В материалах о продукте WR600RC пункт «проба» описан достаточно определённо: оборудование в основном получает шламовые пробы, а не непрерывный цельный керн. Эта фраза одновременно указывает на первую границу между двумя способами отбора проб — то, что получают на руки, различается. Но различия не только в форме. Шламовые и керновые пробы различаются по типу записываемой информации, по зависящим от них технологическим операциям и по месту в цепочке данных проекта. Если свести их к тому, что «RC получает обломки, а колонковое бурение — столбик», можно упустить то, на что действительно нужно обращать внимание в этих двух линиях.
Сначала разделим по определениям двух линий
При RC-бурении используется двойная бурильная колонна. В материалах этот путь описан так: сжатый воздух идёт вниз по внешнему каналу бурильной колонны, на забое приводит в действие RC-молот и долото, после чего выносит шлам на поверхность по внутреннему каналу. Это путь возврата проб с чётко выраженным входом и выходом: пробы централизованно поднимаются по внутренней трубе и собираются на устье скважины по фиксированным интервалам проходки.
Колонковый буровой станок идёт другим путём. Керн через колонковую трубу сразу попадает внутрь трубы и извлекается целиком вместе с подъёмом бурового снаряда. В середине нет пневмотранспортировки, и процесс не зависит от непрерывности канала возврата проб. Форма пробы — столбик, между проходкой и пробой существует чёткое соответствие.
Базовые различия этих двух путей можно сопоставить напрямую:
| Сравниваемый параметр | RC-отбор проб | Колонковый отбор проб |
|---|---|---|
| Форма пробы | Шлам | Непрерывный керновый столбик |
| Путь возврата пробы | Внутренняя труба двойной бурильной колонны, пневматический подъём | Колонковая труба, извлечение вместе с подъёмом бурового снаряда |
| Связь пробы и проходки | Сбор по интервалам глубины, внутри интервала возможно смешивание | Поинтервальное соответствие глубине скважины |
| Информационный акцент | Тенденции изменения литологии, изменений и минерализации по глубине | Последовательность интервалов скважины, структурные и контактовые соотношения пород |
Эта таблица описывает лишь типичные характеристики двух способов. Применительно к конкретному оборудованию или конкретному технологическому комплексу фактические показатели зависят также от стабильности возврата проб, контроля проходки и системы управления отбором проб; нельзя делать выводы только по классификации в таблице.
Различия по линии проб: интервальные и сегментные пробы
RC-пробы зависят от управления интервалами глубины
В материалах WR600RC указано, что на площадке следует собирать пробы по фиксированным интервалам проходки и записывать номер скважины, номер пробы, начальную и конечную глубину, а также аномальные ситуации. Это означает, что минимальной единицей управления для RC-пробы является интервал, а не точная точка глубины. Шлам разных глубин внутри интервала уже смешался в процессе возврата, и проба представляет собой обобщённую характеристику этого интервала.
В материалах также указано, что при внезапном уменьшении количества проб, задержке возврата или явном перепутывании проб следует проверить герметичность бурильной колонны, канал возврата проб, выход компрессора и наличие утечек воздуха в скважине. Все эти проверки указывают на одну проблему: надёжность интервальных проб зависит от непрерывности возврата. Как только возврат прерывается или интервалы перепутываются, соответствие между пробами и глубиной нарушается, и это нарушение часто невозможно компенсировать последующей обработкой записей.
Керновые пробы сохраняют последовательность интервалов скважины
В колонковом отборе проб самого понятия канала возврата не существует. Керн с забоя поступает в колонковую трубу, а внутренняя труба или снаряд для отбора керна канатом доставляет его на поверхность целиком. В процессе перемещения пробы из-под земли на поверхность порядок глубин не нарушается пневматическим путём. Каждый сегмент столбика в керновом ящике соответствует определённому интервалу глубины в скважине; пространственная информация, такая как границы контактов пород и углы структурных поверхностей, сохраняется на столбике.
Ключевое различие двух линий по пробам можно обобщить так: RC-проба — это набор интервальных образцов с отметками глубины, керновая проба — это непрерывный столбик с пространственными соотношениями. Первая подходит для оценки тенденций, вторая — для оценки структуры.
Различия по линии информации: оценка тенденций и подтверждение структуры
Информация RC широка по охвату, но вертикальное разрешение ограничено интервалами проходки
В материалах WR600RC сценарии применения описаны так: получение геологической информации на разных глубинах за счёт непрерывного возврата шлама, что подходит для изучения продолжения рудных тел на глубину, проверки периферийных аномалий, разведки расширения границ рудника и глубинного геологического контроля. Общее у этих задач — необходимость быстро создать точки контроля по множеству скважин на большой площади; для каждой скважины главное — подтвердить литологию, изменения и тенденции минерализации на определённой глубине, а не детально описать конкретную структурную границу.
Соответствующий таким задачам способ информационной оценки — анализ изменений литологии, зональности изменений и тенденций минерализации по различным интервалам глубины. Глубина бурения уровня 600 м позволяет охватить довольно большой вертикальный диапазон и одной скважиной одновременно проверить несколько глубинных интервалов. Для проектов, где уже есть определённая информация по верхним частям и требуется прослеживание на глубину, это путь с более высокой эффективностью получения информации.
Информация керна уже по охвату, но вертикальное разрешение выше
Преимущество колонкового отбора проб по информации сосредоточено в вертикальном разрешении. Положение и мощность контактов пород, границ рудных тел, тектонических нарушенных зон можно непосредственно наблюдать и измерять по керну. Такую информацию трудно восстановить по интервальным RC-пробам, поскольку смешивание внутри интервала уже стёрло вертикальные детали.
Но структура затрат на колонковое бурение иная. Процесс отбора керна включает колонковую трубу, внутреннюю трубу и операции подъёма, поэтому скорость проходки одной скважины обычно ниже, чем у RC-скважины. В проектах с большим количеством скважин и необходимостью быстро покрыть большую площадь полный переход на колонковые скважины удлинит общий цикл. Это объясняет, почему оба способа часто встречаются в проектах в сочетании: сначала RC-скважинами создают широкий контур контроля, затем в ключевых аномальных зонах закладывают колонковые скважины для подтверждения структуры.
Как две линии взаимодействуют в одном проекте
В материалах WR600RC есть одна заслуживающая внимания формулировка: для крупномасштабных проектов можно сначала быстро создать глубинный контроль с помощью RC-скважин, а затем в ключевых аномальных зонах заложить колонковые скважины, повышая общую эффективность разведки и коэффициент использования буровых ресурсов.
Эта фраза как раз отражает логику разделения труда по двум линиям — пробам и информации. RC-скважины дают данные о тенденциях с широким охватом и коротким циклом и отвечают на вопрос «на какой глубине и в каком месте стоит продолжать смотреть»; колонковые скважины дают данные с высоким вертикальным разрешением и полным сохранением пространственных соотношений и отвечают на вопрос «как именно устроена геологическая структура в этом месте». Их данные не могут заменять друг друга, поскольку объекты отбора различаются; но они могут поддерживать друг друга в рамках одного проекта разведки.
Точки стыковки двух линий
- Сопоставление глубин: глубины аномальных интервалов RC-скважин должны быть согласованы с координатами глубин колонковых скважин, иначе два набора данных нельзя использовать на одном разрезе.
- Пространственное соотношение: взаимное расположение RC-скважин и колонковых скважин на плане определяет, можно ли точно оконтурить аномальную зону.
- Единообразие управления отбором проб: нумерация проб, запись глубин и система контроля качества, упомянутые в материалах RC, должны соблюдаться и при отборе проб в колонковых скважинах. В материалах прямо указано, что буровой станок отвечает за получение проб, а итоговое качество данных зависит также от управления отбором проб.
Следует пояснить, что материалы нашего сайта дают описание RC-отбора проб и переключения технологий только для одной модели оборудования WR600RC и не содержат конкретных параметров колонковых буровых станков. Детали технологии колонкового бурения следует искать в отдельных материалах по колонковым буровым станкам; их нельзя выводить из параметров WR600RC.
Переключение технологий не меняет сути способа отбора проб
Материалы WR600RC показывают, что оборудование поддерживает RC-бурение и обычное бурение погружным пневмоударником DTH, а в рыхлых покровных отложениях можно переключиться на грязевой вращательный способ для предварительного укрепления и проходки скважины. Эти переключения технологий меняют компоновку бурового снаряда и способ бурения, но не меняют того факта, что оборудование получает шламовые пробы. Способ DTH также не даёт керна, а на участке грязевого вращения отбираются шлам или материалы, выносимые из скважины.
Для перехода на колонковое бурение требуется другое оборудование и другая компоновка бурового снаряда. Это принципиально важно при решении, использовать ли в проекте RC или колонковое бурение: переключение технологий решает вопрос «можно ли вообще бурить», а выбор способа отбора проб решает вопрос «какая информация нужна»; эти два вопроса находятся на разных уровнях принятия решений.
При выборе сначала ответьте на эти два вопроса
- Основная цель этой скважины — подтвердить литологию и тенденции минерализации на интервале глубин или описать локальную геологическую структуру? Первое соответствует RC, второе — колонковому бурению.
- Что важнее для контроля по всему проекту — количество скважин или плотность данных по одной скважине? Для быстрого контроля на большой площади подходит RC, для детального подтверждения в ключевых зонах — колонковое бурение.
Ответы на эти два вопроса обычно не являются выбором одного из двух. В большинстве разведочных проектов на трёх этапах разные информационные потребности: на этапе поисковых работ нужен охват, и основную задачу выполняют RC-скважины; на этапе детальной разведки нужна структурная точность, и доля колонковых скважин растёт; в переходной зоне между этапами нужно по уже полученным данным решать, откуда начинать. В материалах WR600RC не зафиксирован конкретный опыт корректировки проектов; выше приведено лишь логическое рассуждение, исходя из информационных особенностей двух способов отбора проб.
Применительно к конкретному оборудованию вопрос о том, может ли оно удовлетворить требования проекта к отбору проб, требует дополнительной проверки с учётом диапазона диаметров скважин, глубины, геологических условий и площадного оснащения. Вопросы, не охваченные материалами, например фактический выход проб, выход керна, пределы обнаружения лабораторных анализов проб, не входят в диапазон выводов данной статьи и должны определяться геологическим проектом и системой отбора проб.