Televiewer is a logging tool capable of scanning the borehole wall. The tool uses a rotating acoustic beam generator that acts as both a transmitter and receiver. The beams are sent toward the wall. The amplitude of a returning signal from the wall has nearly a linear relationship with the reflectio...
Televiewer is a logging tool capable of scanning the borehole wall. The tool uses a rotating acoustic beam generator that acts as both a transmitter and receiver. The beams are sent toward the wall. The amplitude of a returning signal from the wall has nearly a linear relationship with the reflection coefficient R of the borehole wall, when the wall is smooth. As R depends only on rock impedance for fixed water impedance, the amplitude is directly associated with mass density and seismic velocity of rock. Meanwhile, the amplitude can be further reduced by wall roughness that may be caused by drilling procedures, differences in rock hardness, because the rough surface can easily scatter the acoustic energy and sometimes the hole becomes elongated in all directions according to the degree of weathering. In this sense, the amplitude is related to the hardness of rocks. For convenience of analysis, the measured amplitude image(2-D data(azimuth ${\times}$ depth)) is converted, with an appropriate algorithm, to the 1-D data(depth), where the amplitude image values along a predetermined fracture signature(sinusoid) are summed up and averaged. The resulting values are subsequently scaled simply by a scalar factor that is possibly consistent with a known strength. This scaled Televiewer reflectivity is named, as a matter of convenience,“Televiewer rock strength”. This paper shows, based on abundant representative case studies from about 8 years of Televiewer surveys, that Televiewer rock strength might be regarded, on a continuous basis with depth, as a quitely robust indicator of rock classification and in most cases as an approximate uniaxial strength that is comparable to the rebound value from Schmidt hammer test.
Televiewer is a logging tool capable of scanning the borehole wall. The tool uses a rotating acoustic beam generator that acts as both a transmitter and receiver. The beams are sent toward the wall. The amplitude of a returning signal from the wall has nearly a linear relationship with the reflection coefficient R of the borehole wall, when the wall is smooth. As R depends only on rock impedance for fixed water impedance, the amplitude is directly associated with mass density and seismic velocity of rock. Meanwhile, the amplitude can be further reduced by wall roughness that may be caused by drilling procedures, differences in rock hardness, because the rough surface can easily scatter the acoustic energy and sometimes the hole becomes elongated in all directions according to the degree of weathering. In this sense, the amplitude is related to the hardness of rocks. For convenience of analysis, the measured amplitude image(2-D data(azimuth ${\times}$ depth)) is converted, with an appropriate algorithm, to the 1-D data(depth), where the amplitude image values along a predetermined fracture signature(sinusoid) are summed up and averaged. The resulting values are subsequently scaled simply by a scalar factor that is possibly consistent with a known strength. This scaled Televiewer reflectivity is named, as a matter of convenience,“Televiewer rock strength”. This paper shows, based on abundant representative case studies from about 8 years of Televiewer surveys, that Televiewer rock strength might be regarded, on a continuous basis with depth, as a quitely robust indicator of rock classification and in most cases as an approximate uniaxial strength that is comparable to the rebound value from Schmidt hammer test.
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문제 정의
결국, 텔레 뷰어 진폭 치는 상기 두 가지 요인에 의해 큰 편차를 나타내게 되며 그로 인해 풍화암도 보다 세분화하여 차별화 할 수 있는 여건이 마련된 것이다. 따라서, 본 논문의 주요 내용은 우선 텔레 뷰어어 진폭 이미지 (2-D: 심도-방위각) 로부터 심도에 대한 대표적인 진폭치로 전환하는 적절한 알고리즘을 개발하고 나아 가서 그 결과가 암 층 구분이나 강도 판단에 어느 정도 효율성을 찾올 수 있는가를 살펴보는 데 있다.
제안 방법
한편, 그림 4에서 예시한바 steel 케이싱과 경 암과의 임피던스 대조는 대단히 큰 반면 반사 계수는 상대적으로 근소한 차이를 보여주고 있다. 따라서, steel 케이싱(NX규격)을 대상으로 얻게 된 진폭 치를 1200kg/cnf으로 둔 후 그 이하의 진폭 치를 교정하게 되었다. 이와 같이 교정 된 진폭치에는 이미 지적한바 암반의 임피던스는 물론 암반의 견고성에 대한 정보도 동시에 반영되고 있기 때문에 이러한 1차원 진폭치 표현을 편의상 텔레뷰어 암석강도(Televiewer rock strength)명명 하게 된 것이다.
대상 데이터
비록 절리에 의한 진폭치 하락이 뚜렷이 인식되고 있으나 반면 심도에 따른 진폭치의 변화는 선정된 방 위 각에 따라 크게 달리하고 있으며 더구나 심도 역시 절리의 경사각 크기에 따라 서로 상당한 차이를 보여주고 있다. 여섯 번째 트랙은 단순히 각 심도에 대응되는 144개의 진폭 치를 평준화하여 나타내었다. 만약, 절리의 경사가 대단히 완만한 경우에는 이러한 표현이 어느 정도 타당성을 찾을 수 있겠으나 절 리의 경사가 크면 클수록 진폭치의 변화폭은 작게 되어 전체적으로 암반의 역학적 특성이 제대로 반영될 수 없음을 볼 수 있다.
성능/효과
측정된 진폭치는 이론적인 측면에서 암층을 구분(임피던스 대조)할 수 있는 정보를 갖고 있을 뿐만 아니라 동시에 암반 의 견 고성에 따른 영향도 받고 있다. 이러한 진폭치를 담고 있는 진폭이미지는 본 논문에서 제시된 알고리즘(프로그램"TeroSt")에 의해 심도에 따른 대표적인 진폭치로 전환되었으며 그로 인해 벌어진 진폭치편차는 경암이 하 암층(특히 풍화암)을 보다 세분화할 수 있는 적절한 여건이 될 수 있었다. 한편, 이론과 현장 경험에 근거한 교정치 설정 (steel casing 반사기준 : 1200kg/cnf)은 많은 경우 코어를 대상으로 한 실내 압축실험 결과에 근접하는 경향을 보여주었다.
심도 약 Um 상부는 steel 케이싱 된 구간으로 항상 최대 진폭 치를 나타낸다. 경암 구간 (심도 약 39m 이하)의 심도 약 40m 주위와 풍화암 구간 심도 약 27m 주위의 코어(화살표로 표시)에 대한 실내 압축강도 실험 결과는 각각 약 1100kg/ctf, 500kg/cnf이며 이러한 수치는 바로 텔레 뷰어 암석 강도도 치와 훌륭한 대조를 보여주고 있음을 볼 수 있다. 참고로 그림 7에는 실험 코어(화살표로 표시) 주위의 코어 상태를 나타내고 있다.
후속연구
한편, 이론과 현장 경험에 근거한 교정치 설정 (steel casing 반사기준 : 1200kg/cnf)은 많은 경우 코어를 대상으로 한 실내 압축실험 결과에 근접하는 경향을 보여주었다. 더구나, 텔레뷰어 암석강도는 심도에 대한 연속적인 원위치 물성치를 대변하고 있기 때문에 일관성을 띤 암층의 분리는 물론 박층의 크기, 파쇄대 및 단층 내충진물질의 존재 및 그의 물성 파악, 물성의 점진적인 변화 등에서도 그의 응용성을 찾을 수 있다는 것이다. 따라서, 텔레뷰어 암석강도는 굳이 기존의 강도실험 결과와 비교되기보다는 오히려 암층 분리 내지 강도에 대한 하나의 새로운 판단 기준으로 간주됨이 보다 바람직하다고 할 수 있겠다.
참고로 그림 7에는 실험 코어(화살표로 표시) 주위의 코어 상태를 나타내고 있다. 전체적으로 상기 연속적인 원위치 텔레 뷰어 암석 강도도 변화는 무엇보다 코어 육안 관찰 결과를 훌륭하게 대변하고 있으며 또한 암 층 구분을 위한 바람직한 자료가 되고 있음을 볼 수 있다. 예를 들면, 심도 구간 약 11m~ 17m 사이의 대단히 낮은 텔레 뷰어 강도 치는는 바로 코어박스의 비닐에 쌓인 암편에 해당하며 또한 절리가 밀집된 곳(예: 심도 약 29m 주위) 주위의 코어는 크게 부스러져 있음을 관찰할 수 있다.
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