РСН 75-90. Инженерные изыскания для строительства. Технические требования к производству геофизических работ. Каротажные методы

7.5. 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

7.6. 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.

7.7. 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.

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

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

7.10. 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 ÃÊ, минимумами КС по сравнению с окружающих 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

7.11. 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, диаграммам (записям) радиоактивного каротажа (ГК, ГГК, ННК).

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

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

7.14. Методика комплексной интерпретации диаграмм по определению границ слоев должна постоянно контролироваться в корректироваться по скважинам с высоким выходом керна (90-100%).

7.15. При равноточных определениях границ слоев различными 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.

7.16. 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

7.17. 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, АК, СК, кавернометрии.

7.18. 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 выветреной зоны в массиве контрастность значений удельного сопротивления при переходе от рыхлых отложений к коренным породам сглаживается.

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

Äëÿ них характерны низкие значения ГК и минимальные значения потенциала на кривой ÏÑ (при отсутствии глинистого заполнителя трещин).

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

7.21. По данным АК выявляется в основном микротрещиноватость пород, по СК - макротрещиноватость массива.

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

ИЗУЧЕНИЕ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РАЗРЕЗОВ

Выявление обводненных и проникаемых зон, определение их мощности

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

7.24. 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.

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

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

минимальные показания ГК.

7.5. По данным расходометрии и резистивиметрии, в результате обработки полевых материалов с учетом требований инструкций и методических материалов 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

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

7.28. 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.

7.29. Расход потока через сечения ствола скважины в каждой точке вычисляется по формуле

ãäå

- расход потока через прибор, определяемый по скорости вращения крыльчатки;

- переходный коэффициент расхода за изменение диаметра скважины

7.30. Принятие 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

7.31. Количественная оценка общей минерализации вод проводится по данным резистивиметрических исследований на основе известной зависимости удельного сопротивления растворов от концентрации различных солей при t = 18°. Поправка за температуру в исследуемом интервале скважины устанавливается по данным температурных измерений при соответствующей выстойке скважины. При небольшой глубине залегания водоносного горизонта (15 м) допускается давать величину удельного сопротивления воды без введения поправки.

ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГОРНЫХ ПОРОД

7.32. Изучение физико-механических свойств грунтов проводится методами СК, АК, ГГК, ГК, ННК.

7.33. Геологическая интерпретация данных СК, АК заключается в выделении интервалов глубин, характеризующихся близкими значениями всех определяемых параметров, и оценке по их совокупности инженерно-геологических характеристик грунтов. Оценка проводится на основании существующих или специально выявленных корреляционных свойств между составом, строением и состоянием пород и их физико-механическими свойствами с одной стороны (по данным буровых и лабораторных работ) и сейсмоакустическими параметрами - с другой.

7.34. Результаты СК, АК в виде годографов упругих волн, геосейсмического разреза, данных определений физико-механических свойств пород следует представлять на одном листе совместно с геологическим разрезом по скважине.

7.35. По данный радиоактивного каротажа (ГГК, ННК) определяются плотность и влажность пород, пересеченных скважиной, а также их производное величины (плотность скелета, пористость и степень влажности). Современные радиоизотопные приборы позволяют определять физические параметры среды с высокой точностью (плотность с точностью 0,05 г/см³, влажность - 1,5%).

7.36. По данным каротажа ГК можно качественно оценить глинистость разреза. Исходными данными для определения глинистости являются показания гамма-каротажной кривой J_ и зависимость показаний J_ от глинистости С_гл.

При определении глинистости рекомендуется показания ГК трансформировать в относительные показания по формуле

где, J_j, J₀ и j₁₀₀ - показания ГК против исследуемого слоя, против слоя, не содержащего глинистого материала, и против глин; при этом во всех случаях условия измерения (диаметр скважины, наличие обсадной колонны) должны быть одинаковыми.

7.37. Результаты радиоактивного каротажа представляются в виде графиков изменения тех или иных свойств пород по разрезу скважины с нанесенными результатами лабораторных определений.

ИЗУЧЕНИЕ ГЕОТЕРМИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ В СКВАЖИНАХ

7.38. По полученным в процессе работ термографам по нижней границе аномалий, наблюдаемых на температурных кривых, или по точке, в которой начинается постепенный отход температурной кривой, соответствующей естественной температуре, определяются:

поглощающий (отдающий) пласт, если он расположен ниже интервала перфорации.

место поступления воды в колонну, если поглощающий (отдающий) пласт расположен выше интервала перфорации (места поступления воды в колонну).

При работе методом оттартывания в случае, если отдающий пласт расположен выше места поступления воды в колонну, по относительному постоянству температур определяется интервал затрубного движения жидкости.

7.39. Äàííûå о геотермической характеристике пород в скважине (сухой или заполненной фильтратом промывочной жидкости) могут быть показаны в виде отдельного графика изменения температур с глубиной в масштабе прилагаемого типового разреза, или в виде таблицы, содержащей глубины границ, интервалов с постоянной геотермической характеристикой, с указанием против них температуры пород. Термоизоплеты необходимо строить на инженерно-геологической основе.

7.40. При круглогодичных стационарных наблюдениях температуры в скважине строят месячные графики распределения по глубине температуры грунта, по которым затем проводят огибающие кривые (максимальные и минимальные температуры), характеризующие годовые геотермические условия в скважине.

7.41. По данным разовых (нестационарных) геотермических наблюдений определяют следующие мерзлотные характеристики грунтов:

глубину распространения (h_год) годовых колебаний температуры с учетом ее асимметрии и геотермического градиента;

среднегодовую температуру (t_ср^год) грунта на глубине нулевых годовых амплитуд температуры;

h_год и t_ср^год определяют методом подбора.

7.42. При стационарных наблюдениях за геотермическими условиями в скважине, кроме перечисленных мерзлотных характеристик грунтов, необходимо определять динамику сезонного промерзания и протаивания, максимальные температуры грунта по глубине, температурную сдвижку, а также качественное и количественное влияние различных природных и искусственных факторов на температурный режим грунтов.

На основе графиков термоизоплет проводят мерзлотно-грунтовое микрорайонирование исследуемой территории и выделение инженерно-геологических элементов по температурным условиям.

литература

1. Альбом теоретических кривых электрического каротажа скважин. М., Недра, 1965.

2. Башлыкин Н.И. Микроэлектрические методы исследования угольных скважин. М., Недра, 1970.

3. Брашина И.А. Методика геофизических исследований в районах развития карста. ‑Тр. ПНИИИСа. М., 1972, вып. 15.

4. Гершанович И.М., Черняк Г.Я. и др. Методические рекомендации по каротажу гидрогеологических скважин. Ч. 1, М., Недра, 1972.

5. Гринбаум И.И. Расходометрия гидрогеологических и инженерно-геологических скважин М., Недра, 1975.

6. Дахнов В.Н. Интерпретация результатов геофизических исследований скважин. М., Недра, 1972.

7. Комаров С.Г. Геофизические методы исследования скважин. М., Недра, 1973.

8. Пирсон С. Дж. Справочник по интерпретации данных каротажа. М., Недра, 1973.

9. Редозубов Д.В. Геотермический метод исследования толщ мерзлых пород. М., Недра, 1966.

10. Ряполова В.А. Методические указания по геофизическим методам исследования скважин на изыскания железных дорог. М., Оргтрансстрой, 1962.