Ориентирование керна: Сравнение метода телевизионного сканирования c традиционными методами

породного массива
Акустические сканеры-телевизоры (АТВ) и оптические сканеры-телевизоры (ОТВ) позволяют оперативно получать точные ориентированные изображения высокого разрешения стенок как обсаженных, так и необсаженных скважин
Традиционные ручные средства ориентирования керна и телевизионные сканеры применялись на разных проектах и дают возможность сравнить показатели по обоим методам и оценить достоверность, надежность и точность разных систем
Проекты демонстрируют гораздо более улучшенную точность систем телевизионного сканирования и, что немаловажно, определяют случаи, где данные, полученные традиционными методами, изначально считавшиеся хорошими, имеют серьезные систематические ошибки, ведущие к неверному проектированию

рама для керна.
Справа: прибор Ezy Mark.
Крайнее справа: прибор ACE

Системы применяются много лет
Извлечение керна для определения ориентирования структурных нарушений
Измерение углов альфа (“α”) и бета (“β”)
Использование исходной линии для расчета угла падения и азимута
Бурение тройной колонковой трубой улучшило нанесение метки на керн

телевизионного сканирования (телевизоры) используют оптические или акустические волновые картины в зонде для получения похожего на фотографию изображения скважины
Представление в 2-мерном измерении – осуществляется развертка стенки скважины
Пакеты программного обеспечения (например, WellCAD) используются для привязки следов к структурным явлениям для расчета угла падения и азимута
Зонд применяется после завершения бурения скважины
ОТВ можно использовать в сухих или чистых скважинах
АТВ используется в жидкостях и может работать через обсадку из ПВХ в условиях слабого массива

крутого откоса

ПредТЭО по карьеру железорудного месторождения
Высота откосов более 600м
Проектные параметры откоса определяются структурным нарушением
Хороший рейтинг породного массива (RMR89)
Крепкая порода
В лежачем боку находились неблагоприятно ориентированные сквозные разломы и сильно трещиноватые зоны
Геотехнические изыскания (каротаж) выявили сильно трещиноватую и раздробленную породу
Телевизионный сканер зафиксировал точную глубину, мощность, и направление зон разломов
Повышенная уверенность в понимании инженерных характеристик разлома

крутого откоса

Для кинематической оценки использовалось структурное нарушение небольшого масштаба
Стереосетки показывают разные системы трещин
Ручной способ – результаты показывают, что требуются более пологие уступы и более широкие бермы
АТВ – больше данных, меньше контур, данные высокого качества.
Более крутой угол между автоуклонами
Ниже коэффициенты вскрыши, увеличение запасов и уменьшение эксплуатационных затрат

Небольшое количество с уверенностью ориентированных рейсов
Значительно меньше измерений данных – 25% от массива данных АТВ
Разница на 20° по углу падения и от 10° до 30° по азимуту

железорудного месторождения
Высота откосов более 550м
Проектные параметры откоса определяются структурным нарушением
Достаточно хороший рейтинг породного массива (RMR89)
Крепкая порода
Систематические ошибки, приводящие к плохому качеству и низкой уверенности в массиве данных уровня ПредТЭО
Не подходит для определения характеристик породного массива на уровне ТЭО

Неточность первоначальной отметки ориентирования
Плохо нанесенная линия ориентирования
Недостатки оборудования

керна Низ: Данные АТВ

Систематические ошибки, выявляемые в данных ПредТЭО
“Распределение данных в маленьких кружках”
“Оконтуривание кластера”
“Концентрические кольца”
“Фокусирование на центр”
Неудовлетворительное ориентирование керна
Генеральные углы откоса были увеличены с 48° на уровне ПредТЭО до 55° на уровне ТЭО
Значительно улучшенные экономические показатели проекта

по карьеру марганцевого месторождения
Высота откосов более 400м
Проектные параметры откоса определяются структурным нарушением
Довольно хороший рейтинг породного массива (RMR89)
Крепкая порода
Много перерывов в бурении и открытых зацементированных или заполненных трещин
“Открытые структурные нарушения” являются главными исходными данными для RMR
Ошибки в первичных данных геотехнического документирования

золота в Европе
Проектные параметры забоя определяются структурой
Довольно хороший рейтинг породного массива (RMR90)
Средняя прочность породного массива
В настоящее время восприятие такое, что скважинный АТВ является дорогим прибором
Схожие затраты при использовании АТВ и ручного способа, кроме случаев, когда грунт слабый

структурных данных дает больше уверенности в проектных параметрах откоса;
Могут работать во всех породных массивах, хотя в сильно трещиноватых массивах может потребоваться произвести обсадку трубами ПВХ и использовать АТВ;
Получение данных по всей длине скважины, максимально увеличивающее общий объем данных; нет потери данных в сильно трещиноватых участках, где сложно использовать приборы для ориентирования;
Минимальная стоимость – ориентировочно от 5% до 10% от общей стоимости бурения;
Повышение уверенности в ориентировании, расположении, ширине и частоте крупных структурных нарушений;
Лучше оптимизация проектных параметров откоса бортов карьера, забоя и крепления горных пород;
Можно выполнять после бурения и по старым устойчивым скважинам;
Затраты схожи, особенно с учетом простоев в работе геотехника и бурения.

откосов бортов карьера и подземных выработок и крепления горных пород, и могут привести к финансовым преимуществам при проектировании экономически чувствительных откосов и уверенности при разработке откосов рядом с критически важной инфраструктурой.
В настоящем документе делается вывод о том, что сканеры-телевизоры должны рассматриваться в качестве основного инструмента для сбора данных при планировании работ по определению характеристик породного массива и что структурные данные, полученные в результате ориентирования керна, необходимо тщательно исследовать на предмет обнаружения потенциальных ошибок до их приемки в качестве точных данных и использования при проектировании.

D.H. 1990. A geomechanics classification system for rating of rock mass in mine design. J S Africa Institute of Mining Metallurgy 90 (10) : 257-273.
WellCad software developed Advanced Logic Technology (“ALT”).
S. Ureel, M. Momayes & Z. Oberling. 2013. Rock core orientation for mapping discontinuities and slope stability analysis in Volume 02, issue 7 of International Journal or Research in Engineering and Technology.
Gwynn, X.P., Brown, X.C. & Mohr, J.P. 2013 Combined use of traditional core logging and televiewer imaging for practical geotechnical data collection. Proceedings of the 2013 International Symposium on Slope Stability in Open Pit Mining and Civil Engineering, 25-27 September 2013. Dight, P,M. (ed,) Australian Centre for Geomechanics, Nedlands pp 261-272.
F. M. Weir. 2015. The future of structural data from boreholes. International Journal of Geotechnical Engineering in volume 9, pp 223-228.
V. Kuppusamy, C.A. Jermy, C.P. Fietze & P. Hornsby 2011. Comparison of borehole discontinuity data collection methods – uncertainty and quality concerns. Proceedings Slope Stability 2011: International Symposium on Rock Slope Stability in Open Pit Mining and Civil Engineering, Vancouver, Canada (September 19-21, 2011).
Plumb, R. A. & Luthi, S. M. 1989. Analysis of borehole images and their application to geological modelling of an aeolian reservoir. SPE Formation Evaluation, 4, 505-514
Davis, B. (2012). Drill core orientation - An Inconvenient Truth (Part 2 of 3). Available: http://www.orefind.com/blog/orefind_blog/2012/11/04/drill-core-orientation---an-inconvenient-truth-(part-2-of-3) . Last accessed 21st March 2018