Инструкция по применению каротажных методов при инженерных изысканиях для строительства

определение переходного коэффициента К_d расхода воды за диаметр скважины (каверны) для каждой точки наблюдения (прил. 20);

определение расхода потока, прошедшего через прибор, по тарировочному графику п = f (Q);

вычисление расхода потока через сечение ствола скважины в каждой точке наблюдения по формуле Q_скв = Q_пр×K_d;

построение расходограммы в виде графика Q_скв = f(п). Вертикальный масштаб расходограммы должен соответствовать масштабу построения инженерно-геологической колонки скважины; горизонтальный масштаб выбирается таким, чтобы отклонения точек вследствие 5 ¾ 10 % погрешности измерений укладывались в 1 ¾ 2-мм отрезке горизонтальной оси. При построении расходограммы необходимо учитывать смещение точек замера на детину водоканала прибора.

11.22. Расходограммы, снятые на различных ступенях динамического режима скважины, должны совмещаться в единых координатных осях, масштаб расхода допускается выбирать произвольно с учетом точности наблюдения.

11.23. Для определения статического уровня и его понижения (повышения) для каждого водоносного пласта необходимо использовать гидродинамический метод, заключающийся в измерении дебитов Q в зависимости от уровня воды в скважине H_g и построении затем графиков зависимости Q от H_g (прил. 23).

11.24. В интервалах, где отсутствует стабилизация измеряемого потока, необходимо с помощью графиков п = f(h ) рассчитать величину С:

где n — замер скорости крыльчатки в данной точке;

п_эф и п_вых — соответственно средняя скорость вращения крыльчатки в меньшем (выходном) и большем (входном) сечении за пределами влияния помех, связанных с длиной каверны и сменой сечения.

Значение С можно снять с палетки (прил. 24).

11.25. По известному (определенному) С рассчитывают скорость вращения крыльчатки для точек расходограммы в интервале помех:

при + C

при - C

По величинам п_эф определяют далее значение потока Q_п, прошедшего через прибор, в которое и вводится поправка на диаметр К_d.

11.26. При интерпретации расходограмм следует учитывать все геолого-геофизические данные. Разрез расчленяется на водоупорные и водопроницаемые пласты, определяется глубина их залегания, мощность и структура.

11.27. При обработке данных резистивиметрии следует из электропроводностей раствора (величина, обратная удельному сопротивлению) вычитать естественную электропроводность подземной воды. Полученные разности для каждого уровня глубин наносятся на график по оси абсцисс которого в арифметическом масштабе откладывается время регистрации, а по оси ординат — в логарифмическом масштабе значения

Вид графика позволяет для каждой конкретной глубины судить о соответствии процесса фильтрации теоретической формуле.

11.28. Результаты инклинометрии скважин представляют в виде таблицы значений угла d отклонения от вертикали, угла j магнитного азимута и дирекционного угла a направления этого искривления.

Дирекционный угол получают по магнитному азимуту по формуле a = j + g ± D,

где D — магнитное склонение; при восточном оно складывается (+), при западном — вычитается (-);

g — угол сближения — угол между осевым меридианом и меридианом в данной точке; этот угол может быть как положительным, так и отрицательным.

11.29. При построении проекции оси скважины значения углов d и j, определенные в какой-либо точке скважины, условно принимают в качестве средних значений этих углов для интервала, нижней границей которого является данная точка. Смещение оси скважины при углах отклонения от вертикали менее 1° не учитывается; при углах до 2° берут укрупненные интервалы с усредненным значением d и j.

После окончания бурения скважины по данным отдельных замеров составляют полную проекцию скважины на горизонтальную плоскость.

11.30. В таблице результатов измерений и на горизонтальной проекции скважины должны быть указаны основные сведения о скважине, на графике горизонтальной проекции следует показать направление осевого меридиана. масштаб и общее отклонение скважины в горизонтальной плоскости; против точек графика, с глубиной кратной 100, следует указать соответствующие им глубины и углы отклонения.

12 ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ КАРОТАЖНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

12.1. Геологическая интерпретация данных каротажа проводится с целью изучения геологического строения и гидрогеологических характеристик разрезов, изучения физико-механических свойств грунтов и геотермических условий в скважинах, а также диагностики технического состояния скважин.

12.2. Для повышения достоверности геологической интерпретации каротажных материалов следует использовать данные комплексных геофизических исследований. Кроме того, рекомендуется широко использовать результаты бурения и опробования скважин, расположенных в пределах изучаемой площади и соседних районов, сходных по геологическому строению.

Изучение геологического строения разрезов

Литологическое расчленение разреза скважины, определение мощности и состава пород

12.3. Расчленение разреза скважины по данным каротажа заключается в определении мощности отдельных слоев и определении их литологического состава.

12.4. Расчленение разреза скважины непосредственно по результатам каротажных исследований (КС, ПС, ГК, ГГК, НГК, ННК, ВСП, АК) производится на основе связей между литологией пород и физическими параметрами среды.

При определении литологического состава пород непосредственно по каротажным данным необходимо учитывать, во-первых, что слоям с одними и теми же каротажными значениями могут соответствовать различные по литологии породы, во-вторых, что каротажные значения пород в значительной степени зависят от условий измерения параметров промежуточной среды (минерализации воды или фильтрата, зоны проникновения, диаметра скважины и т.п.).

12.5. Определение литологического состава слоев рекомендуется проводить с максимальным использованием имеющегося кернового материала, шлама и других геологических материалов, предварительно привязанных по глубинам к каротажным диаграммам (записям визуальных показаний в журнале).

Корреляция разрезов скважин

12.6. По характеру решаемых инженерно-геологических и гидрогеологических задач корреляция подразделяется на:

общую, когда проводят сопоставление разрезов скважин, расположенных в пределах крупного района исследования;

детальную, заключающуюся в сопоставлении разреза в пределах площадки изысканий.

12.7. Задачами общей корреляции являются:

прослеживание изменений мощности и литологического состава отдельных литологических горизонтов;

выявление различного рода тектонических нарушений;

выделение водопроницаемых толщ, определение их границ и мощностей.

Общая корреляция проводится в масштабе глубин 1:200.

Для проведения общей корреляции используются диаграммы (записи показаний) электрического (КС, ПС) и радиоактивного (ГК) каротажей; данные других методов используются в качестве вспомогательных.

12.8. Для проведения детальной корреляции используются диаграммы (записи визуальных показаний) стандартного электрического каротажа (КС, ПС), диаграммы КС, полученные при БКЗ зондами малой длины, диаграммы микрозондов и кавернометрии. Детальная корреляция проводится в масштабе 1:100.

12.9. При проведении корреляции на диаграммах предварительно выделяются каротажные реперы — характерные участки кривых, соответствующие слоям (маркирующим слоям), прослеживающимся в разрезах сопоставляемых скважин.

12.10. Рекомендуется в качестве каротажных реперов использовать участки кривых против:

горизонтов однородных глин, отмечаемых низкими КС и высокими показаниями ПС и ГК;

песчано-глинистых пород в карбонатных отложениях; указанные прослои характеризуются высокими показаниями ПС и ГК, минимумами КС и НГК по сравнению, с окружающими породами;

границ перехода пород различного литологического состава, отмечаемых по характерному отклонению кривой ПС.

Каротажным реперам (маркирующим слоям) следует давать соответствующие обозначения (римскими цифрами).

Определение границ слоев

12.11. Границы слоев (мощность того или иного пласта горизонта) могут определяться по кривым КС, снятым обычными и градиент-микрозондами и потенциал-зондами по диаграммам (записям) ПС (ГПС), диаграммам (записям) радиоактивного каротажа (ГК, ГГК, НГК, ННК).

12.12. Достоверность выделения границ слоев зависит от соотношения геофизических параметров слоев, типов и размеров зондов, метода каротажных работ.

12.13. Интерпретация каротажных диаграмм с целью выделения и определения местоположения границ слоев пород должна проводиться в соответствии с методическими материалами по каждому методу исследований.

12.14. Методика комплексной интерпретации диаграмм по определению границ слоев должна постоянно контролироваться и корректироваться по скважинам с высоким выходом керна (90 ¾ 100%).

12.15. При равноточных определениях границ слоев разными методами окончательное значение мощностей и глубин залегания слоев пород получают как среднее арифметическое из всех полученных данных. При неравноточных определениях предпочтение отдается тем методам, результаты которых наиболее точно совпадают с геологическими данными.

12.16. Погрешность определения глубин залегания границ слоев пород должна быть не более + 10 % их действительного местоположения.

Выявление трещиноватых, закарстованных и других ослабленных интервалов разреза, а также тектонических нарушений

12.17. Разрезы, представленные скальными и полускальными породами (изверженными, метаморфическими, карбонатными), для которых характерны трещиноватость, закарстованность, наличие тектонических нарушений в виде ослабленных зон, должны изучаться с помощью комплекса каротажных методов, состоящего из КС, ПС, ГК, ГГК, НГК, АК, СК, ВСП, кавернометрии.

12.18. По данным каротажа КС удельное сопротивление трещиноватых пород тем ниже, чем больше разрушены породы, чем больше они обводнены или заполнены глинистым материалом. На диаграммах (или записях показаний) КС переход от рыхлых пород к изверженным всегда сопровождается резким увеличением сопротивления. При наличии выветрелой зоны в массиве контрастность значений удельного сопротивления при переходе от рыхлых отложений к коренным породам сглаживается.

12.19. Трещиноватые и ослабленные зоны среди карбонатных пород могут быть установлены по комплексной обработке данных радиоактивного каротажа и результатов изменения ПС.

Для них характерны низкие значения НГК, низкие показания на кривой ГК и минимальные значения потенциала на кривой ПС (при отсутствии глинистого заполнителя трещин).

12.20. На диаграммах микрозондов и кавернограммах против трещиноватых пород часто наблюдается изменчивость показаний. На диаграммах микрозондов иногда выделяются отдельные трещины.

12.21. По данным АК выявляется в основном микро-трещиноватость пород, по СК и ВСП — макротрещиноватость массива.

12.22. Геологическая интерпретация данных АК, СК и ВСП в целях выделения трещиноватых, закарстованных или тектонических ослабленных зон заключается в определении скоростей упругих волн, амплитудных коэффициентов поглощения волн, коэффициента анизотропии скоростей, определении углов и азимутов осей или плоскостей анизотропии скоростей и сопоставлении их с данными геологических наблюдений — трещинной пустотности.

12.23. Построение геосейсмических разрезов и карт по данным сейсмокаротажа и ВСП должно проводиться с соблюдением требований пп. 6.35 — 6.48 РСН 45-77.

Изучение гидрогеологических характеристик разрезов

Выявление обводненных и проникаемых зон, определение их мощности

12.24. Выявление водоносных горизонтов в песчано-глинистых породах и определение их мощности проводится комплексом каротажных методов МК, КС, ПС, РМ-С, резистивиметрии, НГК, АК. В разрезах, сложенных скальными и полускальными породами, эти задачи решаются с помощью методов расходометрии (РМ-С), резистивиметрии, ГГК, НГК, АК.

12.25. Трещиноватые и ослабленные зоны в карбонатных породах, как правило, проницаемы. Основными признаками проницаемых интервалов разреза являются:

существенное изменение показаний на кривой КС, снятой тем же зондом через некоторое время;

наличие зоны проникновения, устанавливаемой по измерениям зондами различной длины или данным БКЗ и по показаниям микрозондов (УЭС прилегающей к скважине части слоя соответствует возможному значению УЭС промытой зоны и отличается от УЭС самого слоя);

уменьшение диаметра скважины, вызванное наличием глинистой корки, устанавливаемое по измерениям фактического диаметра скважины каверномером или по диаграммам микрозондов.

12.26. Обводненные слои в песчано-глинистых отложениях выделяются также по следующим признакам:

минимум (при прямей ПС) или максимум (при обратной ПС) потенциала на кривой ПС;

низкие показания НГК и минимальные показания ГК.

12.27. Геологическая интерпретация данных АК для выявления обводненных и проницаемых зон, определения их мощности) аналогична п. 12.23 настоящей Инструкции, за исключением определения углов и азимутов осей или плоскостей анизотропии скоростей.

12.28. По данным расходометрии и резистивиметрии, в результате обработки полевых материалов с учетом требований инструкций и методических материалов [3, 5, 11], геологический разрез расчленяется на водоупорные и водопроницаемые слои, определяется глубина их залегания, мощность и структура. Полученные данные затем сопоставляются с результатами других каротажных методов.

Количественная или качественная оценка производительности водоносных горизонтов и фильтрационных свойств пород

12.29. Количественная или качественная оценка дебита водоносных горизонтов и фильтрационных свойств пород проводится на основе геологической интерпретации каротажных материалов расходометрии, резистивиметрии, ПБКЗ, а также ГК и НГК.

12.30. Геологическая интерпретация материалов расходометрии для решения названных задач проводится путем сопоставления и анализа расчетных коэффициентов фильтрации и значений расходов потока через сечения ствола скважин в каждой точке измерения с данными других методов исследования. Аномальные значения этих величин должны совпадать с интервалами водоносных горизонтов или водоупоров.

12.31. Расход потока через сечения ствола скважины в каждой точке вычисляется по формуле Q_скв = Q_пр × K_d, где Q_пр — расход потока через прибор, определяемый по скорости вращения крыльчатки; K_d — переходный коэффициент расхода за изменение диаметра скважины, определяемый по графику (прил. 20).

12.32. Принятые в результате комплексной геологической интерпретации количественные или качественные значения параметров гидрогеологического разреза выносятся на геологические колонки и сводные отчетные материалы (карты, схемы и т.д.).

Количественная оценка общей минерализации подземных вод