ИНСТРУКЦИЯ
ПО ПРОВЕДЕНИЮ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ РУДНЫХ СКВАЖИН

СОГЛАСОВАНА с Госгортехнадзором России 23 августа 2000 г.

УТВЕРЖДЕНА Министерством природных ресурсов Российской Федерации 6 декабря 2000 г.

Инструкция является основным руководящим документом для проведения геофизических исследований (каротажа и скважинной геофизики) в рудных скважинах. В ней сформулированы основные требования к методике и технике проведения работ, к обработке, интерпретации, оценке качества и достоверности получаемых результатов. Изложены наиболее рациональные и апробированные на практике принципы и способы реализации геофизических методов каротажа и скважинной геофизики, позволяющие решать геологические и технологические задачи при поисках, разведке и отработке рудных месторождений.

Для инженерно-технических и руководящих работников геологоразведочных и горнодобывающих предприятий и ведомств, занимающихся поисками, разведкой и отработкой месторождений твердых полезных ископаемых (металлических и неметаллических руд).

"Никакая инструкция не может перечислить всех обязанностей должностного лица, предусмотреть все отдельные случаи и дать вперед соответствующие указания, а поэтому господа инженеры должны проявлять инициативу и, руководствуясь знаниями своей специальности и пользой дела, прилагать все усилия для оправдания своего назначения".

(Циркуляр Морского технического комитета Адмиралтейства Российской империи N 15 от 29 ноября 1910 г.)

ПРЕДИСЛОВИЕ

Предыдущее издание "Технической инструкции по проведению геофизических исследований в скважинах" было выпущено в 1985 г. С тех пор прошло более 15 лет. За этот период в нашей стране произошли существенные политические и экономические изменения, в результате которых рыночная экономика и частная собственность интенсивно проникают во все сферы общественной и хозяйственной жизни, в том числе и в геологоразведочную и горнодобывающую промышленность. Влияние рыночной экономики в горном деле выразилось прежде всего в децентрализации планирования и управления этими отраслями народного хозяйства и в резком сокращении их финансирования из средств государственного бюджета. Безусловным и первоочередным условием проведения геологоразведочных и горных работ стала их рентабельность, что повлекло за собой пересмотр кондиций на все виды полезных ископаемых. В конечном итоге такая политика привела к резкому уменьшению объемов поисковых, разведочных и добычных работ и, как следствие, к снижению спроса на все виды геофизических исследований, в том числе и на каротажные работы. С другой стороны, рыночная экономика предъявила свои, новые требования, выдвинув на первое место конкретные геолого-экономические и геотехнологические оценки, которым ранее не уделялось должного внимания в инструкциях и руководствах по геофизическим методам поисков и разведки рудных месторождений. Новые, более жесткие требования стали предъявляться и к техногенному воздействию горно-геологических предприятий как на окружающую среду, так и на здоровье человека.

Важную роль стало играть лицензирование как предприятий, занимающихся поисками, разведкой и отработкой месторождений, так и видов работ на объектах и территориях, где эти работы проводятся. Многие традиционные методы каротажа и опробования, имевшие в прошлом широкое применение, в современных условиях потеряли свою значимость, уступив место новым, более эффективным, но не нашедшим отражения в прежней инструкции. Это в первую очередь относится к методам каротажа и опробования рудных скважин. Значительные изменения произошли в аппаратурно-технической базе разведочной геофизики. Исчезло широкомасштабное серийное производство геофизической аппаратуры и каротажного оборудования, уступив место единичным экспериментальным образцам приборов. Широкое применение получила цифровая техника регистрации наблюдений, вытеснив почти полностью аналоговую, а для их обработки и интерпретации практически повсеместно теперь используются ПЭВМ. Усилилась роль метрологического обеспечения и аттестации применяемых средств измерений.

Настоящая инструкция составлена на основе обобщения накопленного опыта в области геофизических исследований рудных скважин с учетом изменений, происшедших за истекший период. Следует подчеркнуть, что применительно к рудным месторождениям инструкция по каротажу и скважинной геофизике составлена впервые.

Работа поставлена по заданию и инициативе Министерства природных ресурсов Российской Федерации.

Инструкция составлена коллективом научных сотрудников ВИРГ-Рудгеофизики под общей научной редакцией Е.П.Лемана (разделы 1, 2, 5, 6, 9) и А.П.Савицкого (разделы 3, 4, 7, 8). Непосредственное участие в составлении инструкции принимали Е.П.Леман (разделы 1, 2.1.1, 2.1.3); И.В.Томский (раздел 2.1.1); А.П.Очкур (разделы 2.1.2, 2.2); И.М.Хайкович (разделы 2.1.4, 9); Л.Г.Филиппычева (разделы 4 и 6.2); Б.Н.Тихонов, А.Б.Гутнер (раздел 4); Г.Я.Рабинович, А.Л.Перельман (разделы 5, 6), А.Д.Ефимов, И.Б.Хургин, A.Н.Шувал-Сергеев, Г.В.Редько, А.Б.Федоров, Л.В.Лебедкин, Н.И.Попов, А.А.Елисеев (разделы 3, 6.4); А.П.Савицкий, А.Л.Перельман (разделы 7, 8); О.Ф.Путиков (раздел 3.2.4). Существенную помощь при работе над инструкцией оказали сотрудники МПР РФ А.В.Липилин и В.А.Полякова и сотрудники ВИРГ-Рудгеофизики Т.Ю.Пикунова, Л.Ю.Чуралева, В.А.Птицын, Н.Н.Ефимова.

При разработке инструкции авторы сочли необходимым отойти от того плана, по которому составлялись подобные документы ранее, в том числе и "Техническая инструкция" 1985 года издания. В новой инструкции все технические и методические сведения и требования, касающиеся какого-либо одного метода, сведены в единый раздел, начиная от физической сущности этого метода и решаемых им задач, вплоть до вопросов интерпретации, обработки материалов и оценки их качества и достоверности. Такое расположение материалов, по мнению авторов, более удобно для тех, кто будет пользоваться инструкцией. Кроме того, по каждому методу излагаются не только требования к методике и технологии проведения работ, но и наиболее рациональные и практически проверенные способы обеспечения этих требований. Это обстоятельство приближает инструкцию к методическому руководству, хотя по полноте и назначению таковой она не является. Тем не менее, включение подобного материала, как считают авторы, необходимо для того, чтобы сформулированные требования не казались необоснованными ни заказчику, ни исполнителю работ.

Раздел по каждому методу заканчивается списком действующих утвержденных инструктивных и нормативных материалов и списком научной литературы, использованной при составлении инструкции.

Инструкция рассчитана на инженерно-технических и руководящих работников геологических и горнодобывающих предприятий и ведомств, занимающихся поисками, разведкой и отработкой месторождений металлических и неметаллических руд. Действие инструкции не распространяется на месторождения угля, горючих сланцев, нефти, газа, подземных и минеральных вод, строительных материалов и т.п., хотя при работе и на эти виды полезных ископаемых многие положения настоящей инструкции также будут справедливы.

Инструкция рассмотрена и одобрена Научно-методическим Советом по геолого-геофизическим технологиям поисков и разведки твердых полезных ископаемых МПР РФ (председатель Совета - В.П.Кальварская) 17 июня 1999 г. При этом учтены многочисленные отзывы и пожелания научных и производственных организаций, поступившие в процессе предварительной апробации инструкции.

ИНСТРУКЦИЯ СОГЛАСОВАНА с Госгортехнадзором России 23 августа 2000 г. (письмо Зам. Начальника Б.А.Красных N 03-35/318), УТВЕРЖДЕНА И ВВЕДЕНА В ДЕЙСТВИЕ с 1 января 2000 г. приказом Министра природных ресурсов Российской Федерации Б.А.Яцкевича N 525 от 6 декабря 2000 г.

1. ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ РУДНОГО КАРОТАЖА И КОМПЛЕКС ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СКВАЖИН НА РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ

1.1. Основными задачами каротажа скважин и опробования керна на рудных месторождениях являются:

- получение исходных данных для подсчета запасов - определение местоположения, границ и мощности рудных зон, среднего содержания в них полезного компонента и вредных примесей, плотности руд, выделение рудных тел в соответствии с установленными на месторождении кондициями;

- получение исходных данных для геолого-геохимических оценок оруденения и геолого-технологических прогнозов качества добываемых руд и продуктов их обогащения и переработки;

- уточнение геологического (литологического, стратиграфического) разреза скважин и заверка или установление природы геохимических и геофизических аномалий, выявленных на стадиях региональных и поисковых исследований;

- создание информационной основы для построения геолого-геофизических разрезов и моделей месторождений;

- горно-геологический, горно-технический и геоэкологический контроль за эксплуатацией месторождений.

1.2. Комплексирование геофизических методов исследования скважин на месторождениях руд и минерального сырья производят с целью получения наиболее полной информации о геологическом разрезе скважины. Состав комплекса определяется назначением скважины, геологическими задачами, поставленными перед бурением, видом полезного ископаемого, геолого-геофизической характеристикой изучаемого разреза и условиями измерений.

1.3. Геофизические методы исследования скважин применяются на всех рудных месторождениях, включая металлические (железо, хром, марганец, никель, алюминий, медь, свинец, цинк, сурьма, олово, серебро, ртуть, бериллий, литий, редкоземельные элементы и др.) и неметаллические (барит, апатит, фосфорит, флюорит, магнезит, калийные соли, алмазы и другие самоцветы и т.п.) полезные ископаемые, на всех стадиях геологоразведочных работ, в том числе при поисках, оценке, разведке и эксплуатации месторождений.

1.4. Арсенал геофизических методов исследования скважин на месторождениях руд и минерального сырья в настоящее время включает следующие виды каротажа скважин и опробования керна:

- Электрические: каротаж сопротивлений (КС), токовый каротаж (ТК) в модификации скользящих контактов (МСК), каротаж по методу самопроизвольной (спонтанной) поляризации (ПС), электродных потенциалов (МЭП).

- Электромагнитные и магнитные: каротаж магнитной восприимчивости (КМВ), магнитного поля (КМП), индукционный (ИК), вызванной поляризации (КВП) и совокупность ИК и КМВ - электромагнитный каротаж (ЭМК).

- Ядерно-геофизические, к которым относят: гамма-каротаж (ГК) по естественной радиоактивности горных пород и руд в интегральной (ИГК) и спектрометрической (СГК) модификациях; гамма-гамма-каротаж (ГГК) по рассеянному гамма-излучению в модификациях плотностного (ГГК-П) и селективного (ГГК-С) каротажа в интегральном и спектрометрическом вариантах (ИГГК-П, СГГК-П, ИГГК-С, СГГК-С соответственно); гамма-нейтронный, или фотонейтронный, каротаж (ГНК); рентгенорадиометрический каротаж скважин (РРК) и опробование керна (РРО); нейтрон-нейтронный каротаж (ННК); нейтронно-активационный каротаж (НАК); нейтронный гамма-каротаж (НГК), причем последние два метода чаще всего используются в спектрометрическом варианте вторичного гамма-излучения (соответственно СНАК и СНГК).

- Акустический каротаж (АК) по скорости распространения и затуханию сигнала и межскважинное прозвучивание.

1.5. Гамма-каротаж (ГК) в модификациях ИГК или СГК проводится в обязательном порядке во всех геологоразведочных скважинах с целью обеспечения так называемых массовых поисков, т.е. для обнаружения радиоактивных аномалий, с которыми могут быть связаны рудопроявления и месторождения радиоактивных элементов (урана, тория, радия).

Использование плотностного гамма-гамма-каротажа ГГК-П требуется во всех случаях, когда необходимо получить сведения о плотности горных пород и руд в естественном залегании (например, для подсчета запасов руд или для литологического расчленения разреза скважины по плотности и т.п.).

Необходимость выполнения других видов каротажа обусловлена стадией геологоразведочных работ, задачами геолого-геофизических исследований, геологическими особенностями изучаемого объекта, видом полезного ископаемого и его физико-химическими и геолого-минералогическими свойствами.

1.6. Использование данных каротажа на различных стадиях геологоразведочных работ позволяет повысить их оперативность и способствует решению следующих геолого-геофизических задач.

1.6.1. Стадия поисковых работ:

а) литологическое расчленение и корреляция разрезов;

б) расшифровка природы и оценка перспективности геофизических аномалий, выявленных при аэрогеофизических, аэрогеологических, наземных геолого-геохимических и геофизических съемках или скважинных наблюдениях;

в) выделение рудовмещающих пород и рудных интервалов с определением их мощности и глубины залегания;

г) определение вещественного состава руд и концентраций полезного ископаемого.

Повышение достоверности геологоразведочных работ на этой стадии обеспечивается уточнением, а при некондиционном выходе керна составлением геологической документации по данным каротажа и возможностью исследования в естественном залегании объемов сырья, значительно превышающих объемы керна.

1.6.2. Стадия оценки месторождений:

а) определение геологического строения месторождения и его геолого-геохимических характеристик (закон распределения оруденения, степень неравномерности, наличие и устойчивость корреляционных связей между элементами, генетические связи и т.п.);

б) уточнение данных бурения по задаче 1.6.1, в и прослеживание рудных пересечений в геологических разрезах;

в) определение соотношения рудных и безрудных прослоев в рудных подсечениях, изучение строения рудных залежей;

г) задача 1.6.1, г решается по типам руд с точностью, достаточной для оценки сырья в соответствии с требованиями ГКЗ РФ для подсчета запасов по категориям и и предварительной геолого-технологической оценки руд и продуктов их обогащения и переработки.

Данные геофизических исследований скважин на этой стадии используются для подсчета запасов полезного ископаемого, предварительной геолого-технологической оценки руд и продуктов их обогащения и переработки, а также для уяснения геологического строения месторождения и получения сведений о его геолого-геохимической характеристике, генезисе и других особенностях. Они также обеспечивают сокращение числа перебуриваний при некондиционном выходе керна.

1.6.3. Стадия разведки месторождений:

а) выявление рудных тел, пропущенных при оценке месторождений;

б) уточнение морфологии рудных тел и их геометризация;

в) определение параметров для подсчета запасов по категории (мощность, глубина, строение рудных залежей, содержание полезного ископаемого и вредных примесей) и геолого-технологической оценки руд и прогноза качества продуктов их обогащения и переработки.

Данные каротажа скважин позволяют повысить достоверность разведки месторождений, используются при подсчете запасов полезного ископаемого и при прогнозной оценке технологических свойств руд и качества продуктов их обогащения и переработки.

Эти же данные могут быть положены в основу технико-экономических оценок и обоснований на проектирование систем отработки месторождений.

1.6.4. Стадия эксплуатационной разведки месторождений:

а) уточнение контуров рудных тел по глубоким горизонтам и флангам месторождения, уточнение промышленных категорий запасов, перевод запасов из более низких категорий в более высокие (например, из в , из в );

б) решение задач по пп.1.6.3, б, в с целью оперативного управления процессом добычи, составления так называемого горного календаря, определяющего порядок и очередность отработки эксплуатационных блоков на объекте добычи (на руднике, карьере, шахте) для получения товарной руды или шихты заданного качества для подачи ее на обогатительную фабрику.

1.7. Результативность и эффективность геофизических исследований скважин на рудных месторождениях в значительной мере определяется горно-техническими условиями применения методов (состоянием стенок скважин и их кавернозностью в зависимости от механической устойчивости пород, технологии бурения, заполнения скважины водой или буровым раствором, влиянием вечной мерзлоты и пр.), а также достоверностью геологических данных, используемых для построения корреляционных зависимостей и градуировочных графиков при количественной интерпретации геофизических материалов (выход керна, погрешность геологического опробования, избирательное истирание рудных минералов, минералого-петрографическая изученность пород и руд и другие факторы).

1.8. Геофизические исследования скважин выполняются в два приема: вначале исследования проводят по всему разрезу скважины обычно в масштабе глубин 1:200 (реже в масштабах 1:500 или 1:1000), а затем на аномальных участках - детальные исследования в масштабе глубин 1:50 (иногда в масштабах 1:20 или 1:10).

1.9. Для расчленения и корреляции геологических разрезов скважин, уточнения литологической и минералого-петрографической характеристики пересеченных скважиной геологических образований, выделения рудовмещающих пород и зон околорудного изменения применяют:

- гамма-каротаж (ГК);

- электрический каротаж (КС, ПС, ТК, МСК, МЭП);

- электромагнитный и магнитный каротаж (ЭМК, ИК, КМВ, КМП);

- плотностной гамма-гамма-каротаж (ГГК-П);

- акустический каротаж (АК) и межскважинное акустическое прозвучивание (МАП).

1.10. С целью определения местоположения, границ, мощности и строения рудных интервалов, оценки вещественного и элементного состава руд в разрезах скважин проводят:

- гамма-каротаж (ГК, СГК);

- гамма-гамма-каротаж (СГГК-С, СГГК-П),

- нейтронный каротаж (ННК, СНГК, СНАК);

- рентгенорадиометрический каротаж скважин или опробование керна (РРК, РРО);

- электромагнитный и магнитный каротаж (ЭМК, ИК, КМВ, КМП);