Изучение месторождения
Физические и химические свойства полезного ископаемого, и, прежде всего, содержание в нем полезных компонентов, определяются при опробовании в процессе разведки месторождения. Отбираемые пробы подвергаются химическому анализу, результаты которого принимаются за основу для качественной характеристики месторождения и для подсчета запасов полезного ископаемого. При колонковом разведочном бурении пробой является поднятый из скважины керн. При недостаточном выходе керна в пробу может отбираться буровой шлам. При бурении геологоразведочных скважин на твердые полезные ископаемые керн и шлам являются основными фактическими материалами, служащими для познания вещественного состава и физических свойств разбуриваемых горных пород и полезных ископаемых.
Для изучения геологического строения того или иного месторождения требуется получение кернового материала в необходимом количестве и нужного качества. Чтобы керн был представительным, т.е. достаточным для характеристики разбуриваемых пород и полезных ископаемых, наравне с качеством керна требуется еще и получение его в определенном количестве. Представительность керновых проб в большой степени зависит от полноты выхода керна, поэтому очень важно правильно определять процент его выхода.
В практике геологоразведочного бурения на твердые полезные ископаемые выход керна определяется тремя способами: линейным, весовым и объемным.
Линейный способ
При линейном способе выход керна вычисляется как отношение длины полученного керна к длине пробуренного интервала скважины, т.е. по формуле
Вк.л = (Lк / Lр)× 100%
де Lк - длина извлеченного керна, м;
Lр - проходка за рейс, м.
Весовой способ
При весовом способе выход керна может быть определен по формуле
Вк.в= 127mк / (dк2LрУ)
где Вк.в - весовой выход керна, %; mк
- фактическая масса поднятого керна, г; У - плотность горной породы, г/см3 ;
dк - диаметр керна, см; Lр - проходка за
рейс, см.
Объемный способ
Наиболее достоверные результаты обеспечивает применение объемного способа
определения выхода керна. Действительно, зная длину пробуренного интервала
скважины L, диаметр обуреваемого столбика керна dк
и его объем, можно определить выход керна в процентах. Для этого поднятый из
скважины керн помещается в сосуд, объем которого известен заранее. Сосуд
заполняется водой, объем которой учитывается. Объем полученного керна
определяется как разность объемов сосуда и долитой воды.
Объемный выход
керна Вк.о определяется по
формуле
Вк.о= 124Lр(Q - q) / dк2
где Q - объем мерного сосуда, дм3 ; q - объем доливаемой воды, дм3 ; dк - диаметр керна, дм; Lр - проходка за рейс, дм.
Опробование полезных ископаемых
На практике часто имеет место низкий выход керна или неудовлетворительное его качественное состояние. Дело в том, что образование керна при бурении в породах с различными физико-механическими свойствами и при разном их положении в массиве является сложным процессом.
Представительность опробования
Работами ВИТР установлено, что представительность опробования при колонковом бурении определяется фактическим выходом керна, коэффициентом равномерности оруднения и степенью избирательности истирания компонента в керне при бурении (долей перетертого керна, приходящейся на рудный материал).
Следовательно, представительность опробования не зависит от диаметра керна. Если выход керна равен 100%, или коэффициент равномерности оруднения равен 1, или степень избирательности истирания равна 0, то погрешность керновой пробы будет также равна 0. К этому нужно стремиться и этого можно добиваться за счет повышения выхода керна.
Минимально допустимый выход керна
Минимально допустимый выход керна для данного месторождения (или типа руд) может быть найден по формуле
где
kр - коэффициент равномерности оруднения, выражающий
отношение среднего содержания компонента в рудах к максимальному; И -
степень избирательности истирания компонента в керне, т.е. доля перетертого
керна, приходящаяся на рудный минерал; mк.доп —
допустимая погрешность керновых проб (5-10%).
Таким образом, минимально допустимый выход керна не зависит от его
диаметра, а только от величин, характеризующих свойства полезного ископаемого и
заданную погрешность. С этой точки зрения тенденция к уменьшению диаметра
скважин не должна вызывать возражений при условии получения достаточного
количества кернового материала.
Минимально допустимые диаметры керна и бурения
Рекомендуемые минимально допустимые диаметры керна при бурении скважин (по Н. Г. Римчук) приведены в табл. 8.1.
