------------ - Työraportti 98-34 Vedenjohtavuuden mittaukset 1 1 Aänekosken Kivetyssä. kairanreikä KI-KR12 Heikki Hämäläinen Heinäkuu 1998 POSIVA OY Mikonkatu 15 A, FIN-001 00 HELSINKI, FINLAND Tel. +358-9-2280 30 Fax +358-9-2280 3719
Työraportti 98-34 Vedenjohtavuuden mittaukset Aänekosken Kivetyssä, kairanreikä KI-KR 12 Heikki Hämäläinen Heinäkuu 1998
.. / / /. TEKIJÄ ORGANISAATIO: Geopros Oy Punapaadentie 6 00930 Helsinki TILAAJA: Posiva Oy Mikonkatu 15 A 00100 Helsinki TILAUSNUMERO: 9826/97/HH POSIVAN TARKASTAJA JA HYVÄKSYJÄ: Dl Heikki Hinkkanen Posiva Oy KONSULTIN YHDYSHENKILÖ: Heikki Hämäläinen Geopros Oy TYÖRAPORTTI 98-34 KALLIOPERÄN VEDENJOHTAVUUDEN MITTAUKSET ÄÄNEKOSKEN KIVETYSSÄ, KAIRANREIKÄ KI-KR12 TEKIJÄ: Heikki Hämäläinen TARKASTAJA JA: HYVÄKSYJÄ "77. - ---r- 'Y - Tapio Hämäläinen
- -- --- ------------------------------- --- - - Geopros Oy 12.06.98 TYÖRAPORTTI 98-34 KALLIOPERÄN VEDENJOHTAVUUDEN KIVETYSSÄ, KAIRANREIKÄ KI-KR12 MITTAUKSET ÄÄNEKOSKEN TIIVISTEL MÄ Yksityiskohtaisiin paikkatutkimuksiin liittyen Posiva Oy:n Äänekosken Kivetyn tutkimusalueella mitattiin kallioperän vedenjohtavuutta kairanreiässä KI-KR 12. Mittauskelpoisesta 761,45 m:n reikäosuudesta mitattiin 2 m testivälin pituuksilla 196 m, yhteensä 98 täydellistä mittausta. Lisäksi tehtiin muutamia lyhyitä testejä todellisen syvyyden tarkistamiseksi tunnettujen vyöhykkeiden kohdilla. Mittaukset tehtiin kaksoistulppa- ja vakiopainemenetelmällä käyttäen 200 ylipainetta. lnjektio kesti tavallisesti 15 min ja paineenlaskuvaihe 10 min, mutta ajat vaihtelivat tilanteen mukaan. Paineen annettiin tasoittua luonnolliseen tasoonsa ennen injektiota vähintään 5 min, mutta eräissä kohdissa useita tunteja. Samoin injektiota jatkettiin paikoin moninkertaiseksi. Vedenjohtavuudet tulkittiin välittömästi käyttäen kahta transientti (Horner ja 1/Q) ja yhtä stationääritilan (Moye) tulkintaa. Mittauksissa käytettiin Pesivan omistamaa HTU-jäestelmää Unit). Laitteistoa käytti Geopros Oy:n miehistö. (Hydraulic Testing Avain sanat: HTU, vedenjohtavuus, vakiopainekoe, vesimenekkikoe 2
Geopros Oy 12.06.98 TYÖRAPORTTI 98-34 HYDRAULIC CONDUCTIVITY MEASUREMENTS AT KIVETTY, ÄÄNEKOSKI, BOREHOLE KI-KR12 ABSTRACT As a part af the detailed site investigations hydraulic conductivity measurements were carried out in borehole KR 12 at Kivetty in Äänekoski. Kivetty is one af the four areas selected as possible locations for the final repository af spent nuclear fuel. The objective was ta investigate the distribution af hydraulic conductivity in the surrounding bedrock volume. Out af the total measurable length af 761,45 m in the borehole 196 m was measured with 2m packer separation. A total af 98 complete tests were made. Additionally some tests were carried out ta check the real borehole depth af the fractures at known locations. Double-packer constant-head method was used throughout with generally 200 head. 8oth injection and fall-off stages Iasted normally 15 minutes. Test section was stabilised for at least 5 minutes before the injection ta find out the natural pressure. Some sections were, however, stabilised or injected up ta several hours. Two transient (Horner and 1/Q) and one stationary-state (Moye) interpretations were made immediately after the measurement. Hydraulic Testing Unit, HTU-system, owned by Posiva, was used and operated by the crew af Geopros Ltd. Keywords: HTU, hydraulic conductivity, constant head test, hydraulic injection test 3
Geopros Oy 12.06.98 TYÖRAPORTTI 98-34 SISÄLLYSLUETTELO TIIVISTELMÄ... 2 ABSTRACT... 3 SISÄLLYSLUETTELO... 4 1 JOHDANTO... 5 2 MITTAUKSET... 6 3 LAITTEISTO... 7 3.1 Laitteiston yleiskuvaus... 7 3.2 Toiminnallinen kuvaus... 7 3.3 Tekniset spesifikaatiot... 8 3.3.1 Kaluston mitat... 8 3.3.2 Digitaalinen mittaustarkkuus... 8 3.3.3 Paineanturit... 8 3.3.4 Virtausanturit... 8 3.3.5 Lämpötila-anturit... 9 3.3.6 Kaapelin jännitys... 9 3.3.7 Testivälin sijainti.... 9 3.3.8 Säätötarkkuus... 10 3.4 Mittausalue... 10 4 MITTAUKSEN KULKU... 11 5 TULKINTOJEN TAUSTA... 13 5.1 Tulkinnat... 13 5.2 Moye... 13 5.3 1/Q... 14 5.4 Horner... 15 6 MITTAUSRAPORTIN SISÄLTÖ... 16 7 DATATIEDOSTON RAKENNE... 20 8 VIITELUETTELO... 21 Liitteet 1 Mittausraportit 2 Luettelot mittauksista - raportoidut mittaukset - kaikki mittaukset 3 Vedenjohtavuusdiagrammi 4 Mittauspäiväkirja 5 Rakohaut ja kaapelin venymämalli 4
----------------------------------------------- -- Geopros Oy 12.06.98 TYÖRAPORTTI 98-34 1JOHDANTO Posiva Oy on tutkinut viidellä eri paikkakunnalla kallioperän sopivuutta ydinjätteen loppusijoitukseen. Ensimmäisen tutkimusvaiheen, alustavat sijoituspaikkatutkimukset, jälkeen näistä valittiin, Kuhmon Romuvaara, Äänekosken Kivetty ja Eurajoen Olkiluoto jatko-ohjelmaan, yksityiskohtaisiin sijoituspaikkatutkimuksiin, johon liittyvät kenttätyöt alkoivat keväällä -93. Uusia reikiä kairattiin jokaiselle alueelle ja eräitä aiemmin kairattuja jatkettiin. Äänekosken Kivettyyn tehtiin viisi uutta erisyvyistä kairanreikää Reikätutkimuksiin sovellettiin sekä aiemmin käytettyjä että uusia tai edelleenkehitettyjä menetelmiä. Edellämainittujen alueiden lisäksi Loviisan Hästholmenin alue on otettu mukaan loppusijoitustutkimuksiin vuoden 1997 alusta alkaen. Tämä raportti kuvaa Kivetyn kairanreiässä KR12 vakiopainekokeina tehtyjä vedenjohtavuusmittauksia. Reikä on kairattu v. -96 ja se on syvyydeltään 801,62 m. Reiän kaltevuus on 65.ja halkaisija pääosin 56 mm. Mitattavissa oleva osuus alkaa 40,17 m:stä, johon laajempi putkitettu osuus päättyy. Ensimmäinen mittaus tehtiin 150 m:n syvyydessä. Vedenjohtavuus tutkittiin alustavissa sijoituspaikkatutkimuksissa kaikista silloisista rei'istä HTU-kalustolla jäestelmällisesti käyttäen 30,8 m tulppaväliä ja osin 6,8 m tulppaväliä. Nyt käytössä oli sama laitteisto, mutta täydellisesti uusittu ohjelmisto ja tietokone sekä lähinnä virtausmittauksen osalta parannettu tarkkuus. Tästä reiästä ei kuitenkaan ole aiempia mittaustuloksia tällä menetelmällä. Mittauksia tehtiin yhteensä 98 kpl valituilla osuuksilla. Testivälit sijoitettiin samoihin asemiin kuin aiemmin tehdyt virtauseromittaukset, joiden tuloksiin nyt saatuja voidaan vedenjohtavuusarvojen osalta verrata. Virtauseromittausta ei ollut vielä alustavissa sijoituspaikkatutkimuksissa lainkaan käytössä. Koska periaate näillä menetelmillä on selvästi erilainen, ne täydentävät toisiaan kalliomallinnuksen apuvälineinä. Vedenjohtavuusarvojen lisäksi voidaan mittaukseen yleensä sisältyvien transienttien perusteella tehdä arvioita virtauksen dimensioista. Mittaustyö tehtiin oleellisilta osin yhdessä vuorossa yhden hengen miehistöllä. Mittausten suorituksesta oli vastuussa Geopros Oy, josta työhön osallistuivat Heikki Hämäläinen ja Tapio Hämäläinen. Pasivan puolesta oli valvojana Aimo Hiironen. Tämän raportin laati Heikki Hämäläinen Geopros Oy:stä. 5
-------------------------------------------------- -- Geopros Oy 12.06.98 TYÖRAPORTTI 98-34 2 MITTAUKSET HTU-vaunu kuljetettiin KI-KR12:11e 10.2.98 KR11-reiältä sen tukkeuduttua kesken mittausten. Yhteensä testejä aloitettiin 1 03 kpl, mutta muutama niistä keskeytyi virhetilanteeseen tai epäsopiviin säätöparametrien arvoihin, mikä aiheutti testin aloittamisen alusta. Loppuun saakka vietyjä mittauksia kertyi 98 kpl. Mittaukset tulivat loppuunsuoritetuiksi 4.3.98, minkä jälkeen vaunu siirrettiin takaisin reiälle KR11. Valitut mittauskohdat, jotka edustavat noin neljännestä koko reiän pituudesta, oli sijoitettu vettäjohtaviksi tiedetyille osuuksille, joten mittausalueen alittavia välejä ei ollut monia. Virtauseromittarin ja HTU-Iaitteen tulkitut vedenjohtavuudet erosivat toisistaan usein. HTU:IIa mitatut vedenjohtavuudet olivat yleensä suurempia, ehkä korostetummin yli 10-7 m/s vedenjohtavuuksilla. Käytetyt laskentakaavat voisivat olla selityksenä näille eroille. Lisäksi virheet syvyydessä sijoittivat vastaavia tuloksia hieman eri kohtiin. Laajentumat reiän seinämässä eivät aiheuttaneet muutoksia testivälien sijoituksiin, mutta varovaisuussyistä tulppapainetta alennettiin joissakin paikoissa. Keskeytettyjan mittausten raportteja ei ole tässä julkaistu, mutta joitakin niistä voidaan hyödyntää, sillä niihin voi sisältyä esim. pitkiä stabilointiaikoja, joista pietsometrisen paineen tarkka arvo käy esille. Tällaiset mittaukset voi löytää raportin lopussa olevasta liitteestä 2, taulukosta "Kaikki mittaukset reiässä KI-KR 12" tarkastelemalla taulukossa esitettyjä vaiheiden kestoaikoja tai kommentteja. Joitakin mittauksia tehtiin pidennetyillä injektioajoilla täydellisen virtaustransientin esille saamiseksi. Kommenteista löytyy tieto testin mahdollisesta erikoistarkoituksesta. Reiän vedenjohtavuusjakauma (Moye-tulkinta) on diagrammina liitteessä 3 ja taulukkomuodossa eri tulkintamenetelmin liitteen 2 taulukossa "KI-KR 12, loppuunviedyt mittaukset". Rakohakuun kaapelin venymämallin tarkistamiseksi sopivia paikkoja ei tässä reiässä, ollut. Kaapeli vetojännityksen mittaus suoritettiin jokaisen mittauksen yhteydessä. Vetojännityksen ja venymän suhde pyritään jatkossa selvittämään ja ottamaan jännitys mukaan syvyyskorjausta laskettaessa. Käytetty kaapelin venymämalli on esitetty liitteessä 5. Taulukossa voi olla mukana myös myöhemmissä mittauksissa suoritettuja rakohakuja ja niiden perusteella voi arvioida mallin tarkkuutta. Koska alueella ei esiinny suolaista pohjavettä ja vain kuusi mittausta tehtiin yli 600 m:n syvyydessä, ei ole syytä epäillä pahoja virheitä syvyystiedoissa. Myös mittausten aikana syvyydet tuntuivat täsmäävän kohtalaisesti ennakkotietojen kanssa, joskin useita pieniä poikkeamia virtauseromittausten kanssa oli havaittavissa. Mittauksiin mainittavasti vaikuttavia teknisiä ongelmia ei esiintynyt. Tarkemmat tiedot tällaisista tapahtumista ja muista mittauksen aikaisista huomiosta on liitteenä 4 olevassa mittauspäiväkiassa. 6
Geopros Oy 12.06.98 TYÖRAPORTTI 98-34 3 LAITTEISTO 3.1 Laitteiston yleiskuvaus Laitteisto on yksityiskohtaisesti kuvattu omassa dokumentoinnissaan TVO/Paikkatutkimukset -raporttisarjassa, raporttinumero 88-35 Rev. 1. Kalusto koostuu kairanreikään laskettavasta anturin ja paisutettavien tulppien yhdistelmästä, kaapelista ja vaunusta, johon on sijoitettu kaapelivinssi ja mittauksen ohjausta ja tiedonkeruuta varten tarvittava kalusto. Anturi sisältää lähinnä paine- ja lämpötila-antureita ja paineensäätimenä toimivan säätöventtiilin. Anturiin liittyy toinen tulpista ja toinen on erotettu alumiinisilla jatkolangoilla halutulle etäisyydelle. Paineenmittaukset suoritetaan tulppien väliltä ja kummankin tulpan ulkopuolelta. Tulppien väliin aukeaa syöttövesiputki, jossa tapahtuvaa virtausta säädetään anturissa olevalla säätöventtiilillä. Erityisesti tätä tarkoitusta varten tehty kaapeli sisältää tarvittavien signaali- ja virransyöttöjohtojen lisäksi nylenputket syöttövettä ja tulppien pullistusta varten. Kantavana elementtinä on kevlarkuitu ja vaippana polyuretaanimuovia. Vaunu on rakennettu metsätraktorin perävaunun rungolle, jossa on keinuva kaksoisteli. Kori on lasikuitulaminaattia polyuretaanivaahtoeristein. Sisätilat on jaettu väliseinällä kahtia; toisella puolella on virransyöttö-, tiedonkeruu-ja ATK- laitteistot, toisella hydraulikäyttöinen kaapelivinssi, huoltotilat ja suurin osa systeemin mittaus-, säätä- ja käyttölaitteista. Lattiassa on luukku, josta anturi kaapeleineen lasketaan reikään. Lattian alle on sijoitettu hydraulipumppu, painevesisäiliö ja kompressori. Vaunussa on sähkölämmitys. 3.2 Toiminnallinen kuvaus Laitteisto on ensisijassa suunniteltu vakiopainekokeita silmälläpitäen, mutta muutkin koetyypit ovat mahdollisia ohjelmistoa muuttamalla. Anturi ja kaapeli on mitoitettu toimimaan 1000 m syvyyteen saakka. Laitteisto toimii halkaisijaltaan 56 mm:n rei'issä ja tulppia vaihtamalla sitä suuremmissa. Mittaustarkkuus riittää määrittämään vedenjohtavuuden K-arvoalueella 10-s... 10-12 m/s. Syöttöveden virtaama voidaan mitata välillä 0.001-130 ml/s neljällä virtausanturilla, joiden valinta tapahtuu automaattisesti. Tulkintaa ja tulosten arviointia voidaan tehdä mittauksen aikana. Tulokset tallennetaan mahdollista myöhempää tarkastelua varten tietolevykkeille. Mittausraportit tulkinteinsen voidaan piirtää vaunuosassa olevalla kidoittimella. Tulosten talletustaajuus voidaan valita tarpeen mukaan siten, että melko nopeatkin transientit voidaan tallettaa. Useimmat toiminnot, periaatteessa myös anturin siirto reiässä, ovat ohjelmallisesti hallittavissa. Ohjelmiston tarkka kuvaus on dokumentoinnin (88-35 Rev 1) liitteessä 2. Syöttöveden kanssa kosketuksessa olevat osat ovat lähes yksinomaan ruostumatonta terästä tai muovia, jotta pohjaveteen ei joutuisi myöhempiä analyysejä haittaavia epäpuhtauksia. Syöttöveden paineistukseen käytettävä ilma on suodatettu sekä mekaanisesti että kemiallisesti kompressorista tulevan öljyn poistamiseksi. Vesi kulkee karkean suodattimen läpi säiliöitä täytettäessä ja hienompi suodatus (50 f.l) tehdään ennen virtausantureille ja kaapeliin menoa. Tulppien keskinäinen etäisyys määräytyy välillä olevien alumiinisten jatkotankojen lukumäärän mukaan. Pääosa tangoista on 2,00 m:in pituisia, mutta lisäksi on 1 kpl 1,00 m:in tanko ja tarpeen mukaan lyhyempiä sovituskappaleita, joilla testivälin pi- 7
Geopros Oy 12.06.98 TYÖRAPORTTI 98-34 tuus tasataan tasametreille eri kokoonpanoissa. lankojen lisäksi käytetään varmistusvaijeria, jonka varassa kalusto on myös asennettaessa reikään. Anturin ja kaapelin välinen liitos on vesitiivis ja varustettu pakkomurtokohdalla. Kiinnijuuttumistapauksessa kaapeli tulee kokonaisuudessaan ylös ja anturiin voidaan tarttua kairausputkiston päässä olevalla noutajalla. Tässäkään tapauksessa vesi ei pääse anturin sisään. 3.3 Tekniset spesifikaatiot 3.3.1 Kaluston mitat 3.3.2 Digitaalinen mittaustarkkuus Vaunu Pituus 7,5m Leveys 2,5m Korkeus 3,6m Paino n. 6 t Anturi 0 53 mm Pituus 1 580 mm Paino 9,5 kg Kaapeli Pituus 1080 m 0 34,4 mm Paino ilmassa 936 kg vedessä lievästi kelluva Tehon tarve min. 8 kw 380 V 3-vaihe Mittauksen yhteydessä data talletetaan kahteen tiedostoon, sekä raakadatana että kalibroidut arvot sisältävään. Kalibroitujen tietojen tarkkuus riippuu lähinnä käytetyn matemaattisen mallin hyvyydestä. Mahdollinen jälkikäsittely on mahdollista tehdä raakadatalle. Painesignaalit tulevat virtaviestinä 4-20 ma, joka tiedonkeruulaitteessa muutetaan 2-1 0 V jännitteeksi tai jänniteviestinä 0-1 OV- ja A-D-muunnos suoritetaan vähintään 100 JJV resoluutiolla, jolloin tarkkuus on parempi kuin 0,01 o/o FS. Virtaamat tallennetaan pulssimäärinä sellaisenaan, joten tarkkuus riippuu vain anturista. Lämpötilat mitataan PT 100 antureilla käyttäen hyväksi HP 3497 -vakiovirtalähdettä. Virtalähteen tarkkuus 1 ma virralla on 125 na ja jännite mitataan 1 J,JV resoluutiolla. Käytännön mittaustarkkuus on n. 10 mn, mikä vastaa 0,025 C. Mittauksesta ja tiedontallennuksesta aiheutuvat virheet ovat edellisen perusteella epäoleellisen pieniä verrattuna anturien tarkkuuteen. 3.3.3 Paineanturit Suure Tyyppi Lineaarisuus + hystereesi resol. toisto Testivälin paine P1 Ylätulpan yläpuoli P2 Alatulpan alapuoli P8 Pohjav. pinnank P3 limanpaine P7 Keller PD-14-10 Keller PA-14-100 Keller PA-14-100 Keller PA-14-,5 Keller PAA-14-1 ±5 ±50 ±50 ± 1 ±500 Pa 10 Pa 100 Pa 100 Pa 2 Pa 1 Pa ±1 ±10 ±10 ±2 ± 1 3.3.4 Virtausanturit 8
Geopros Oy 12.06.98 Tyyppi Alue (ml/s) TYÖRAPORTTI 98-34 Kal.tarkk. Toistotarkk. o/o lukemasta o/o lukemasta FTO N-1-LJS FTO N-3-LJS FTO N-5-LJS PRG-Tec 0,06-4,7 0,44-25,2 1,89-126,2 0,002-0,1 ± 0,05 o/o ± 0,05 o/o ± 0,05 o/o ± 10 o/o ± 0,1 o/o ± 0,1 /o ± 0,1 /o ± 3 o/o FTO-virtausanturien valmistaja on Flow Technology lnc. Käytännössä virtausmittauksen tarkkuutta rajoittaa se, että mittaus tapahtuu maanpinnalla, jolloin anturin ja testivälin väliin jää kaapelin tilavuus, n. 80 1. Paine aiheuttaa kaapelissa n. 0,5 1/MPa tilavuusmuutoksen. Tästä aiheutuvaa virhettä pyritään pienentämään päästämällä paine kaapeliin ennen injektiovaihetta ja palaamalla samaan tilaan injektion jälkeen. Kaapelin varastovaikutuksen aiheuttaman virheen arviointi on hyvin vaikeaa ja se riippuu käytetystä säiliöpaineesta ja totaalivirtaamasta. PRG-Tec:in valmistama anturi toimii lämpöpulssiperiaatteella. Sen mittaustarkkuuteen vaikuttavat ulkopuoliset lämpötilavaihtelut ja edellisissä mittausjaksoissa tuotettu lämpö, joten tarkkuus on heikompi kuin roottoriantureilla ja tarkka kalibrointi on erittäin työlästä. Käyttöalueen molemmissa reunoissa tarkkuus on spesifioitua heikompi, alarajalla parhaimmillaankin ±50 /o. Anturin mittausjakso on pitkä vaihdellen välillä 20 s - 500 s, mikä näkyy portaina virtaamakäyrässä. 3.3.5 Lämpötila-anturit Lämpötila-antureina käytetään vaunussa PT 1 00 ja reikäanturissa PT 1 000 vastuselementtejä. PT 1 00- anturin tarkkuus ilman anturikohteista kalibrointia on käytössä olevalla mittausalueella 0,3 ok ja PT 1 000-anturin 0,4 OK DIN 43760 8 standardin mukaan. Lämpötilamittauksen vähäisen merkityksen vuoksi ei anturikohtaisia kalibrointeja ole tehty. 3.3.6 Kaapelin jännitys Kaapelin jännitys mitataan jousivaa'alla venymän arvioinnin tarkentamiseksi. Kaapeli päästetään kiristyvän köysisilmukan avulla Iöysäiie vaa'an varaan. Va'an resoluutio on 2 kg ja mittauksen arvioitu tarkkuus ±4 kg. 3.3. 7 Testivälin sijainti Testivälin sijainti määritetään kaapeliin asennetuista syvyysmerkeistä ja kaapelia seuraavasta juoksupyörälaskurista. Juoksupyörä on sijoitettu mahdollisimman suoralla osalle kaapelia taipuman aiheuttaman virheen välttämiseksi. Kaapelin venymä ei periaatteessa aiheuta virhettä, koska mitataan jo kireällä olevaa kaapelia, mutta käytännössä syvyydenmittauksessa on ollut ilmeisestikin monista eri tekijöistä johtuvia melko huomattaviakin virheitä. Syvyyden mittausvirhettä on pyritty määrittämään rakohakujen avulla, jolloin etsitään tiiviin kallion ympäröimän yksittäisen raon syvyys vedenjohtavuuden perusteella. Toinen käytetty keino on laskea anturi tunnetunsyvyisen reiän pohjaan, mutta tästä saadaan yleensä epämääräisempi tulos reiän pohjalle kerääntyvän pehmeän lietteen johdosta. Kaapelin lievän kelluvuuden takia venymä ei ole lineaarinen syvyyden suhteen, vaan pienenee syvemmälle mentäessä ja vaihtuu myöhemmin kutistumaksi. Luonnollisesti myös reiän kaltevuus ja veden tiheys (suolaisuus) vaikuttavat venymään. Laskurin resoluutio on 2 cm ja nollapisteen siirtymä 1 000 m matkalla edestakaisin yleensä n. 20 cm. Havaintoaineisto ei riitä virherajojen määrittelyyn, eikä sellaisia ole 9
Geopros Oy 12.06.98 TYÖRAPORTTI 98-34 tässä sen takia annettu. Uudessa kaapelissa syvyysmerkinnät on tehty tehtaalla 1 m välein, joten osa epäjatkuvista virheistä on saatu eliminoitua. Testiraportteihin merkitty korjattu syvyys on laskettu oheisella kaavalla, joka perustuu enimmäkseen OL-KR2:ssa tehtyihin havaintoihin: D = D-201,28-0,0174 x D+ 5,278 x(ll(d) + 33,382) + 265,668 x ( ) 2 D+0,'222 1. D = kaapelimerkintöjen mukainen syvyys Testivälin sijainnin paikannustarkkuus on sitä huonompi, mitä syvemmällä reiässä testiväli sijaitsee. Toistaiseksi voidaan todeta, että virhe alle 300 metrin syvyyksillä on alle 1 m, 600 metrin kohdalla alle 2 m, ja 900 metrin kohdalla kertaluokkaa 5 m. Nämäkin ovat arvioita, mutta ne tarkentuvat jatkuvasti tehtyjen rakohakujen määrän lisääntyessä. Liitteessä 5 on aiheesta lisää tietoa. 3.3.8 Säätötarkkuus Testivälin paineen säätätarkkuus riippuu oleellisesti sekä vettäjohtavien rakojen ominaisuuksista että operaattorin toimenpiteistä. Operaattorin toimista vaikuttaa eniten syöttövesisäiliön paine. Tarpeen vaatiessa keskeytetään mittaus ja aloitetaan tauon jälkeen uudestaan sopivammilla asetuksilla. Kaikissa oloissa on mahdollista säätää paine ± 2 /o tarkkuudella. Useimmissa tapauksissa ei tarvita aktiivista säätää testivälin luona, jolloin paine asettuu käytetyn säiliöpaineen määräämälle tasolle. Silloin säätätarkkuus on yleensä ±0,5 /o. Kun K-arvo on >10-a m/s virtausvastus ja sen mukana painehäviö kaapelissa kasvaa ja tarvitaan aktiivista säätää. Olosuhteiden mukaan säätätarkkuus vaihtelee edellämainituissa rajoissa parantuen uudestaan kohti suuria vedenjohtavuuksia. K-arvoilla >10-6 m/s suurin saavutettava ylipaine laskee, mutta absoluuttinen tarkkuus paranee, joten pysytään alle 1 /o:in virheessä. Pienimmillään stabiilina pysyvä ylipaine on vain muutama. 3.4 Mittausalue Mittausalueen laajuus riippuu käytetystä tulppavälistä ja syöttöpaineesta. Sähkömekaanisten anturien spesifioidulla tarkkuusalueella pystytään mittaamaan vedenjohtavuudet välillä 1,5 x 10-s- 7,5 x 10-11 m/s, kun tulppaväli on 30m ja paine 10-200. Vuonna -94 asennettu terminen virtausanturi kasvattaa mittausaluetta samoilla kriteereillä arvioiden ainakin 10-12 m/s saakka. Pienimmillä vedenjohtavuuksilla kasvaa kuitenkin mahdollisten virhelähteiden osuus nimenomaan virtausmittauksen osalta, jonka virherajoiksi arvioidaan alarajalla n. +- 50 /o. 10
Geopros Oy 12.06.98 TYÖRAPORTTI 98-34 4 MITTAUKSEN KULKU Aluksi paisutetaan tulpat paikoilleen. Paisutuspaine on 1,0 MPa ja asettumisaika tilanteesta riippuen 5-15 min. Tämän jälkeen suljetaan venttiili, jottei tulppia käyttävän pumpun iskut vaikuttaisi testivälin paineeseen. Paisutuksen aikana on testiväli magneettiventtiilin kautta auki reiän yläosaan. Paisutusvaiheen lopuksi myös tämä venttiili suljetaan. Testivälin sulkeuduttua annetaan paineen asettua vähintään 5 min, jona aikana päästään lähelle testivälin hydraulista painekorkeutta. Useissa tapauksissa täyden stationääritilan saavuttaminen kestäisi tunteja, joten on tyydyttävä suuntaa antaviin arvoihin. Yöt ja muut tauot hyödynnetään tähän tarkoitukseen suunnitelmallisesti. Paine päästetään kaapeliin asettumisvaiheen alussa, jolloin kaapeli täyttyy käytetyllä säiliöpaineella. Samaan tilanteeseen palataan injektiovaiheen jälkeen, jotta kokonaisvirtaamasta saataisiin oikea tulos. Tähän saakka on anturissa oleva painesäädin ollut suljettuna estäen paineen pääsyn testiväliin. lnjektion aluksi käynnistyy ohjelman paineensäätörutiini, joka ensin ohjaa painesäätimen ennalta asetettuun lähtöarvoon ja sen jälkeen pyörittää säädinmoottoria lyhyinä pulsseina jokaisella ohjelmakierroksella, jos testivälin paine ei ole sallituissa rajoissa lähellä tavoitepainetta. Jos säiliössä oleva syöttöpaine on testivälin vedenjohtavuuteen sopiva, saavutetaan asetettu ohjepaine minuutin kuluessa. Tämän jälkeen ohjelma pyrkii pitämään vakiopaineen testivälissä avaamalla tai sulkemalla säädintä. Jos K-arvo on < 1 E-8, ei aktiivista säätää yleensä tarvita, vaan säiläpaine määrää injektiopaineen säätimen asennon pysyessä vakiona. Mikäli vedenjohtavuus ei ole liian suuri, pidetään ohjearvona 200. Oletusarvona injektioajalle on 15 min, mutta muutokset molempiin suuntiin ovat yleisiä. Paikoin myös mittaussuunnitelmassa on esitetty käytettäväksi pidempiä aikoja. lnjektiovaiheen lopuksi kierretään säädin kiinni ja tihennetään mittausten talletusta nopeiden painemuutosten esiinsaamiseksi. Paineen laskua testivälissä seurataan oletusarvoisesti 1 0 min, jonka jälkeen päästetään paine tulpista. Kun tulpat ovat irronneet, voidaan anturi siirtää uuteen mittauspaikkaan. Mittauksen ajoituksesta huolehtii ohjelma mittauksen alussa annettujen aikojen mukaisesti, mutta haluttaessa voi operaattori muuttaa niitä tarpeen mukaan. Tallennustiheyden voi operaattori määrätä haluamakseen, paitsi transienttien aikana; vakioarvo on 10s. 11
Geopros Oy 12.06.98 TYÖRAPORTTI 98-34 Seuraavat tiedot tallennetaan mitattaessa: MUUITUJA MUUTTUJAN NIMI reaaliaika testivälin paine paine ylätulpan yläpuolella pohjaveden pinnankorkeus syöttövesisäiliön paine tulppien paine ilmanpaine paine alatulpan alapuolella testivälin lämpötila ilman lämpötila syöttöveden lämpötila virtaama P1 P2 P3 PS P6 P7 P8 T1 T2 T3 Q Lisäksi tallennetaan tietokantaan jaksojen kestoajat, tulkintatulokset, Q/A-tiedot ym. raportissa esiintyvä sekä muu testikohtainen informaatio. Mittauksessa käytetään ainoastaan merkittyä vettä. Merkkiaineina käytetään natriumfluoresiinia eli uraniinia. Merkkiaineen laskennallinen pitoisuus on 0,50 mg/1. 12
Geopros Oy 12.06.98 TYÖRAPORTTI 98-34 5 TULKINTOJEN TAUSTA 5.1 Tulkinnat Mittauksesta tehdään kolme tulkintaa aina kun se on mahdollista. Stationääritilan Moye-tulkinta tehdään aina, joskaan tulokset eivät ole merkittäviä, mikäli mitattavissa olevaa virtaamaa ei ole ollut. Tällöin merkitään vedenjohtavuudeksi 0,0 m/s. Jos operaattori ei ole tehnyt tulkintaa, sen tekee ohjelma injektion lopussa vallinneessa tilanteessa. Transienttitulkintojen, jotka tekee vain operaattori, tekemisessä noudatetaan harkintaa ja tulkinta jätetään tekemättä, jos transientti ei ole sovelias tulkittavaksi. Tulkintoja arvioitaessa on hyvä ottaa huomioon seuraavat painetasoihin mahdollisesti vaikuttavat tekijät. Ensimmäinen, pieniin vedenjohtavuuksiin lähes säännöllisesti liittyvä häiriötekijä on tulppien puuistumisen jatkuminen vielä varsinaisen inflaatiovaiheen jälkeenkin paineen tasoittuessa hitaasti kaapelin yläosan ja tulppien välillä. Tämä aiheuttaa paineen nousua testivälissä, joka voi olla useita satoja :ta, ja jonka stabiloituminen voi kestää useita tunteja. Testivälin referenssipaine mitataankin juuri ennen inflaation aloittamista, jotta tulppien aiheuttama paineen nousu ei sotkisi vedenjohtavuustulkintoja. Toisaalta esiintyy myös luonnolliselta vaikuttavaa korkeaksi nousevaa painetta, joka pitkällä aikavälillä asettuu johonkin tulppapaineesta selvästi poikkeavaan vakioarvoon. Tulppien vaikutusta ja luonnollisia ilmiöitä on yleensä mahdoton erottaa toisistaan näissä mittauksissa, ellei seuranta ole kestänyt vähintään kahta tuntia. Muutamissa heikosti johtavissa testiväleissä voi todelliseen injektiopaineen arvoon tulla hieman virhettä, mutta useimmiten näissä kohdissa vedenjohtavuus kuitenkin on liian pieni mitattavaksi. Toinen häiriötekijä on mahdollinen testivälin hydrostaattisesta poikkeava pietsometrinen painetaso hyvin vettä johtavissa testiväleissä Operaattori voi useimmiten havaita tämän, mikäli tasausvaihe on riittävän pitkä, ja kompensoida sen vaikutuksen muuttamalla käsin juuri ennen inflaatiota mitattua testivälin paineen nollapoikkeamaa. Tähän on myös varauduttu ohjelmassa. Käytännössä poikkeavan pietsometrisen painetason huomioiminen on tärkeintä juuri hyvin johtavissa, K-arvoltaan yli 1 E- 6, testiväleissä, joissa joudutaan usein tyytymään hyvinkin pieniin, jopa oleellisesti poikkeaman suuruutta pienempiin syöttöpaineisiin. Tällöin kompensoimaton pietsometrisen painetason poikkeama voi aiheuttaa todella merkittäviä virheitä mitatluihin K-arvoihin, tai pilata koko testin. Pienillä vedenjohtavuuksilla, jolloin yleensä käytetään n. 200 syöttöpainetta, suhteellinen vaikutus on pienempi. Myös hyvin vettä johtavissa kohdissa todellisen pietsometrisen paineen löytyminen voi viedä huomattavasti aikaa, sillä kyse voi olla suuren kalliotilavuuden asettumisesta tasapainoon tulppien suljettua kairanreiän muodostaman yhteyden muihin rakoihin. 5.2 Moye Tulkinta tehdään pääsääntöisesti automaattisesti injektion lopusta, tai sitten operaattorin valitsemasta ajankohdasta mittauksen aikana kohdasta, joka vaikuttaa edustavimmalta, eikä sisällä häiriötekijöitä Virtauksen stationäärisyyttä pidetään ensiarvoisena tekijänä paikkaa valitessa. Jos operaattori ei ole tehnyt tulkintaa, se tehdään aina injektion viimeisiltä hetkiitä 13
Geopros Oy 12.06.98 TYÖRAPORTTI 98-34 Laskentaan käytetään viittä paineen ja virtaaman arvoa valitun kohdan molemmin puolin, joten kyse on kymmenen taliannetun luvun keskiarvosta. Kun useimmiten on käytössä datan tallennus 10 s välein, vastaava aika on 100 s. Kuitenkin jos tulkinta tehdään viimeisestä injektion arvosta, tulee mukaan vain viisi edellistä lukemaa. Kaikki tässä esityksessä mukana olevat mittausraportit sisältävät Moyen tulkinnan varsinaisesti laskettuna Banksin kaavalla, johon on lisätty Moyen vakio /1/, eli: _ 0,159 x Q ( ( L )) K- L p l+ln R X 2 X w 2. jossa: K = vedenjohtavuus Q = virtaama L = testivälin pituus P = ylipaine Rw = reiän säde [m/s] [m 3 /s] [m] [m] [m] 5.3 1/Q Menetelmää varten sovitetaan puolilogaritmiasteikolla 1/Q-käyrälle suora ja lasketaan sen perusteella virtaaman muutos yhden aikadekadin kuluessa. lnjektion alun alkuhetkenä pidetään hetkeä, jolloin paine on noussut 70 o/o:iin lopullisesta arvostaan. Suoran sovitusväli on operaattorin pääteltävissä. Samoin voidaan valita käytetäänkö sovitukseen pienimmän neliösumman menetelmää vai ei. Jos käyrä sisältää runsaasti piikkejä on yleensä käytetty manuaalista suoran asetusta, jolloin arviointi on tietysti silmämääräistä. Tulkinnan voi myös jättää tekemättä, jos transienttia ei ole. Saaduista arvoista esitetään raportissa injektion ja suoran sovituksen aikaväli, virtaama- ja painemuutos yhdessä aikadekadissa sekä skin-tekijän arvo. Aikaskaala on esitetty sekunteina eikä logaritmeina lähinnä helpottamaan operaattoria, sillä sekunnit antavat paremman käsityksen reaaliarvoista. Vedenjohtavuus on laskettu suoran kulmakertoimesta kaavalla /1/: K 0,_18_3_x_..:.p-:--x -=-g-,. - PxLxL\(I!Q) 3. jossa: p = veden tiheys (kgfm3] g = putoamiskiihtyvyys (m/s2] P = keskimääräinen ylipaine [Pa] L = testivälin pituus [m] (1/Q) = virtaaman muutos logaritmisella aikavälillä (s/m 3 ] 14
Geopros Oy 12.06.98 TYÖRAPORTTI 98-34 Vedenjohtavuuden ohella tulkinnassa lasketaan myös pintavaikutustekijä seuraavalla kaavalla/1/: ([ (1/Q)t J ( K ) Z;nJ = 1,15 x å( 1 /Q) -log Rw 2 X S, - 2,13j 4. 5.4 Horner jossa yllämainittujen lisäksi: (1/Q)t = 1/Q arvo ajanhetkellä t, tulkinnan sovitusvälin alussa Rw = reiän säde [m] Ss = ominaisvarastokerroin [1/m] Horner tulkinta tehdään puolilogaritmisessa koordinaatistossa, jossa lineaarisella pystyakselilla on testivälin paine P1 fall-offin aikana, ja logaritmisella vaaka-akselilla on dimensioton aika Log((t+t')/t'), missä t =aika sekunteina injektion alusta ja t' = aika sekunteina fall-offin alusta. Aikaskaalan hahmottamisen helpottamiseksi dimensioton aika on kuitenkin muutettu sekunneiksi fall-offin alusta. Suoran sovitus Horner-diagrammiin tehdään samalla tavalla kuin 1/Q-tulkinnassakin. Tulkinta voidaan myös jättää tekemättä, jos transientti ei ole tarkoitukseen sopiva. Transientin ensimmäisten (n. 30 ) sekuntien käyttöä tulkintaan on pääsääntöisesti vältetty. Vedenjohtavuus lasketaan tässäkin suoran kulmakertoimesta kaavalla /1/: 0,183 X Qp X p X g K fo = &;l_rp_x_l 5. jossa edellisten lisäksi: LldP = paineen muutos logaritmisella aikavälillä QP = virtaama syötön lopussa [Pa] [m3fs] Samoin kuin 1/Q-menetelmässä myös tässä tulkinnassa lasketaan pintavaikutustekijä seuraavalla kaavalla /1/: dpr ( Kfo ) J zinj = 1,15 X ( fldp -log 2-2,13 Rw xss 6. Jossa edelleen: dpt = testivälin paine ajanhetkellä t, tulkinnan sovitusvälin alussa 15
Geopros Oy 12.06.98 TYÖRAPORTTI 98-34 6 MITTAUSRAPORTINSISÄLTÖ OTSIKKOTIEDOT Otsikkotiedot sisältävät ylätunnisteessa reiän nimen ja testin järjestysnumeron. Yleensä reiän nimi esiintyy eräistä käyttöjärjestelmän ominaisuuksista epäsuorasti johtuen ilman väliviivaa ja numeroon sisältyy joko etunolla tai muu lisänumero tai -kirjain. Uudemmissa tulosteissa reiän nimi on korjattu vastaamaan Pesivan käytäntöä ja testin numero on erillään. Ylätunnisteen alapuolella on testivälin sijainti tunnettuine koauksineen laskettuna maanpinnan tasosta, sekä graafinen esitys testivälin suhteellisesta sijainnista reiässä. Reiän kuvaan saattaa myös liittyä reiän suurimpien ruhjeiden ja ruhjevyöhykkeiden sijainti. TIEDOSTOT Mittaukseen liittyvien tiedostojen nimet muodostavat seuraavan pääkohdan. Jälkikäsittelyn kannalta oleellisimpia ovat kalibroidun datan sisältävä tiedosto, jonka nimen tarkenne on. PRO ja tapahtumatiedoston, jonka tarkenne on.evt. Jälkimmäisestä löytää kaikki oleelliset tuloksiin vaikuttavat tapahtumat kellonaikoineen.. CAL-tiedosto on kalibrointitiedot sisältävä tiedosto, joka on ollut käytössä muutettaessa raakadataa kalibroiduksi dataksi kyseistä raporttia luodessa. Tiedostojan tarkempi rakenne on selitetty tarkemmin luvussa 7. Lisätietaina on datatiedostojen sisältämä tietueiden määrä (= talletuskertojan luku) ja operaattorin nimikirjaimet Tiedostojan nimet muodostuvat reiän nimestä edellämainituin muutaksin ja järjestysnumerosta, joka on reikäkohtainen. TESTITIEDOT Seuraava taulukko sisältää testikohtaisten tulosten merkityksen. TESTIVÄLIN GEOMETRIA pituus tulppien välinen etäisyys reiän 0 kairanreiän halkaisija [m] [mm] AIKA päivä alkoi loppui kesto tasaus injektio fall-off mittauksen aloituspäivä mittauksen aloitusaika mittauksen päättymisaika koko mittauksen kesto paineentasausvaiheen kesto injektiovaiheen kesto paineenseurantavaiheen kesto [pvm] [hh:mm:ss] [hh:mm:ss] [s] [s] [s] [s] MITTAUSTULOKSET viim. virtaama viim paine kokonaistilavuus alkupaine loppupaine Moyen tulkintaan käytetty virtaama-arvo Moyen tulkintaan käytetty painearvo koko injektiossa kulunut vesimäärä, ml. kaapelin täyttyminen testivälin paine ennen injektiota testivälin paine paineentasausvaiheen lopussa [ml/s] [] [1] [] [] 16
Geopros Oy 12.06.98 TYÖRAPORTTI 98-34 TULKITUT VEDENJOHTAVUUDET Moye tulkittu Moyen vedenjohtavuus Horner Horner-tulkinnan vedenjohtavuus 1/Q 1/Q-tulkinnan vedenjohtavuus [m/s] [m/s] (m/s] Q/A-TIEDOT Raportinkioitusohjelma on kehittynyt mittausten kuluessa ja erityisesti OlAtietojen osalla on tapahtunut vähäisiä muutoksia mittausten aikana. Itse suureet ovat pääosin samat, mutta niille on pyritty etsimään selkeämmät nimitykset ja ryhmittelyä mittausraportissa on selkeytetty. Esitysmuoto riippuu hieman siitä, onko raportti tulostettu mittausten yhteydessä vai myöhemmin. TASAUKSEN LOPUSSSA P1 muutos Testivälin paineen muutos tasauksen [] kuluessa P1 muutosnop Testivälin paineen muutosnopeus [/min] tasauksen lopussa PS muutos Alatulpan alapuolisen paineen muutos [] stabiloinnin loppuun (tulppien vaikutus) INJEKTION LOPUSSA P1 keskihajonta lnjektion aikainen testivälin ylipaineen [] keskihajonta P1 keskivirhe lnjektion aikainen testivälin ylipaineen [] keskipoikkeama asetusarvosta virtausmuutos Virtaaman muutosnopeus injektion (( 0 /o)/min] lopussa pohjavesimuutos Pohjaveden pinnan korkeusmuutos [m] injektion loppuun mennessä FALL-OFF LOPUSSA P1 muutos Testivälin paineen muutos ennen testiä [] P1 muutosnop vallinneeseen paineeseen nähden Testivälin paineen muutosnopeus (/min] PS muutos fall-off-vaiheen lopussa Alatulpan alapuolisen paineen muutos [] injektion alusta (injektion vaikutus) vaiheet Loppuunvietyjen mittausvaiheiden lukumäärä, täydellisessä testissä vaiheet= 4, rakohaku = 5, uusittu= 6 KOMMENTIT KUVAAJAT Operaattorin havainnot ja selvitykset poikkeavuuksien mahdollisista syistä mittauksen kuluessa kirjautuvat omaan tiedostoonsa, jonka sisältö tulostuu raporttiin. Samoin kommentit tulkinnoista. Toinen sivu sisältää kolme graafista esitystä. Ylimpänä on testivälin paine ja virtaama (P1 ja V Plot) koko mittauksen ajalta. Seuraavina ovat 1/Q- ja Homer-tulkinnat, joissa käyristä esiintyy vain tulkitsijan tarkoitusta varten skaalaama osuus ja sille sovitettu suora. 17
Geopros Oy 12.06.98 TYÖRAPORTII 98-34 P1 ja V PLOT Ohut viiva kuvaa painetta testivälissä, ja virtaama on piirretty vahvennetulla viivalla. Ohjelma skaalaa kuvaajat mitattujen maksimiarvojen perusteella. Lineaarisella vaaka-akselilla on aika sekunteina testin alkamisesta. Lämpöpulssianturia käytettäessä virtaamakäyrä koostuu portaista, koska anturilta saadaan uusi mittausarvo vain 5-500 s välein. Mittausarvo päivittyy lämpöpulssisyklin päättyessä, joten ajallisesti portaan etureuna edustaa virtaamaa parhaiten. Sekin on tosin myöhässä syklin puolivälistä, joka olisi varsinaisesti oikea ajanhetki saadulle tulokselle. Kuvaajan lisäksi esitykseen on liitetty seuraavien muuttujien arvot: K aika paine virtaama Moyen tulkinnan tulos Tulkintahetki sekunteina mittauksen alusta lukien Testivälin paine tulkintahetkellä, lasketaan kymmenen lähimmän mittausarvon keskiarvona (normaalitapauksessa keskiarvo 1 00 s ajalta) Virtaama tulkintahetkellä, lasketaan kymmenen lähimmän virtaama-arvon keskiarvona (normaalitapauksessa keskiarvo 100 s ajalta) [m/s) [s) [) [ml/s] 1/Q PLOT 1/Q-diagrammissa ohut viiva kuvaa virtaamaa ja vahvennettu viiva sen käänteisarvoa. Aikaskaala on logaritminen ja se yksikkö on sekunteja efektiivisen injektion alusta. Efektiivisen injektion katsotaan alkaneen, kun testivälin paine on saavuttanut 70 /o asetusarvostaan. Aika-akselin arvoja ei voida suoraan sijoittaa P-V diagrammiin, mutta sen helpottamiseksi syöttöväli ja sovitusväli sekunteina mittauksen alkamisesta on annettu numeroarvoina. Kaikkiaan kuvaajan yhteydessä on annettu seuraavien muuttujien arvot: Syöttöväli lnjektion aika sekunteina mittauksen [s] alusta lukien Sovitusväli Aikaväli, jolle suora on sovitettu, sekunteina [s] mittauksen alusta Paine 1 min Paineen muutos yhden aikadekadin [) kuluessa Virtaama 1 min Virtaaman muutos yhden aikadekadin [ml/s) kuluessa Kinj 1 /Q-tulkinnasta saatu vedenjohtavuus [m/s) Zinj 1/Q-tulkinnasta saatu skin-tekijä 18
Geopros Oy 12.06.98 TYÖRAPORTTI 98-34 HORNER-DIAGRAMMI Horner-diagrammissa ohut viiva kuvaa painetta testivälissä injektion lopun jälkeen. Varsinaisesti tulkinta tehdään dimensiottomassa logaritmisessa ajassa Log((t+t')/t'), missä t = aika sekunteina injektion alusta ja t' = aika sekunteina fall-offin alusta. Tulkitsijan kannalta erittäin epähavainnollinen aikaskaala on kuitenkin esitetty sekunteina fall-offin alusta, jolloin suoran fyysinen sijoittuminen painekäyrälle on helpompi ymmärtää. Edellä mainitusta taustasta johtuen vaaka-akseli on sikäli epähavainnollinen, että aika kasvaa oikealta vasemmalle. Kuvaajan yhteydessä on annettu myös seuraavien muuttujien arvot: Mittausväli Fall-off-vaiheen aika sekunteina mittauksen alusta lukien Horner-tulkinnasta saatu vedenjohtavuus Horner-tulkinnasta saatuskin-tekijä [s] [m/s] TAPAHTUMALOKI Kolmannella ja tarpeen mukaan sitä seuraavilla sivuilla on tapahtumaloki, joka sisältää kellonaikoineen kaikki ohjelmiston huomaamat erityiset tapahtumat, kuten virhetilanteet, asetetut rajat ylittävät muuttujan arvot, asetusten muutokset, ym. Itse tiedosto on huomattavasti laajempi kuin tuloste, sillä tapahtumat on luokiteltu kuuteen eri tasoon, joista vain tietyn tason ylittävät tapahtumat otetaan tulostukseen. Muita tietoja voidaan hyödyntää mm. vian etsinnässä. 19
Geopros Oy 12.06.98 TYÖRAPORTII 98-34 7 DATATIEDOSTON RAKENNE HTU-data on. PRO- tiedostoissa ASCII-muodossa alla olevan muutlujatyypin määrittelyn mukaisina määrämittaisina, 121 merkin pituisina, merkkijonoina. Tietueen lopussa alkujaan varalla olleista kahdesta yhteensä 28 merkin mittaisesta jonosta on muodostettu yksi 6 merkin mittainen jono, yksi 21 merkin mittainen jono, sekä yksi yhden merkin mittainen jono. Näistä 6 merkin jono sisältää tiedon ilmanpaineesta (P7) millibaareina, 21 merkin jono on varalla (tyhjä) ja 1 merkin jonoon on talletettu tietueiden erotusmerkiksi ASCII-merkki 13 helpottamaan tiedoston käsittelyä muilla ohjelmilla. Tietueen pituus ei ole muuttunut. Muutos tehtiin keväällä -95, joten ASCII 13 - merkki puuttuu vain vuosina -94-95 Remuvaarassa tehdyistä mittauksista. Type ProcData TimeDate As String * 12 p1 As String * 8 p2 As String * 7 p3 As String * 8 Hm As String * 2 p8 As String * 7 t1 As String * 6 t2 As String * 6 t3 As String * 6 s2 As String * 3 Mm As String * 5 FlowAs String * 9 Stg As String * 1 RecNr As String * 5 p5 As String * 8 p7 As String * 6 Spare2 As String * 21 EOR As String * 1 End Type 'used to store processed data records 'time stamp 'test section pressura [], format ####.### 'pressure over upper packer [MPa], format ###.### 'water table depth in [m], format ###.#### 'moisture inside the tool [ 0 /o], format ## 'pressure below lower packer [MPa], format ####.## 'test section temperature [C] 'injection water temperature in tank [C] 'outside air temperature [C] 'water level in tank [1], format ### 'control valve pos. in [ 0 /o=percentage of f. open], format ##.## 'water flow [ml/s], format ####.#### 'stage code [code letter], format #, 'number of the raw data record [digits 1-9999], format #### 'pressure in vessel [], format ####.### 'p 7 in millibars 'spare 2 'End Of Record, separator char "CR" "Stage code" on kolmas kirjain sanoissa "pre-start", "inflation", "stablisation", "injection" ja "fall-off' eli e, f, a, j tai 1. Aika on muotoa "ddmmyyhhmmss". Pohjaveden pinnankorkeus (p3) on mitattu pinnan alapuolella olevalla paineanturilla ja arvot laskettu metreiksi maanpinnasta. Alla on esimerkki.pro-tiedoston sisällöstä (sarkainmerkkejä on lisätty luettavuuden vuoksi). time p1 p2 p3 Hm p8 t1 t2 t3 s2 Mm flow stg Recp5 p7 110795213102-22.688 1.064-11.6809 0 1.103 5.242 15.439 12.661 61 0.00 0.0000 e 1 47.893 1012.7 110795213112-0.006 1.064-11.7054 0 1.103 5.244 15.336 12.431 61 0.00 0.0000 e 2 47.889 1016.5 110795213121 42.626 1.073-11.7177 0 1.104 5.281 15.439 12.631 61 0.00 0.0000 f 3 48.329 1010.4 110795213131 53.820 1.072-11.7177 0 1.102 5.283 15.490 12.741 61 0.00 0.0000 f 4 48.233 1010.4 110795213141 62.015 1.073-11.7177 0 1.099 5.285 15.490 12.661 61 0.00 0.0000 f 5 48.430 1010.4 110795213151 46.698 1.069-11.7177 0 1.098 5.290 15.439 12.661 61 0.00 0.0000 f 6 48.402 101 0.5 20
------------------------------------ - Geopros Oy 12.06.98 TYÖRAPORTTI 98-34 8 VIITELUETTELO /1/ Kuusela, A. 1986. Kallion vedenjohtavuuden mittauksista ja mittaustulosten tulkinnasta, diplomityö, Helsingin teknillinen korkeakoulu, Espoo 121 Rautio, T. 1997. Syväkairaus KI-KR12 Äänekosken Kivetyssä vuonna 1997, Työraportti PA TU-97-30 21
Geopros Oy HTU mittausraportti Testi: KIKR12-02 Reikä: KI-KR12 Sijainti : 180.06 m - 182.06 m 577.0 215.0 385.0 757.0 Tiedostot mittausdata : kalibroitu data : rekordeja: KIKR1202.RAW KIKR1202.PRO 310 kpl tapahtumatiedosto : kalibrointidata : mittaaja: 0235836.EVT HT211097.CAL HH Testivälin geometria pituus : 2.00 m reiän 0: 56 mm pohjavesi tasauksen lopussa : -13.25 m Aika päivä: 10.02.98 kesto: 2470s alkoi: 17:48:31 loppui: tasaus: 301 s injektio: 18:29:41 prosessoinnit: 1 1200 s fall-off: 600 s Mittaustulokset viim. virtaama : viim paine: 1.0897 ml/s 274.68 tilavuus: 1.31521 alkupaine: 0.10 loppupaine : 0.17 Tulkitut vedenjohtavuudet Moye: 1.1E-8 mls Horner: 7.2E-7 m/s 1/Q: 2.3E-8 m/s Q/A Tasauksen lopussa: P1 muutos: 0.20 P1 muutosnop: -0.02 /min P8 muutos: 1.93 P6 tulppapaine: 929 lnjektion lopussa : P1 keskihajonta: P1 keskivirhe: virtausmuutos: pohjavesimuutos: 0.051 2.397-0.43 o/o/min 0.19 m Fall-off lopussa: P1 muutos: P1 muutosnop: P8 muutos: vaiheet: -4.32-0.10 /min 1.93 4 Testinaikaiset kommentit Paine oli injektiossa korkea syvällä olevan pohjaveden seurauksena, koska säiliöpainetta ei haluttu muuttaa kesken mittauksen. Tulkinnat 1 /Q TULKINNAN KOMMENTIT Täydellinen suoran sovitus. HORNER TULKINNAN KOMMENTIT Nopea paineenlasku verottaa tulkinnan luotettavuutta. sivu: 1
Geopros Oy HTU mittausraportti Testi: KIKR12-02 ml/s P1 ja V Plot 1.2 290 1// - 1 :-- 240.8 190.6 140.4 90 l J 1.2 40 0 300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 2700 3000s Moye K: 1.1E-8 m/s aika: 1816 s paine: 274.59 virtaama: 1.0934 ml/s s/ml 1/Q Plot 1.0000 0.8000,... -()-' 0.6000 0.4000 0.2000 105 140 180 260 440 690 1040 Sekunteja injektion efektiivisestä alkamisesta, johdettu Log(t):stä syöttöväli : 670 s- 1870 s sovitusväli : 947 s - 1772 s Kinj : 2.316E-08 m/s paine 1 dek.: 272.38 virtaama 1 dek. : 1.1688 ml/s Zinj: -1.202 Horner Diagrammi 250 200 150 100 50 / V 1 1 / / \.. 300 200 150 100 55 32 17 8 4 Sekunteja Faii-Offin alkamisesta, johdettu Log((t+t')/t'):stä mittausväli: 1870 s- 2470 s sovitusväli: 1906 s- 2473 s Kfo: 7.181E-07 m/s Zfo : 218.940 sivu: 2
Geopros Oy HTU mittausraportti Testi: KIKR12-02 Event log printout Event log printout file 0235836.EVT 17:45:02-17:45:02-17:45:02-17:45:02-17:48:41-17:54:41-17:54:52-17:59:41-17:59:57-17:59:57-18:00:28-18:00:47-18:01:34-18:01:41-18:13:43-18:19:42-18:20:11-18:29:42-18:29:42-18:29:45-1337- New Test 2 1337- Section Depth 180.06 M 1337- Cable Length Correction -0.66 M 1337 - P1 set= 200 P5set= 155 15 - lnflation Stage Entered 375 - Stabilization Stage Entered 384 - Flow Valve 2 Se Ieeted 675 - Preparation For lnjection Started 689 - Control Valve Opening Time 16 S 689 - lnjection Stage Entered 721 - Flow Valve 1 Selected 741 - P1 Set To 281.6291 787- P1 Set To 272.2752 794- P6 Change= 24.0 Kpa/min 1516- New lnjection Time= 20 Min 1876 - Fall Off Stage Entered 1904 - Control Valve Closing Time 28 S 2476- End Of Test 2476- Total Flow 1.358943 2476- Post Test Stage Entered sivu: 3
Geopros Oy HTU mittausraportti Testi: KIKR12-03 Reikä: KI-KR12 Sijainti: 182.06 m- 184.06 m 577.0 215.0 385.0 757.0 Tiedostot mittausdata : kalibroitu data : rekordeja: KIKR1203.RAW KIKR1203.PRO 274 kpl tapahtumatiedosto : kalibrointidata : mittaaja: 0335836.EVT HT211 097.CAL HH Testivälin geometria pituus : 2.00 m reiän 0: 56 mm pohjavesi tasauksen lopussa : -13.22 m Aika päivä: 10.02.98 kesto: 2110 s alkoi: 18:35:31 loppui: tasaus: 300 s injektio: 19:10:41 prosessoin nit: 1 900 s fall-off: 600 s Mittaustulokset viim. virtaama: viim paine: 0.5284 ml/s 210.95 tilavuus: 0.48291 alkupaine: 0.42 loppupaine : 0.43 Tulkitut vedenjohtavuudet Moye: 6.9E-9 m/s Horner: 7.1E-7 m/s 1/Q: 4.1E-9 m/s Q/A Tasauksen lopussa : P1 muutos: 0.05 P1 muutosnop: -0.02 /min P8 muutos: -1.19 P6 tulppapaine: 950 lnjektion lopussa : P1 keskihajonta: 1.097 P1 keskivirhe: 0.146 virtausmuutos: -3.75 %/min pohjavesimuutos: 0.13 m Fall-off lopussa : P1 muutos: P1 muutosnop: P8 muutos: vaiheet: -3.17 0.25 /min -5.06 4 Testinaikaiset kommentit Tiedostossa ei ole mittaajan kommentteja Tulkinnat 1/Q TULKINNAN KOMMENTIT lnjektio ei ollut virheetön, mutta hyvin tulkittava osuus löytyy. HORNER TULKINNAN KOMMENTIT Tulkinta ei ole luotettava. sivu: 1
Geopros Oy HTU mittausraportti Testi: KIKR12-03 ml/s P1 ja V Plot 1.2 230 1 190.8 150.6 110.4 70.2 30 0 300 600 900 1200 1500 1800 21 00 2400 2700 3000 s Moye K: 6.9E-9 m/s aika: 1457 s paine: 209.86 virtaama: 0.5240 ml/s s/ml 1/Q Plot 3.0 --- 2.6 2.2 1.8 1.4 -----------......-- / v----!'""",... ------- ---- 36 syöttöväli : paine 1 dek. : 50 66 98 170 1-270 410 Sekunteja injektion efektiivisestä alkamisesta, johdettu Log(t):stä 610 s- 1510 s sovitusväli: 813 s - 1092 s Kinj: 4.085E-09 m/s 207.73 virtaama 1 dek.: 0.6493 ml/s Zinj: -4.454 200 160 120 80 40 \.. Horner Diagrammi - " / L,--- 1 1 1 1 450 300 225 150 82 47 26 12 Sekunteja Faii-Offin alkamisesta, johdettu Log((t+t')/t'):stä mittausväli: 1510 s- 2110 s sovitusväli: 1547 s- 2417 s Kfo: 7.056E-07 m/s Zfo: 347.554 sivu: 2
Geopros Oy HTU mittausraportti Testi: KIKR12-03 Event log printout Event log printout file 0335836.EVT 18:34:02-18:34:02-18:34:02-18:34:02-18:35:44-18:40:45-18:40:52-18:45:45-18:46:10-18:46:10-18:46:11-18:46:17-18:49:57-19:00:46-19:01:01-19:10:46-19:10:46-19:10:48-2476- New Test 3 2476- Section Depth 182.06 M 2476- Cable Length Correction -0.66 M 24 76 - P 1 set= 200 P5set= 80 16 - lnflation Stage Entered 316 - Stabilization Stage Entered 322 - Flow Valve 2 Selected 617 - Preparation For lnjection Started 640 - Control Valve Opening Time 25 S 640 - lnjection Stage Entered 643- P1 Set To 205 648 - Flow Valve 1 Se Ieeted 868- P1 Set To 210 1517- Fall Off Stage Entered 1532 - Control Valve Closing Time 14 S 2118- End OfTest 2118- Total Flow.5447241 2118- Post Test Stage Entered sivu: 3
Geopros Oy HTU mittausraportti Testi: KIKR12-04 Reikä: KI-KR12 Sijainti: 184.06 m- 186.06 m 184.06 11 6.061 577.0 215.0 385.0 757.0 Tiedostot mittausdata: kalibroitu data : rekordeja: KIKR1204.RAW KIKR1204.PRO 269 kpl tapahtumatiedosto: kalibrointidata : mittaaja: 0435836.EVT HT211097.CAL HH Testivälin geometria pituus : 2.00 m reiän 0: 56 mm pohjavesi tasauksen lopussa : -13.22 m Aika päivä: kesto: 10.02.98 2110 s alkoi: tasaus: 19:17:21 loppui: 310 s injektio : 19:52:31 prosessoinnit: 1 900 s fall-off : 600 s Mittaustulokset viim. virtaama: viim paine: 13.6764 ml/s 45.22 tilavuus : 12.2532 1 alkupaine : 0.51 loppupaine : 0.56 Tulkitut vedenjohtavuudet Moye : 8.4E-7 m/s Horner: 2.5E-5 m/s 1/Q: 5.0E-6 m/s Q/A Tasauksen lopussa : P1 muutos: 0.03 P1 muutosnop: 0.04 /min P8 muutos: 0.60 P6 tulppapaine: 953 lnjektion lopussa : P1 keskihajonta: 0.102 P1 keskivirhe: 0.245 virtausmuutos: -0.28 %/min pohjavesimuutos: 0.14 m Fall-off lopussa : P1 muutos: P1 muutosnop: P8 muutos: vaiheet: -2.87-0.1 0 /min 0.30 4 Testinaikaiset kommentit Tiedostossa ei ole mittaajan kommentteja Tulkinnat 1/Q TULKINNAN KOMMENTIT Luotettavuutta on vaikea arvioida, mutta diagrammi ei ole aivan totutun muotoinen. HORNER TULKINNAN KOMMENTIT Jälleen vain 0,5 paine-ero tulkittavassa osuudessa. sivu: 1
1 Geopros Oy HTU mittausraportti Testi: KIKR12-04 ml/s P1 ja V Plot 24 50 20 40 16 30 12 ( 20 8 10 4 l;\ 0 1\ l 0 300 600 900 1200 1500 1800 21 00 2400 2700 3000 s Moye K: 8.4E-7 m/s aika: 1456 s paine: 45.23 virtaama: 13.6829 ml/s s/ml 0.0800 1/Q Plot 0.0760 0.0720 0.0680 - - 1------- -... r-- -- V' - A 0.0640 115 130 154 202 310 460 670 Sekunteja injektion efektiivisestä alkamisesta, johdettu Log(t):stä syöttöväli : 610 s - 1510 s sovitusväli : 826 s - 1458 s Kinj : 4.992E-06 m/s paine 1 dek. : 42.68 virtaama 1 dek. : 13.9702 ml/s Zinj : 6.390 Horner Diagrammi 40 32 24 16 / 8 1,... l r 450 300 225 150 82 47 26 Sekunteja Faii-Offin alkamisesta, johdettu Log((t+t')/t'):stä mittausväli : 1510 s - 2110 s sovitusväli : 1558 s - 2413 s Kfo : 2.509E-05 m/s Zfo: 87.979 sivu: 2
Geopros Oy HTU mittausraportti Testi: KIKR12-04 Event log printout Event log printout file 0435836.EVT 19:16:03-19:16:03-19:16:03-19:16:04-19:17:30-19:22:31-19:22:32-19:27:31-19:27:57-19:27:57-19:28:18-19:29:16-19:42:32-19:42:53-19:43:00-19:43:10-19:52:32-19:52:32-19:52:35-2118- NewTest 4 2118 - Section Depth 184.06 M 2118- Cable Length Correction -0.67 M 2118 - P1 set= 210 P5set= 70 15 - lnflation Stage Entered 315 - Stabilization Stage Entered 315- Flow Valve 2 Selected 616 - Preparation For lnjection Started 640 - Control Valve Opening Time 25 S 640 - lnjection Stage Entered 662 - Flow Valve 3 Selected 721 - P1 Set To 45 1516 - Fall Off Stage Entered 1537 - Flow Valve 2 Se Ieeted 1544 - Control Valve Closing Time 28 S 1553 - Flow Valve 1 Se Ieeted 2117- End OfTest 2117- Total Flow 12.52071 2117- Post Test Stage Entered sivu: 3