Työraportti 2011-88

Semi-Automated Fracture Classification Procedure Based on Geophysical Drillhole Logging Data

Heikkinen, E., Heinonen, S. & Ravimo, I.

Englanti

120

Posiva Oy huolehtii käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksesta Olkiluodossa. Loppusijoituksen turvallisuusperustelujen kannalta keskeisiä kallioperäominaisuuksia selvitetään kalliotilojen soveltuvuuden (Rock Suitability Criteria, RSC) tutkimushankkeessa. Yksi RSC osa-alueita on jatkuvien rakojen välttäminen loppusijoitusreikien välittömässä läheisyydessä. Jatkuvat raot on tunnelin kartoituksessa määritetty tarkoittamaan koko tunnelin leikkaavaa rakojälkeä, Tunnel Cross-Cutting Feature (TCF) tai Full Perimeter Intersection (FPI).

Tässä työssä on selvitetty mahdollisuuksia havaita ja luokitella merkittävät raot tunnelin keskiprofiilille kairatun pilottireiän geofysikaalisesta tutkimusaineistosta. Työssä on käytetty pilottireikien ONK-PH08 – PH14 sekä ONK-PH16 ja PH17 aineistoa. Näytteestä raportoitujen rakojen kohdalta on poimittu geofysiikan mittausprofiileista anomalia- ja tausta-arvot käyttäen menetelmäkohtaisia poimintaikkunoita. Sen lisäksi samoista ikkunoista on kerätty mittausprofiilien keskihajonta ja keskiarvo, sekä laskettu gradientti. Keskihajontaa on käytetty kynnysarvona valinnassa ja gradienttia hylkäysperusteena muusta kuin raosta johtuvan anomalian tunnistamiseksi.

Anomalia-arvot on normalisoitu menetelmäkohtaisesti välille 0 – 100 % ja arvot on laskettu yhteen. Eri menetelmien sekä niiden yhteispisteiden sopivuutta rakojen havaitsemiseen ja luokitteluun on analysoitu. Anomalioiden ja tunnelista kartoitettujen, kairanreikään takaisin projisoitujen merkittävien rakojen yhteensopivuutta on tarkasteltu tulosten analyysissä.

Osa kairauksessa raportoiduista raoista aiheuttaa geofysikaalisen anomalia, monet muut raot eivät. Osa menetelmistä antaa suurelle osalle rakoja ainoastaan heikon vasteen, mutta on osasta rakoja hyvin selvä (esimerkiksi tiheys). Sähkönjohtavuuteen ja akustiseen kokoaallonmuotoon perustuvat tulokset vastaavat merkittäviä rakoja melko hyvin. Yhteenlaskettu anomaliaindeksi kuvaa merkittäviä rakoja yleensä paremmin kuin yksittäisten menetelmien pisteet sellaisenaan. Anomalioita voi esiintyä myös sellaisten rakojen kohdalla jotka eivät ole merkittäviä näyte- tai tunnelikartoituksen kannalta.

Merkittävien TCF-rakojen kohdalle saadaan useassa tapauksessa viite yhteenlasketussa geofysiikan anomaliakoosteessa. Usein nämä tuloksissa korostuvat kohteet sijaitsevat usean raon ryhmien kohdalla, ja jopa hauraiden deformaatiovyöhykkeiden kohdalla. Jokainen raoista saa tällöin melko korkeat pisteet. Joidenkin TCF rakojen kohdalla ei havaita anomaliaa missään menetelmässä.

Kehitetty ikkunointiin ja kynnysarvoihin sekä normalisointiin perustuva geofysiikan profiilien käsittely on tehtävissä geofysiikan tulosten syvyyskorjauksen jälkeen heti kun kairausnäytteen rakoluettelon syvyydet ovat käytettävissä. Tekniikka mahdollistaa tutkimuskohteen kaikkien rakohavaintojen vertailun geofysiikan tulosten perusteella. Se antaa alustavaa tietoa kohteista joissa voi sijaita merkittäviä rakoja, tarjoten tukitietoja geologisen kartoituksen käyttöön.

Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitus, geofysikaalinen reikämittaus, rakokartoitus, kallioperän soveltuvuuskriteerit, luokittelu, pitkät raot.

Semi-Automated Fracture Classification Procedure Based on Geophysical Drillhole Logging Data (pdf) (3 MB)