НИТУ «МИСиС», Москва, Россия:

Николенко П. В., доцент, канд. техн. наук, p.nikolenko@misis.ru
Зайцев М. Г., аспирант
Чепур М. Д., аспирант

Предложен новый метод экспресс-контроля трещиноватости приконтурного массива пород, основанный на оптическом сканировании стенок скважины дискретными фоточувствительными элементами. Метод позволяет оперативно выявлять трещины, пересекающие скважину, а также определять их углы падения и простирания. Показано, что при использовании взвешенного метода и аппроксимации данных с восьми фоточувствительных элементов каротажного зонда можно обеспечить достаточную точность определения геометрических параметров трещин и с высокой надежностью выявлять трещины с раскрытием от 0,5 мм.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 21-77-00046).

1. Шокин Ю. П. О нарушениях сплошности подработанной водозащитной толщи на калийных рудниках // Горный журнал. 2019. № 1. С. 70–75. DOI: 10.17580/gzh.2019.01.15
2. Асанов В. А., Евсеев А. В., Паньков И. Л., Токсаров В. Н. Исследование процессов деформирования горных пород и элементов камерной системы разработки // Горный журнал. 2018. № 6. С. 13–16. DOI: 10.17580/gzh.2018.06.02
3. Трофимов А. В., Киркин А. П., Румянцев А. Е., Яваров А. В. Применение численного моделирования для определения оптимальных параметров метода полной разгрузки керна при оценке напряженно-деформированного состояния массива горных пород // Цветные металлы. 2020. № 12. С. 22–27. DOI: 10.17580/tsm.2020.12.03
4. Kobayashi R. Studies on Crack Distribution and Sonic Velocity Change in Rocks // Journal of the Mining and Metallurgical Institute of Japan. 1974. Vol. 90. Iss. 1031. P. 21–26.
5. Шкуратник В. Л., Бочкарева Т. Н. Теория электроакустического тракта при межскважинном прозвучивании горных пород околовыработочного пространства // ФТПРПИ. 1996. № 6. С. 44–51.
6. Rasolofosaon P. N. J., Rabbel W., Siegesmund S., Vollbrecht A. Characterization of crack distribution: fabric analysis versus ultrasonic inversion // Geophysical Journal International. 2000. Vol. 141. Iss. 2. P. 413–424.
7. Tianyang Li, Zizhen Wang, Yu Jeffrey Gu, Ruihe Wang, Yuzhong Wang. Experimental study of fracture structure effects on acoustic logging data using a synthetic borehole model // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2019. Vol. 183. 106433. DOI: 10.1016/j.petrol.2019.106433
8. Tianyang Li, Zizhen Wang, Nian Yu, Ruihe Wang, Yuzhong Wang. Numerical study of pore structure effects on acoustic logging data in the borehole environment // Fractals. 2020. Vol. 28. No. 3. 2050049. DOI: 10.1142/S0218348X20500498
9. Liu Yang, Li Yuan, Qiao Lan, Fan Dawei. Dry coupled ultrasonic testing technology and its application in testing rock dynamic and static parameters // Journal of China Coal Society. 2019. Vol. 44. No. 5. P. 1465–1472.
10. Yang Liu, Lan Qiao, Yuan Li, Guodong Ma, Golosov A. M. Ultrasonic Spectrum Analysis of Granite Damage Evolution Based on Dry-Coupled Ultrasonic Monitoring Technology // Advances in Civil Engineering. 2020. Vol. 2020. 8881800. DOI: 10.1155/2020/8881800

11. Кормнов А. А., Николенко П. В. Структурная диагностика пород кровли горной выработки с использованием ультразвукового шумового корреляционного каротажа // ГИАБ. 2016. № 8. С. 265–271.
12. Шкуратник В. Л., Николенко П. В., Кормнов А. А. Изменение корреляционных характеристик шумового акустического сигнала при прозвучивании горных пород в условиях одноосного механического нагружения // Горный журнал. 2016. № 6. С. 60–63. DOI: 10.17580/gzh.2016.06.03
13. Winkler K. W., D’Angelo R. Ultrasonic borehole velocity imaging // Geophysics. 2006. Vol. 71. Iss. 3. P. 25–30.
14. Rui Yuan, Denglin Han, Yangang Tang, Hongxing Wei, Tao Mo et al. Fracture characterization in oil-based mud boreholes using image logs: example form tight sandstones of Lower Cretaceous Bashijiqike Formation of KS5 well area, Kuqa Depression, Tarim Basin, China // Arabian Journal of Geosciences. 2021. Vol. 14. Iss. 6. 435. DOI: 10.1007/s12517-021-06750-y

15. Ting Lei, Smaine Zeroug, Sandip Bose, Prioul R., Donald A. Inversion of High-Resolution High-Quality Sonic Compressional and Shear Logs for Unconventional Reservoirs // Petrophysics. 2019. Vol. 60. No. 6. P. 697–711.
16. Еникеев В. Н., Ташбулатов В. Д., Гайфуллин М. Я., Гуман О. М. Применение скважинных акустических методов для решения задач разработки мес то рожде ний твердых полезных ископаемых // Каротажник. 2011. № 5(203). С. 224–237.
17. Williams J. H., Johnson C. D. Acoustic and optical borehole-wall imaging for fractured-rock aquifer studies // Journal of Applied Geophysics. 2004. Vol. 55. Iss. 1-2. P. 151–159.
18. Ozkaya S. I., Mattner J. Fracture connectivity from fracture intersections in borehole image logs // Computers & Geosciences. 2003. Vol. 29. Iss. 2. P. 143–153.
19. Скворцов В. Ю., Скобелев А. В. Глубинная телевизионная видеосистема «Арго-цифра» на каротажном кабеле // Каротажник. 2012. № 1(211). С. 110–116.
20. Козырев А. А., Константинов К. Н., Рыбин В. В., Бушков В. К. Экспериментальные определения параметров напряженного состояния прибортового массива пород карьера «Восточный» Олимпиадинского золоторудного мес то рожде ния // Проблемы недропользования. 2018. № 3(18). С. 61–69.
21. Yuanming Ji. Infrared radiation with deformation of bolt and rock // Advances in Infrared Imaging and Applications : International Symposium on Photoelectronic Detection and Imaging 2009. – Beijing, 2009. Vol. 7383. DOI: 10.1117/12.830941.
22. Wang Weixing, Wang Fengping, Huang Xiaojun, Song Junfang. Rock fracture image acquisition using two kinds of lighting and fusion on a wavelet transform // Bulletin of Engineering Geology and the Environment. 2016. Vol. 75. Iss. 1. P. 311–324.
23. ГОСТ 2789–73. Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики. – М. : Стандартинформ, 2018. – 8 с.
24. Jifeng Bao, Carisa Kwok Wai Yu, Jinhua Wang, Yaohua Hu, Jen-Chih Yao. Modified inexact Levenberg–Marquardt methods for solving nonlinear least squares problems // Computational Optimization and Applications. 2019. Vol. 74. Iss. 2. P. 547–582.