замеров или регулируют приборы и их измерительную схему так, чтобы отсчет по шкале давал точный результат.

9.16. Результаты измерений записывают в журнал в виде таблицы. Заголовок таблицы содержит следующие сведения:

наименование организации, проводящей работы, район, номер скважины;

данные о конструкции скважины (глубина забоя, башмака, диаметра колонны и скважины);

данные о наземном и скважинном оборудовании (тип, и номер скважинного прибора и регистратора);

цена первой метки в м;

расчет поправок к показаниям счетчика;

дата последней тарировки;

дата измерений и подписи оператора и проверяющего.

10. ДОКУМЕНТАЦИЯ И ПРИЕМКА ПОЛЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ

10.1. Первичными полевыми документами каротажных работ являются:

при работе с каротажными станциями — градуировочные (эталонировочные) диаграммные записи, рабочие каротажные диаграммы;