Инструкция по применению каротажных методов при инженерных изысканиях для строительства

Хорошее качество — результаты измерений полностью соответствуют требованиям настоящей Инструкции.

Удовлетворительное качество — результаты измерений не выходят за пределы допустимых погрешностей, но диаграммы (отсчеты) записаны с дефектами. К ним относятся:

отсутствие некоторых обязательных сведений в типовом штампе подлинников диаграмм, журналах регистрации;

отсутствие контрольных записей в обсадной колонне, предусмотренных для данного вида исследований;

отсутствие градуировочных записей в начале или в конце диаграммы;

небольшие разрывы на диаграммах или размывы записи (небрежное оформление цифровых записей в журнале), не исключающие возможности восстановления конфигурации кривой;

отличие фактического масштаба регистрации от принятого в paйонe;

большое количество переносов, плохое взаимное расположение кривых, неудовлетворительная обработка фотобумаги и т.д.

Брак — диаграммы (отсчеты) записаны с погрешностями, превышающими допустимые, в результате чего материал не может быть использован для решения задач, поставленных перед данным видом исследования.

Материал с оценкой "брак" к обработке не допускается и подлежит полной переделке.

10.12. В процессе полевых работ начальник партии проверяет деятельность каротажной группы (бригады, отряда) не менее одного раза в месяц на каждом объекте, в том числе оценивает качество полевых и камеральных материалов. Текущий контроль оформляется по типовой форме-акту согласно пр. 3 (форма 12) РСН 43-74. Акт составляется в двух экземплярах. Один экземпляр акта хранится у начальника партии (отряда), другой в экспедиции (отряде).

10.13. По окончании полевых работ на том или ином объекте проводят проверку и приемку полевых материалов. Для этого организуется специальная комиссия, в состав которой должны входить представители каротажной партии (отряда) и специалисты, не являющиеся сотрудниками партии (отряда), общим числом не менее трех человек.

10.14. В акте приемки полевых материалов должны быть отражены:

оценка качества полевого материала;

степень решения поставленных программой работ;

оценка организационно-хозяйственной деятельности партии (отряда).

Проверке и приемке подлежат:

план расположения прокаротированных скважин;

каротажные диаграммы;

сменные рапорта операторов;

журналы записи;

журналы эталонировки (градуировки) аппаратуры;

журналы учета и регистрации диаграмм;

предварительные материалы по первичной обработке каротажных записей (анаграмм, журналов регистрации);

акты выполненных объемов работ.

Акты проверки и приемки (в двух экземплярах) должны быть подписаны членами комиссии и утверждены начальником вышестоящего подразделения (экспедиции, отдела). Экземпляры акта передаются в отдел (экспедицию) и начальнику каротажной партии (отряда).

10.15. Для всех видов каротажных исследований, которые проводятся аппаратурой, требующей предварительной эталонировки (градуировки), должны соблюдаться установленные сроки выполнения этих операций; в случаях несоблюдения установленных сроков, полученный материал должен быть забракован. Акты эталонировки (градуировки) сдаются начальнику партии за подписью исполнителей работ.

11. ОБРАБОТКА КАРОТАЖНЫХ ДИАГРАММ И ДРУГИХ ПЕРВИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

11.1. Результаты каротажа скважин подлежат тщательному контролю. В подлинниках материалов каротажных работ необходимо:

проверить оформление штампа диаграмм, разметку глубин, правильность расчета цены первой метки для каждого вида каротажа;

сопоставить глубину башмака обсадной колонны и забоя (определенные по диаграмме) с данными бурения;

сопоставить между собой результаты повторных измерений, данные каротажа, полученные в разное время, диаграммы различных видов каротажных исследований в данной скважине и на основании такого сопоставления оцепить возможную погрешность определения глубин и результатов измерений.

11.2. Необходимо проверить стабильность работы измерительной аппаратуры. Для этого пользуются отметками положения нулевых линий, записями в колонне, записями намеряемой величины при неподвижном каротажном зонде. Необходимо также проверить контрольные записи, градуировочные (эталонировочные) графики, режим работы аппаратуры, скорость записи, правильность выбора предела измерений; при радиоактивном каротаже — правильность выбора постоянной времени t.

11.3. При обработке материалов бокового каротажного зондирования (БКЗ) необходимо соблюдать следующие методические условия:

выделение слоев производится по совокупности всех кривых КС с учетом результатов других видов каротажа;

обработка может быть произведена лишь для однородных слоев; слои, представленные переслаиванием пород, отличающихся более чем на 25 % друг от друга по удельному сопротивлению, не подлежат исследованию;

не допускается брать для исследования часть слоя или объединять несколько слоев с различной характеристикой УЭС в один слой;

по результатам измерений КС различными зондами для каждого из выбранных для исследования слоев строят кривую зависимости r_к от длины зонда на билогарифмическом бланке с модулем, равным 6,25 см.

На бланк наносят линии, соответствующие удельное сопротивлению r_ф фильтрата, диаметру скважины d, удельному сопротивлению вмещающих пород r_п, мощности слоя h.

Диаметр скважины определяют по кавернограмме, а при ее отсутствии принимают равным диаметру долота. При обработке результатов БКЗ необходимо точно знать удельное сопротивление фильтрата или воды, заполняющей скважину. Интерпретацию материалов БКЗ проводят в соответствии с руководствами [6, 8].

11.4. Цель обработки диаграмм микрозондов — выделение проницаемых слоев и определение удельного сопротивления промытой зоны, прилегающей непосредственно к стенке скважины. При определении УЭС промытой зоны по диаграмме микрозондов следует пользоваться палетками, которые получены для конструкций того микрозонда, которым проводились измерения. Если диаметр скважины против пласта превышает диаметр фонаря микрозонда, то количественная обработка данных микрокаротажа не проводится.

11.5. При обработке материалов радиоактивного каротажа (ГГК, НГК) в показания вводят поправку за естественное гамма-излучение. Для этого показания кривой ГК против данного интервала скважины умножают на коэффициент, учитывающий различие в эффективности индикатора НГК и ГК (или ГГК и ГК) к естественному гамма-излучению пород в скважине. Показания всех кривых должны быть выражены в одинаковых единицах (обычно в имн/мин).

11.6. При использовании данных радиоактивного каротажа для количественных измерений необходимо учитывать влияние условий измерений.

На показания ГК наибольшее влияние оказывают диаметр скважины, плотность фильтрата, а в обсаженных скважинах — толщина обсадной колонны; на показания ГГК ¾ диаметр скважины, глинистая корка, плотность фильтрата; на показания НГК — толщина глинистой корки, соленость фильтрата, в необсаженной скважине — диаметр скважины.

Исходные данные для учета скважинных условий следует получать по результатам других видов исследований ¾ БКЗ, кавернометрии, резистивиметрии, микрокаротажа и др.

11.7. При обработке данных радиоизотопных измерений, особенно результатов нейтронного метода измерений влажности, необходимо учитывать влияние аномальных поглотителей, связанного водорода, органического вещества и карбонатов. Аномальные поглотители нейтронов широко распространены в засоленных и загипсованных грунтах.

Существуют два способа исключения влияния аномальных поглотителей: института ВНИИГиМ и института НИИОСП.

11.8. В способе ВНИИГиМ рекомендуется проводить измерения двухразмерным зондом или двумя зондами, из которых у одного зонда источник находится в рабочем положении от детектора, а у другого удален от него на инверсионное расстояние. Последний зонд не чувствителен к изменению влажности, его показания определяются только присутствием аномальных поглотителей. Отношение показаний с рабочим и инверсионным зондами не зависит от присутствия аномальных поглотителей.

В способе НИИОСП изучается распределение поля медленных нейтронов в точке измерения. При этом снимаются показания приборов на нескольких расстояниях от источника. Подробная методика учета поглотителей изложена в рекомендациях [14].

11.9. Первичную обработку данных сейсмокаротажа и вертикального сейсмического профилирования следует выполнять с соблюдением требований "Инструкции по применению сейсморазведки в инженерных изысканиях для строительства" РСН 45-77 пп. 6.1 ¾ 6.6.

11.10. Продольные волны при сейсмокаротаже и ВСП регистрируются первыми и их выделение и корреляцию следует проводить по обычным для сейсморазведки принципам. При выделении поперечных волн на записях ВСП необходимо руководствоваться следующими основными признаками:

поперечные волны регистрируются в последующих вступлениях на фоне ранее пришедших колебаний;

амплитуда колебаний поперечных волн, как правило, больше, чем амплитуда колебаний продольных волн;

видимая частота колебания в записи поперечных волн, как правило, ниже, чем частота колебаний продольных волн;

форма записи колебаний у поперечных волн обычно более сложная, чем у продольных;

формы годографов продольных и поперечных волн различаются между собой незначительно;

достаточным признаком, указывающим на принадлежность зарегистрированных волн к классу поперечных горизонтально поляризованных волн, служит обращение фаз колебаний на 180° при изменении направления горизонтального удара на противоположное.

11.11. В наблюденные годографы продольных и поперечных волн должны быть введены поправки:

за неидентичность тракта записи;

за отклонение выделенной фазы записи полезной волны от момента ее вступления.

Годографы продольных и поперечных волн с введенными в них поправками подлежат качественной и количественной интерпретации.

Количественная интерпретация годографов сейсмокаротажа может производиться только после приведения их к виду условно продольных годографов.

11.12. Приводить наблюденные годографы к виду условно продольных следует на основе модели однородной среды. Для этого необходимо наблюденные времена на каждой глубине умножить на косинус угла между осью ствола скважины и наклонным прямолинейным лучом, проведенным из пункта удара в точку наблюдения. По прямолинейным протяженным участкам приведенных годографов определяется пластовая скорость, а по точкам излома годографа — границы слоев.

Для повышения точности определения пластовой скорости целесообразно использовать аналитические методы ¾ метод наименьших квадратов и метод линейного программирования [15].

11.13. Годографы ВСП следует обрабатывать либо путем приведения их к виду продольных, либо непосредственно по специальной методике [15]. Приводить годографы ВСП к виду продольных необходимо только в случае, если они получены из пункта удара, расположенного не далее 10 м от устья исследуемой скважины.

11.14. Обработка материалов непрерывного ультразвукового каротажа производится в соответствии с существующими руководствами. Обработка данных АК с точечной регистрацией волнограмм, снятых в "сухих" или заполненных водой (фильтратом) скважинах, заключается в фазовой корреляции волн, определении времен и графическом или численном расчете скоростей.

11.15. На осциллограммах (волнограммах) многоканального АК регистрируются два основных типа волн:

продольные волны Р, распространяющиеся вдоль образующей скважины;

поперечные (поверхностные) прямые волны S + R, регистрируемые в последующих вступлениях в виде сложного низкочастотного колебания. При этом первой из них приходит волна S, а на ее последующие вступления накладываются интенсивные колебания поверхностной волны Релея R. Она всегда доминирует на записи.

Скорость волны зависит от отношения длины волны к периметру скважины , где — длина волны R; r₀ ¾ радиус скважины.

При малых значениях параметра скорость V_R приближается к скорости обычных поверхностных волн Релея, а при больших — к скорости поперечных волн. При необходимости возможны измерения в записи периодов и амплитуд соответствующих волн, которые позволяют судить об их спектральных особенностях и поглощающих способностях среды (грунтов).

11.16. При обработке осциллограмм (волнограмм) необходимо соблюдать следующий стандартный порядок операций:

а) выделение и корреляция на осциллограммах основных волн Р и R. Коррелируется ближайшая к первым вступлениям фаза колебаний;

б) снятие времени прихода выделенных фаз колебаний. Эта операция выполняется с помощью измерителя или логарифмической линейки;

в) вычисление средних приращений времени прихода волн Dt из двух встречных наблюдений на базе 0,2 м или какой-либо другой рабочей базе.

г) вычисление скоростей V_p и V_R по полученным средним Dt_р и Dt_R. Точность определения V_p и V_R не должна превышать 2%.

Операция вычисления скоростей V_p и V_R, а также определение последующих производных величин (Еg, m и др.) может быть выполнена на ЭВМ. Этому способствует однородность полученного массива исходных величин Dt_р и Dt_R.

11.17. Обработка фотопленки с сейсмограммами общепринятая. Сейсмограмма с марками времени увеличивается до размера, обеспечивающего необходимую точность отсчета Dt. На одной сейсмограмме размешаются записи по прямому и обратному годографу.

11.18. Форма вступления волны Р имеет вид характерного высокочастотного импульса. В последующих вступлениях волновая картина имеет более сложный характер и не позволяет идентифицировать те или иные волны. По этой причине основная информация о скоростном разрезе извлекается из анализа скоростей и амплитуд продольных, волн V_p и A_р.

11.19. Скорость V удобно определять по среднему относительному приращению Dt_ср между соседними приемниками с использованием прямого и обратного годографов. Это обеспечивает непрерывное получение Dt и V_p через каждые 10 ¾ 20 см по всему стволу скважины.

11.20. Графики V_p и A_р необходимо аппроксимировать пластами конечной мощности по средним значениях скоростей. Вертикальный годограф рассчитывают по формуле

где К — количество пластов, каждый с соответствующей скоростью и мощностью.

Рассчитанный годограф сопоставляется при необходимости с вертикальным годографом, построенным по данным обращенного сейсмокаротажа.

Для построения по скважинам амплитудных графиков используют обычно амплитуду продольной волны на среднем датчике, погрешность определения амплитуд должна быть не более ± 10 ¾ 15 %.

11.21. Обработка данных расходометрии должна включать следующее:

построение предварительного графика изменения скорости вращения крыльчатки прибора от глубины точки наблюдения f(h)=п;

построение кавернограммы и совмещение ее с графиком п =f(h) для уточнения мест детализационных измерений;