Требования, предъявляемые к образцам пород или пробам полезных ископаемых

Основной целью бурения геологоразведочных скважин является получение образцов пород или проб полезных ископаемых, необходимых для изучения геологических разрезов и составления геологических карт, при поисках и разведке месторождений полезныx ископаемых, для изучения инженерно-геологических условий строительства различных сооружений и во многих других случаях. В соответствии с этим отобранные из скважин образцы или пробы служат: для петрографических исследований; для получения количественной и качественной характеристики залежей полезного ископаемого (мощность пласта или рудного тела, содержание полезных компонентов и вредных примесей, технологические свойства и другие показатели); для определения физико-технических свойств пород; для оценки свойств и качества жидких или газообразных полезных ископаемых. В зависимости от задач, решаемых на основании изучения проб полезных ископаемых или образцов пород, к ним предъявляют и определенные требования: достаточное для исследований количество; высокое качество керна или хорошая представительность — сохранность естественного состояния — и, прежде всего, содержания полезных компонентов (твердых, жидких или газообразных), сохранность структуры, естественной влажности и др.

Таким образом, образцы или пробы должны характеризоваться, прежде всего, определенным качеством, т. е. должны быть представительными или кондиционными, и необходимым количеством.

Под качеством проб или образцов понимают степень отражения ими естественных условий, в которых они находились до извлечения из недр земли. Чем выше степень отражения этих условий, тем выше качество получаемых образцов или проб. Образцы могут иметь вид столбиков цилиндрической формы той или иной длины, вид кусочков разнообразной формы или, наконец, разрушенной рыхлой массы, называемой обычно керновым материалом.

Количественно получаемые образцы или пробы характеризуются, как правило, линейным выходом керна по отношению к длине пройденного интервала скважины или процентом выхода керна

где Вк — выход керна, %; lк — длина извлеченного керна, м; lи — длина пройденного интервала или величина углубки за рейс, м.

Такой способ оценки полученного материала или выхода керна дает достаточно точные данные только при хорошей его сохранности в виде столбиков—колонок, сложив которые, можно измерить общую длину. В случае получения кернового материала в виде мелких кусочков неправильной формы или в виде мелких частиц (шлама) оценить выход керна по его длине достаточно точно обычным измерением невозможно. Вследствие этого могут быть частые искажения данных по выходу керна, что приводит к неверным результатам при оценке мощности пласта, следовательно, и при подсчете запасов полезных ископаемых. В таких случаях прибегают к весовому или объемному способам оценки количества полученного кернового материала.

При осуществлении объемного способа определения процента выхода керна используют два мерных сосуда — большой (объемом 10 л) и небольшой с делениями емкостью 1 л. Извлеченную из колонковой трубы массу загружают в большой сосуд и заливают в него воду до заполнения всего объема. Зная объем всего сосуда и объем залитой воды, подсчитывают объем керновой массы

где Vф — фактический объем керновой массы, дм3; Q — объем большого сосуда, дм3; q — объем доливаемой воды, дм3.

Зная длину пробуренного интервала и диаметр обуриваемого коронкой керна, можно подсчитать его объем

где Vp — расчетный объем керна, дм3; lг — длина пройденного интервала при бурении за рейс, дм; dк — диаметр керна, дм.

Тогда линейный выход керна или его фактическая длина может быть определена из выражения

или, подставив значения Vф из выражения (16.2) и Vр из уравнения (16.3), получим

Выражая выход керна в процентах, пользуясь формулой (16.1), будем иметь

Измерить выход разрушенного керна можно также, пользуясь мерными цилиндрическими трубками с внутренним диаметром, равным диаметру выбуриваемого коронкой керна.

Оценивают качество керна, прежде всего, по степени его разрушенности или кусковатости, для чего обычно используют показатель или коэффициент удельной кусковатости Kу, который определяют числом кусков разрушенного керна, приходящихся на один метр его длины (шт/м):

где ЕK — суммарное число кусков керна, шт; lк — длина керна, м.