Työ r a p o r t t i 2-3 Olkiluodon kairanreikien rakotietokannan täydennys Anu Karanko Eero Heikkinen Pirjo Hellä Kesäkuu 2 POSIVA OY Mikonkatu 15 A, FIN-1 HELSINKI. FINLAND Tel. +358-9-228 3 Fax +358-9-228 3719
Työraportti 2-3 Olkiluodon kairanreikien rakotietokannan täydennys Anu Karanko Eero Heikkinen Pirjo Hellä Kesäkuu 2
TEKIJÄ- ORGANISAATIO: Fintact Oy Hopeatie 1 B 44 Helsinki TILAAJA: Posiva Oy Mikonkatu 15 A 1 Helsinki TILAUSNUMERO: 9679/99/AJH POSIVAN TARKASTAJA: Pekka Anttila Fortum Engineering Oy POSIVAN HYVÄKSYJÄ: ko~/uv-; Aimo Hautojärvi Posiva Oy KONSULTIN YHDYSHENKILÖ: Pauli Saksa :so TYÖRAPORTTI 2;11- Fintact Oy TEKIJÖIDEN PUOLESTA: LKILUODON KAIRANREIKIEN,l\YDENN"ETTv/ RAKOTIETOKANlw T.{'rJ)EAJIJ\d 5 -NAN r Cl~~~<-~~ Anu Karanko Eero Heikkinen Pirjo Hellä TARKASTAJA? <:::-----' JA HYVÄKSYJÄ: Pauli Saksa c_ ~c<-_ ;1enna tittmnrela/-
Työ r a p o r t t i 2-3 Olkiluodon kairanreikien rakotietokannan täydennys Anu Karanko Eero Heikkinen Pirjo Hellä Fintact Oy Kesäkuu 2 Pesivan työraporteissa käsitellään käynnissä olevaa tai keskeneräistä työtä. Esitetyt tulokset ovat alustavia. Raportissa esitetyt johtopäätökset ja näkökannat ovat kirjoittajien omia, eivätkä välttämättä vastaa Posiva Oy:n kantaa.
Karanko, A., Heikkinen, E. & Hellä, P. 2. Olkiluodon kairanreikien rakotietokannan täydennys. Työraportti 2-3. Posiva Oy, Helsinki. 362 sivua. TIIVISTEL MÄ Posiva Oy tekee käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitusta varten kallioperätutkimuksia. Alustavia sijoituspaikkatutkimuksia tehtiin vuosina 1987-1992 viidellä paikkakunnalla; Kuhmossa, Hyrynsalmella, Konginkankaalla, Sievissä ja Eurajoella. Yksityiskohtaisia sijoituspaikkatutkimuksia on tehty vuodesta 1993 alkaen Kuhmon Romuvaarassa, Äänekosken Kivetyssä ja Eurajoen Olkiluodossa, ja vuodesta 1997 lähtien myös Loviisan Hästholmenilla. Sijoituspaikkatutkimuksia jatketaan näillä neljällä paikkakunnalla vuoteen 2, jolloin loppusijoituspaikka valitaan. Työ täydentää Olkiluodossa aiemmin suoritetuista geologian ja geofysiikan mittauksista ja tutkimuksista tehtyä rakotietokantaa. Aiempi tutkimus kattoi reiät KR 1, KR2, KR4 ja KR 1 vertikaaliselta syvyysväliltä 3-8 m kallioperässä. Tässä työssä rakotietokantaan lisättiin reikä KR3 sekä muista rei' istä aiemmin tietokannan ulkopuolelle jätetty materiaali, joka kattaa syvyysvälin 4-3 m ja raot, jotka sijaitsevat yli 8 m syvyydessä. Pääaineiston muodostivat näytekartoitus, mineraloginen tutkimus, sähköinen dipmeter-mittaus, akustinen televiewer ja reikä-tv. Yhdisteltävinä sivuaineistoina ovat olleet vedenjohtavuusarvot ja suuntaavan reikätutkan heijastukset sekä seismiset VSPheij astukset. Rakoaineistojen automaattinen yhdistely tehtiin laaditulla Fracture Data Composition (FDC) ohjelmalla. Yhdistely perustuu korrelointitekniikkaan, jossa paras yhteensopivuus lasketaan raon geometristen ja piirretietojen pohjalta. Yhdistely oli kaksivaiheinen, ensin tehtiin yksittäisen aineiston vertailu näytetietoihin ja toisessa vaiheessa eri aineiston kokonaisyhdistely. Automaattisen haun pohjalta yhdistyi noin 69 % rakotiedoista toisiinsa. Loput tarkastettiin asiantuntija-arviona. Rakotietokanta koottiin rei'ittäin MS Excel tiedostoiksi ja WellCAD -tietokantaan graafista esitystä varten. Rakotietokannan täydennys sisältää tiedot reiästä KR1 956, KR2 1857, KR3 1389, KR4 83 ja KR1 621 raosta. Kahteen eri tyyppiseen koostelakiin reikää kohti kerättiin rakojen ja niihin liittyvien vedenjohtavuuden ja reikätutkan tiedot. Merkittävin työn tulos on asennoltaan ja rakotyypeiltään määritettyjen rakojen määrän kasvu - 68 %:sta 41-91 %:iin eri rei'issä. Saadut yhdistelytulokset ovat myös kallion rakennevyöhykkeiden osalta hyvät. Aiemmin rakenteiden näyteraoista oli suunnattuja - 4 %, nyt 33-85 o/o. Rei'istä havaittujen rakojen lukumäärät ja rakotiheys ovat kasvaneet työn tuloksena 4-185 %. A vainsanat: rakotietokanta, käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitus, paikkatutkimukset
Karanko, A., Heikkinen, E., and Hellä, P. 2. Supplementary fracture database from deep boreholes at Olkiluoto site. Working Report 2-3. Posiva Oy, Helsinki. 362 pages (in Finnish). ABSTRACT Posiva Oy studies the Finnish bedrock for the final disposal of the spent nuclear fuel. Preliminary site investigations were carried out at five sites, Kuhmo, Hyrynsalmi, Konginkangas, Sievi and Eurajoki during 1987-1992. Detailed site investigations have continued at Romuvaara in Kuhmo, at Kivetty in Äänekoski and at Olkiluoto in Eurajoki since 1993, and since 1997 also at Loviisa Hästholmen. The investigations at these four sites will continue until 2 when the site for final disposal of the spent nuclear fuel will be selected. This work supplements the previously compiled fracture database that covered the Olkiluoto boreholes KR1, KR2, K4 and KR1 at the vertical depth range 3 through 8 m. This work added the previous data with materia! from the borehole KR3 and the depth sections left out from the previous study, i.e. 4-3 m and the fractures seated deeper than 8 m. The fracture database is integrated and collected from several geological studies and geophysical measurements. The data sources are core mapping, mineralogical fracture study, electrical dipmeter, acoustic televiewer and borehole TV. Other data utilised has been hydraulic conductivity values and directional borehole radar reflections. The automatic fracture integration process was realised with computerised Fracture Data Composition (FDC) program. The integration is based on multiparameter optimisation which handles both geometric and parametric values. The process is a two phase one: first between core data and each logging method data subsequently followed by multimethod data combination. In the automatic process 69% of fractures were joined. The portion left was joined with the help of expert judgement. The fracture database was coded into a MS Excel format table and into W ellcad database for graphics presentation. The supplement to the database contains information from 956, 1857, 1389, 83 and 621 fractures from boreholes KR1, KR2, KR3, KR4 and KR1, respectively. Two combined logs from each borehole contain all fracture data added with hydraulic conductivity values, borehole radar reflections and seismic VSP reflections. The most important result is the increase of the number of oriented fractures previously between - 68% and now up to 41-91% level. Similar results are also valid in identified structural units. Previously the proportion of oriented fractures was low - 4%, but could be now raised up to range between 33-85%. The total number of identified fractures has been increased by 4-185%. Keywords: Fracture database, spent nuclear fuel disposal, site investigations
1 SISÄLLYSLUETTELO Tiivistelmä Abstract 1 J HD ANTO... 3 2 TUTKIMUSAINEISTOJEN KÄSITTELY... 5 2.1 YLEISTÄ... 5 2.2 LÄHTÖAINEISTOIHIN LIITTYY Ä T YLEISET RAJOITUKSET... 13 2.3 REIKÄ-TV -TULKINTA 14 2.4 AINEISTOJEN PERUSKÄSITTEL YT JA MUOKKAUKSET... 16 2.4.1 Kairaustiedot ja näytekartoitus... 16 2.4.2 Sähköinen dipmeter -mittaus... 18 2.4.3 Reikä-TV... 25 2.4.4 Televiewer... 29 2.4.5 Mineralogia... 31 2.4.6 Vedenjohtavuus- ja virtausmittaukset... 32 2.4.7 Reikätutkan luotaustulokset... 33 2.4.8 Kivilajit ja kallion rakennevyöhykkeet... 33 2.4.9 Näytehukkajaksot ja nostot... 33 2.4.1 VSP-heijastukset... 34 3 RAKOTIETOAINEISTOJEN YHDISTÄMINEN... 35 3.1 LÄHTÖKOHDAT... 35 3.2 KORRELOINTITEKNIIKKA... 36 3.3 PÄÄAINEISTOJEN YHDISTELY: NÄYTETIEDOT, REIKÄ-TV, DIPMETER, TELEVIEWER JA MINERALOGIA... 39 3.4 TIETOKANNAN RAKENNE JA KUVAUS... 53
2 4 RAKOTIEDOT KAIRANREI'ITT ÄIN... 63 4.1 YLEISTÄ... 63 4.2 RAKOTIETOKANTA OL-KR 1; YLÄOSA... 65 4.3 RAKOTIETOKANTA L-KR1; ALAOSA... 73 4.4 RAKOTIETOKANTA L-KR2; YLÄOSA... 77 4.5 RAKOTIETOKANTA L-KR2; ALAOSA... 88 4.6 RAKOTIETOKANTA L-KR3... 91 4.7 RAKOTIETOKANTA L-KR4; YLÄOSA... 1 4.8 RAKOTIETOKANTA L-KR1; YLÄOSA... 18 5 YHTEENVETO JA JOHTOPÄÄTÖKSET... 115 LIITE 11 LIITE 12 LÄHDELUETTELO... 119 LIITE 1 Syvyyssidontataulukot... 122 LIITE 2 Poistetut raot... 148 LIITE 3 Reiän OL-KR1 yläosan rakotietokannan yhdistelmäloki 1... 178 LIITE 4 Reiän OL-KR1 yläosan rakotietokannan yhdistelmäloki 2... 193 LIITE 5 Reiän OL-KR1 alaosan rakotietokannan yhdistelmäloki 1... 23 LIITE 6 Reiän OL-KR1 alaosan rakotietokannan yhdistelmäloki 2... 29 LIITE 7 Reiän OL-KR2 yläosan rakotietokannan yhdistelmäloki 1... 213 LIITE 8 Reiän OL-KR2 yläosan rakotietokannan yhdistelmäloki 2... 243 LIITE 9 Reiän OL-KR2 alaosan rakotietokannan yhdistelmäloki 1... 253 LIITE 1 Reiän OL-KR2 alaosan rakotietokannan yhdistelmäloki 2... 262 Reiän OL-KR3 rakotietokannan yhdistelmäloki 1... 268 Reiän OL-KR3 rakotietokannan yhdistelmäloki 2... 295 LIITE 13 Reiän OL-KR4 yläosan rakotietokannan yhdistelmäloki 1... 313 LIITE 14 Reiän OL-KR4 yläosan rakotietokannan yhdistelmäjoki 2... 328 LIITE 15 Reiän OL-KR1 yläosan rakotietokannan yhdistelmäloki 1... 338 LIITE 16 Reiän OL-KR1 yläosan rakotietokannan yhdistelmäjoki 2... 353
3 1 JOHDANTO Posiva Oy tekee käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitusta varten kallioperätutkimuksia. Alustavat sijoituspaikkatutkimukset aloitettiin vuonna 1987 viidellä paikkakunnalla. Vuodesta 1993 lähtien tutkimuksia jatkettiin Kuhmon Romuvaarassa, Äänekosken Kivetyssä ja Eurajoen Olkiluodossa, ja vuodesta 1997 alkaen myös Loviisan Hästholmenilla. Neljällä tutkimuspaikalla on jatkettu yksityiskohtaisia sijoituspaikkatutkimuksia vuoteen 2 asti. Vuonna 1999 Posiva jätti hakemuksen loppusijoitustilojen sijoittamiseksi Olkiluotoon. Yhtenä tutkimusaiheena on ollut kallioperän yksityiskohtaisen rakotiedon keruu ja analysointi erilaisin tutkimusmenetelmin. Tässä raportissa käsitellään Olkiluodon osalta aiemmin laaditun rakotietokannan (Saksa et al. 1997) täydentämistä ja esitetään sen tulokset. Työssä on käsitelty reikien KR1, KR2. KR4 ja KR1 alkuosat - 3 m, reikien KR1 ja KR2 loppuosat 9 m- reiän pohja sekä reikä KR3 kokonaisuudessaan. Raportin luvuissa 2 ja 3 käsitellään rakotietokannan lähtöaineistot ja käytetty tekniikka. Luku 4 sisältää rakoaineiston esityksen ja tarkastelun. Tämän työn tavoitteena on ollut kairanreikäaineistoihin perustuva yhtenäinen tietokanta, joka kuvaa rakoilua eri kohdissa ja syvyyksillä. Työssä on koottu yhtenäiseen ja käyttökelpoiseen muotoon olemassaoleva tieto ja tulkintaa on tehty vain rajatapauksissa. Tieto on tärkeää varsinkin ajatellun loppusijoitustilan lähialueelta eli syvyysväliltä 3-6 m maanpinnalta. Tavoitteena on myös ollut laajentaa ja täydentää tietoja kallioperän pohjaveden virtausreiteistä: erityisesti kapeista vyöhykkeistä ja yksittäisistä vettäjohtavista raoista. Lisäksi saadaan kuvattua virtausreittien muotoa, pituutta ja avaumaa. Yhtenä tärkeänä osana on myös karakterisoida rikkonaisuusvyöhykkeiden sisäistä rakennetta, esimerkiksi kuinka rakoilu ja vedenjohtavuus jakautuu ja millaisia ovat rakojen eri ominaisuudet. Työssä on käytetty vastaavia menetelmiä ja yhdistetty keskenään vastavat tiedot kuin aiemmassa työssä. Tärkeimpänä perus- ja vertailuaineistona on käytetty kairausnäytekartoituksen rakolistaa tai sen korjailtua jatkoversiota. Geofysiikan tutkimusmenetelmistä ovat olleet käytössä sähköisen dipmeter-anturin lokit tulkintoineen, akustisen televiewer-luotauksen kuvat tulkittuine rakolistoineen, reikä TV -mittauksen kuvat tulkittuine rakolistoineen, reikätutkan heijastusmittaukset sekä seismiset VSP-heijastukset. Reikä-TV:n luotauksia on suoritettu tärkeimmissä kairanrei'issä. Aiemmin TV-aineistosta tulkinnan ulkopuolelle rajatut jaksot on tulkittu tämän työn yhteydessä ja tulokset on liitetty rakotietokantaan. Televiewer-luotausta on
4 suoritettu ainoastaan reiässä KRlO. Kallion vedenjohtavuudesta on ollut käytössä aiempien tai täydennettyjen HTU-mittausten lisäksi 2 m tulppavälillä tehdyn virtausmittauksen tulkintatulokset Rakojen ja rakoparvien jatkuvuutta on voitu arvioida suunnatun reikätutkan luotaustuloksia tarkastelemalla. Reikätutka on kuitenkin geofysikaalisena mittauksenaja erotuskyvyltään suorasta rakokartoituksesta poikkeava. Sen tuloksia voidaan hyödyntää parhaiten kallion rakenteiden tulkinnassa. Samoin seismiset VSP-heijastukset liittyvät rako- ja rikkonaisuusrakenteisiin kuvaten asentoa ja jatkuvuutta. Useimmista rei'istä on tehty kvantitatiiviset rakomineralogian kartoitukset ja tulokset ovat olleet käytössä täytteisten ja avointen rakojen osalta.
5 2 TUTKIMUSAINEISTOJEN KÄSITTEL V 2.1 Yleistä Työn lähtökohtana on ollut atk-ohjelmallisesti tarkistaa, korjata, muuntaa, yhdistää ja analysoida mahdollisimman suuri osa aineistoista ja rajoittaa asiantuntijatyö erityisten seikkojen ratkaisemiseen. Atk-käsittely on myös välttämätöntä yksittäisten havaintojen suuren määrän vuoksi. Kallion keskimääräinen rakotiheys vaihtelee alle 3 m syvyydellä välillä 2,4-6,2 kpl/m ja yli 9 m syvyydessä välillä 1,5-1,6 kpl/m. Kairanreikien tässä raportissa käsitellyssä noin 175 m aineistossa on tällöin useita tuhansia keskenään korreloitavia havaintoja ja viitteitä. Olennaista työssä on ollut tiedonhallinta, prosessointi, tulosten esittäminen välitarkastelu ja, asiantuntijatulkintaa ja lopullisia tulosteita varten. Työssä on käytetty Advanced Logic Technologyn WellCAD-ohjelmaa, joka on tiedonhallinta- ja esitysjärjestelmä kaiken tyyppisille reikätutkimusaineistoille. Kohdassa 2 käsiteltävien aineistojen käsittelyt ja syvyyskorjaukset on tehty atkohjelmalla FDB (Fracture DataBase ). Ohjelma koostuu normaaleista tiedostonkäsittelyrutiineista, tiiviistä käyttöohjeosuudesta ja varsinaisista luku- ja kirjoitusosuuksista. Olkiluodosta on tehty rakotietokantaan aikaisemmin yhdistettyjen reikäsyvyysvälien (Saksa et al. 1997) lisäksi: reiästä KR1 reikäsyvyysvälit 4-3 m ja 9-1 m, reiästä KR2 4-3m ja 9-15 m, reiästä KR4 4-3m ja reiästä KR1 4-3 m. Lisäksi on käsitelty uutena reikänä KR3 syvyysväliltä 4 m - reiän loppu ( 52 m). Aineisto on yksityiskohtaisesti lueteltu rei'ittäin taulukoissa 1a - e. Suurin osa lähtöaineistoista on haettu Posivan TUTKA-tietokannasta. Kairausnäytteen nostot (rajat) ja hukkajaksot on digitoitu raporteista. Olkiluodon osalta rakomineralogian tiedot reiästä KR1 perustuvat Lindberg & Paananen (1991) peruskartoitukseen, jossa edustavia rakomineraaleja on analysoitu näytteistä harvakseltaan. Tätä aineistoa on täydentänyt Blomqvist et al. (1992) näytekartoitus. Muista rei'istä on käytetty Gehör et al. ( 1996) systemaattisen rakomineralogian kartoituksen tuloksia, jonka tulosaineisto on tallennettu taulukoituna digitaalisessa muodossa TUTKA-tietokantaan.
6 Taulukko Ja. Olkiluodon reiän KRJ lähtöaineisto. Menetelmä Aineisto Käytetty Raportin Huom. reikäväli nro Näytekartoitus Rakolista, nostot, 4-3 mja SITU hukkaj aksot, 9-1 m 89-38 katkos- ja rakoluku, valokuvat, kulma, suuntaus Sähköinen Luotauskäyrät, 4-3 mja PATU Kolmi vartin en dipmeter rakopiirrelistat 9-1 m 96-38e mittapää Vol.1-2 Akustinen ei mitattu Televiewer reiässä KR1 Reikä-TV TV -kuvat, tulkitut 4-3 mja PATU Työssä tulkittu rakolistat 9-1 m 96-59e syvyysväli 9-939m Vedenjohtavuus, 2 m mittausväleille 1-3 m PATU HTU 1-'' m/s HTU-mittaus lasketut vedenjohta- 96-43e (Moye) vuudet Vedenjohtavuus, 2 m mittausväleille 4-3 mja PATU eromitt. 5 1 o-lo virtausmittaus lasketut vedenjohta- 9-986 m 96-43e m/s (Thiem) vuudet Suuntaava Suunnatut 4-3 mja PATU reikätutka heijastajat: 9-1 m 96-3e leikkaussyvyys, kaadesuunta, kaade, 97-32 leikkauskulma, voimakkuus ja laskettu jatkuvuus Seisminen VSP- Heij astusrakenteet: -3 m, YJT-92- tutkimus leikkaussyvyys, 9-1 m 34, SITUkaadesuunta,kaade 9-39 ja voimakkuus Rakomineralogia 4-3 mja SITU Aineisto on 9-1 m 9-1, kooste SITU raporttien 92-27 tulosaineistosta
7 Taulukko lb. Olkiluodon reiän KR2 lähtöaineisto. Menetelmä Aineisto Käytetty Raportin Huom. reikäväli nro Näytekartoitus Rakolista, nostot, 4-3 mja SITU hukkajaksot, 9-15 m 89-43, katkos- ja rakoluku, PATU valokuvat, 95-62 suuntaus, kulma Sähköinen Luotauskäyrät, 4-3 m PATU Kolmi vartin en dipmeter rakopiirrelistat 96-38e mittapää Vol.1ja3 Akustinen Ei mitattu reiässä Televiewer KR2 Reikä-TV TV -kuvat, tulkitut 4-3 m PATU Työssä tulkittu rakolistat 96-59e syvyysväli 4-2m Vedenjohtavuus, 2 m mittausväleille 47-3 mja PATU HTU 1-11 m/s HTU-mittaus lasketut vedenjohta- 9-137 m 96-43e (Moye) vuudet Vedenjohtavuus, 2 m mittausväleille 4-3 mja PATU eromitt. 5 1 o-lo virtausmi ttaus lasketut vedenjohta- 9-12 m 96-43e m/s (Thiem) vuudet Suuntaava Suunnatut 4-3 mja PATU reikätutka heij astaj at: 9-15 m 96-3e, 97- leikkaussyvyys, 32 kaadesuunta, kaade, leikkauskulma, voimakkuus ja laskettu jatkuvuus Seisminen VSP- Heij astusrakenteet: 4-3 m, PATU tutkimus leikkaussyvyys, 9-135 m 96-11e, kaadesuunta, kaade YJT-92- ja voimakkuus 34, SITU- 9-39 Rakomineralogia Rakolista: syvyys, 4-3 mja PATU rakotyyppi, -kulma, 9-15 m 96-42 rakomineraalit
8 Taulukko lc. Olkiluodon reiän KR3 lähtöaineisto. Menetelmä Aineisto Käytetty Raportin Huom. reikäväli nro Näytekartoitus Rakolista, nostot, 4-52 m SITU hukkaj aksot, 89-45 katkos- ja rakoluku, valokuvat, suuntaus, rakokulma Sähköinen Luotauskäyrät, 4-52 m PATU Kolmi vartin en dipmeter rakopiirrelistat 96-38e mittapää Akustinen ei mitattu Televiewer reiässä KR3 Reikä-TV ei kuvattu reiässä KR3 Vedenjohtavuus, 3 m mittausväleille 4-52 m PATU HTU 1-11 m/s HTU-mittaus lasketut vedenjohta- 96-43e (Moye) vuudet Vedenjohtavuus, 2m mittausväleille 42-493 m PATU eromitt. 5 1-IO virtausmittaus lasketut vedenjohta- 96-43e m/s (Thiem) vuudet Suuntaava Suunnatut 4-52 m PATU reikätutka heijastajat: 96-3e leikkaussyvyys, kaadesuunta, kaade, leikkauskulma, voimakkuus ja laskettu jatkuvuus Seisminen VSP- Heij astusrakenteet: 4-495 m YJT-92- tutkimus leikkaussyvyys, 34, SITUkaadesuunta,kaade 9-39 ja voimakkuus Rakomineralogia Rakolista: syvyys, 4-52 m PATU rakotyyppi, -kulma, 96-42 rakomineraalit
9 Taulukko ld. Olkiluodon reiän KR4 lähtöaineisto. Menetelmä Aineisto Käytetty Raportin Huom. Reikäväli nro Näytekartoitus Rakolista, nostot, 4-3 m SITU hukkaj aksot, 9-24, katkos- ja rakoluku, PATU valokuvat, 95-46 suuntaus, rakokulma Sähköinen Luotauskäyrät, 4-3 m PATU Kolmivartinen dipmeter rakopiirrelistat 96-38e mittapää Vol.1ja4 Akustinen ei mitattu Televiewer reiässä KR4 Reikä-TV TV -kuvat, tulkitut 4-3 m PATU Työssä tulkittu rakolistat 96-59e syvyysväli 18-28m Vedenjohtavuus, 2 m mittausväleille 13-3 m PATU HTU 1-" m/s HTU -mittaus lasketut vedenjohta- 96-43e (Moye) vuudet Vedenjohtavuus, 2 m mittausväleille 4-3 m PATU eromitt. 5 1-IO virtausmi ttaus lasketut vedenjohta- 96-43e m/s (Thiem) vuudet Suuntaava Suunnatut 4-3 m PATU reikätutka heijastajat: 96-3e, 97- leikkaussyvyys, 32 kaadesuunta, kaade, leikkauskulma, voimakkuus ja laskettu jatkuvuus Seisminen VSP- Heij astusrakenteet: 4-3 m PATU tutkimus leikkaussyvyys, 96-11e, kaadesuunta,kaade YJT-92- ja voimakkuus 34, SITU-9-36 Rakomineralogia Rakolista: syvyys, 4-3 m PATU rakotyyppi, -kulma, 96-42 rakomineraalit
1 Taulukko 1 e. Olkiluodon reiän KRJ lähtöaineisto. Menetelmä Aineisto Käytetty Raportin Huom. reikäväli nro Näytekartoitus Rakolista, nostot, 4-3 m PATU Ei suunnattua hukkaj aksot, 96-2 näytettä reiästä katkos- ja rakoluku, valokuvat, rakokulma Sähköinen Luotauskäyrät, 4-3 m PATU Nelivartinen dipmeter rakopiirrelistat 96-38e mittapää Vol.lja6 Akustinen Kuvat, tulkitut 4-3 m PATU Televiewer rakopiirrelistat 96-66e Vol.l-3 Reikä-TV ei mitattu reiässä KR 1 Vedenjohtavuus, 2 m mittausväleille 147-3 m PATU HTU 1-11 m/s HTU-mittaus lasketut vedenjohta- 96-44e (Moye) vuudet Vedenjohtavuus, ei mittauksia Reiän yläosa virtausmi ttaus tutkitulla sementoitu syvyysvälillä Suuntaava Suunnatut 4-3 m PATU reikätutka heijastajat: 96-54e leikkaussyvyys, kaadesuunta, kaade, leikkauskulma, voimakkuus ja laskettu iatkuvuus Seisminen VSP- Heij astusrakenteet: 4-3 m PATU tutkimus leikkaussyvyys, 96-6e kaadesuunta, kaade ja voimakkuus Rakomineralogia Rakolista: syvyys, 4-3 m PATU rakotyyppi, -kulma, 96-42 rakomineraalit
11 Aineistoille on tehty ohjelmallisesti tarkistuksia ja korjauksia. Ohjelman raportoimat virherivit on käyty läpi ja tarvittavat korjaukset on tehty käsin. Muokatuissa tiedostoissa on käytetty seuraavia määrittelyjä, merkintöjä ja yksikköjä: desimaalierotin piste, kenttien erotin tabulaattori, syvyydet metreinä, avaumat ja täytteen paksuudet millimetreinä, kaadesuunta myötäpäivään pohjoisesta asteina (9 itä, 27 länsi), kaade asteina vaakatasosta ( vaaka-, 9 pystysuora), rakokulma ts. raon ja kairanreiän leikkauskulma määritellään siten, että on pitkin kairanreikää ja 9 kohtisuoraan reikää vasten, tulostiedostojen (*d. *) alkuun kirjoitetaan sarakkeittain otsikkorivit, jos kyseistä reikää koskevat alkuperäistiedot ovat useassa osalokissa, käytetään rakotietoja sisältävälle tulostiedostolle juoksevaa lokinumeroa raolle annettavan tunnuksen ensimmäisenä numerona, esim. osalokin 1 raot saavat tunnuksen 1xxx, kunkin rakotietoja sisältävän muokatun tulostiedoston ensimmäisessä sarakkeessa on juokseva raontunnus, jonka alussa on mahdollinen osalokin tunnus ja loppuosa on raon rivinumero alkuperäisessä lähtötiedostossa vedenjohtavuuksista käytetään sen logaritmia (lgk). Lähtötietoihin liitettävän indeksin tarkoituksena on säilyttää jäljitettävyys ja mahdollistaa tarvittaessa iteratiivinen käsittely. Ennen prosessointia on arvioitu eri lähtötiedoille parametreittain näiden tarkkuuksia, epävarmuuksia ja ongelmakohtia. Nämä arviot on listattu menetelmittäin taulukkoon, joka on liitteenä 1 Olkiluodon syväkallion yksityiskohtainen rakotietokanta-raportissa (Saksa et al. 1997). Kairaustietojen matka-arvoa (m) on käytetty reiässä sijaintikohdan sidontaarvona. Muut reikäaineistot on sidottu tähän vertailuasteikkoon. Näin on tehty niissäkin tapauksissa, joissa kairausnäytteestä on voitu todeta todennäköinen virheellinen matkalukema tai matkalukeman muutos, mutta sitä ei ole kuitenkaan voitu korjata oikeaksi. Koska useimmat reiät ovat kaltevia, on vertikaalinen syvyysarvo (taso) eri kuin matka-arvo. Tässä työssä käytetään matka-arvoista pitkin reikää mitattuna nimitystä reikäsyvyys tai syvyys. Tiedostojen nimeämisessä on käytetty seuraavaa käytäntöä: Tiedostonimi on muotoa tnnmxxxk.ppp, jossa t =tutkimusalueen tunnus o = Olkiluoto, k = Kivetty, r = Romuvaara, h = Hästholmen
12 nn = reiän tunnus kahdella numerolla m =menetelmän/ominaisuuden tunnus n =nostot r = kairausraportin rakoluettelo d = dipmeter tulkintatulokset o = dipmeter mittaustulokset t = televiewer tulkintatulokset b =reikä-tv g = reikätutka m =mineralogia h = näytehukkajaksot v = vettäjohtavat raot f = vedenjohtavuustulokset 1 = kivilajitiedot z = rakovyöhykkeet xxx = vapaasti käytettäviä kirjaimia riippuen käsittelyvaiheesta k = käsittelyvaiheen tunnus ppp = tiedostotyyppi a = Posivan TUTKA-tietokannasta haetut muokkaamattomat tiedot; jos saman reiän tiedot koostuvat useista paloista, numeron xxx osassa esim. 1 o 1 tarkoittaa, että on vain yksi tiedosto, 1 o2 tarkoittaa, että tiedosto on ensimmäinen kahdesta tiedostosta ( osalokeja) d = tulostiedosto, jossa ovat tarkastetut ja yhtenäiseen muotoon muokatut tiedot Esimerkkinä tiedoston nimestä ja sen tulkitsemisesta on nimi o4rlo2a.txt. Merkintä tarkoittaa Olkiluodon kairanreiän KR4 kairausraportin rakoluetteloa, järjestyksessä ensimmäistä kahdesta tiedostosta (reikä on kairattu kahdessa osassa, joten rakoluettelo on erikseen reiän alku- ja loppuosasta). Tiedostonimen viimeinen merkki a kertoo, että kyseessä on käsittelemätön aineisto.
13 2.2 Lähtöaineistoihin liittyvät yleiset rajoitukset Kun tuotetaan useasta rakoilua kuvaavasta tulosaineistosta yhtenäinen tietokanta, on huomattava, että kaikkiin yksittäisiin tutkimusaineistoihin liittyy rajoituksia, ongelmia ja virhelähteitä. Seuraavassa luetellaan tärkeimmät virhelähteet, joita voi esiintyä eri aineistoilla ja jotka huomioidaan korjauksin sekä tarkistuksin. Rajoitukset ja virhetilanteet voivat liittyä toisiinsa ja viime kädessä ne ratkaistaan aineistojen yhdistämisvaiheessa asiantuntija-arviona. Kairausnäytetiedot - ei suunnattua näytettä rikkanaisista kalliojaksoista - mittaus- ja kirjausvirheet - oikeita rakoja merkitty katkoksiksi ja katkoksia raoiksi - näyte väärinpäin laatikossa - näytehukkajaksoista ei ole (rako )tietoja Sähköinen dipmeter-luotaus - kiisut ja grafiittiraidat on tulkittu rakopiirteiksi - osa tulkituista anomalioista epävarmoja johtuen datassa esiintyvästä kohinasta - syvyyskorjaustenkin jälkeen voi syvyysarvoissa olla residuaalivirhettä - virheellisiä piirretulkintoja lähekkäisten anomalioiden osalta (monikäsitteisyys) - yhdellä tai kahdella nastalla rekisteröidyn anomalian sijaintia ja asentoa ei voi tulkita Akustinen televiewer-luotaus juonet voivat tuottaa rakojen kaltaisia tulkintoja - jos raon kohdalla kairanreiän seinämän pinnan muoto ja elastiset ominaisuudet eivät ole anomaalisia, ei raosta saada havaintoa - kapeat alle 1-5 mm:n paksuiset raot eivät välttämättä erotu - datassa voi olla paikoin korkea kohinataso esimerkiksi kivilajista riippuen Televiewer-luotaus on tehty reiässä KR1 Reikä-TV -luotaus - ohuita juonia saattaa olla tulkittu raoiksi osa raoista ei näy tummissa tai vaaleissa kivilajeissa - osassa reikä-tv -kuvista on anturin epätasaisesta liikkeestä aiheutuvaa "pykällystä", ei tulkittavissa rakoja ko. kohdista - alle 1 mm:n paksuiset raot eivät näy kuvassa - tulkitsemattomaksi jääneet rakohavainnot
14 Reikä-TV-mittaukset on tehty rei'issä KR1, KR2 ja KR4. Tämän työn yhteydessä tulkittiin aiemmin tulkitsemattomat syvyysvälit KR1 9-939 m, KR2 4-2 m ja KR4 18-28 m. Suuntaava reikätutkaus (6 MHz) - tutkan heijastukset aiheutuvat sähkönjohtavuuden ja dielektrisen permitiivisyyden vaihtelun rajapinnoista, jotka voivat liittyä muuhunkin kuin kalliorakoiluun - heijastuksen aiheuttava piirre ei välttämättä jatku reikään asti - menetelmän havaintoraja ohuille homogeenisille kerroksille on jopa kymmenien senttimetrien luokkaa Seisminen VSP-tutkimus ainoastaan jatkuvimmat Ja merkittävimmät akustisen kantrastin vyöhykkeet on havaittu, paksuuden havaintoraja on kertaluokkaa 1-5 m - havaitseminen riippuu tutkimusgeometriasta - heijastuksen aiheuttava piirre ei välttämättä jatku reikään saakka - paikannustarkkuus on n. 1-2 m luokkaa Rakomineraloginen näytekartoitus - mittaus- ja kirjausvirheet - kattaa pääasiassa vain avoimet ja täytteiset raot Olkiluodon reiästä KR1 on tehty näytetiheydeltään harva tyyppikartoitus. Rakomineraloginen aineisto on koottu raporttien Lindberg & Paananen ( 1991) taulukosta 1 sekä Blomqvist et al. (1992) raportin taulukosta 4-8 ja liitteen 6 taulukosta 1, tekstiosuudesta sivuilta 35-42 ja kuvien 4-26 ja 4-27 sisältämän tiedon taulukoista. Aineistosta puuttuu kaikilta osin rakokulman arvo. Eri aineistot on koottu samaan tau1ukkoon, minkä yhteydessä on asiantuntija-arviona yhdistetty samoiksi tunnistetut raot. 2.3 Reikä-TV -tulkinta Reikä-TV -kuvasta tulkittiin rakopiirteet aiemmin tulkitsemattomilta jakso ilta, reiästä KR1 syvyysväliltä 9-939 m, reiästä KR2 väliltä 4-2 m ja reiästä väliltä KR4 18-28 m. Työssä käytettiin samoja merkintöjä kuin aiemmassa TV-kartoituksessa on käytetty.
15 Reikä-TV kuvia tarkasteltiin Well-CAD -ohjelmalla käyttäen mittakaavaa 1 : 3, jolloin kuvasta on kerralla nähtävänä n.,5 m osa. Kuvat käytiin läpi kahteen kertaan. Ensimmäisellä kerralla kartoitettiin löytyvät raot ja digitoitiin ne omaksi lokikseen kuvan päälle. Toisella kerralla kirjattiin tekstitiedostoon kunkin raon ominaisuustiedot Tämän jälkeen Well-CADissä digitoitu loki muutettiin reikäprojektiosta todelliseen projektioon ja sitten tekstitiedostoksi, jossa ovat digitoitujen piirteiden syvyys-, kaadeja kaadesuunta-arvot. Tähän tiedostoon lisättiin digitoitujen rakojen ominaisuustiedot ja se muutettiin lopulliseen muotoon rakotietokantatyötä varten. Ominaisuustietaina tulkittiin raon paksuus, rakopinnan muoto, rakopinnan laatu ja täytemineraali. Raon paksuus Raon paksuudeksi mitattiin avoimen raon tapauksessa rakopintojen etäisyys toisistaan. Muussa tapauksessa raon paksuudeksi merkittiin täytteen tai rapautuneen kiven paksuus. Paksuudet 1-5 mm mitattiin lukemalla kursorin paikka Well-CAD -lokissa sekä raon ylä- että alapinnalla. Useampien millimetrien paksuudet mitattiin siten, että samasta raosta digitoitiin ylä- ja alapinta erikseen ja paksuudeksi laskettiin näiden erotus. Alle 1 mm paksuoksia ei ole kyetty mittaamaan, vaan paksuudeksi on merkitty mm. Rakopinnan muoto Rakopinnan muotoa kuvattiin sanoilla tasainen (), kaareva ( 1) ja epätasainen (2). Tasaiseksi rakopinnaksi luokiteltiin digitoitua sinikäyrää hyvin noudattava yhtenäinen pinnan projektia. Yhtenäinen rakopinta, jonka projektia poikkeaa sinikäyrältä, luokiteltiin kaarevaksi. Epätasainen rakopinta projisoituu epäyhtenäisenä, verkkomaisena ja/tai kulmikkaana. Kuvan 1 keskimmäisessä osakuvassa on esimerkki kaarevasta rakopinnasta. Rakopinnan laatu Rakopinnan laatua kuvattiin termeillä rapautunut (), avoin (2) tai tiivis (1). Rako luokiteltiin rapautuneeksi, jos isäntäkivessä oli havaittavissa muuttumista raon ympärillä. Jos rakopinnat olivat erillään edes osittain, merkittiin rako avoimeksi. Muuten rako luokiteltiin tiiviiksi. Kuvan 1 ensimmäisessä osakuvassa on rapautunut, toisessa avoin ja kolmannessa tiiviitä rakoja. Täytemineraali Täytemineraalit merkittiin huomiokenttään. K vartsiksi () tulkittiin massamatnen harmahtava täyte. Tummunut, rapautunut, joskus vihertävä rakotäyte graniittisessa kivessä tulkittiin kloriitiksi (1 ). Valkoinen täyte nimettiin kalsiitiksi (2).
16 Hematiittitäytteiset raot (4) tunnistettiin voimakkaan punaruskean värin perusteella. Rikkikiisuksi tulkittiin kullankeltainen kiteinen täyte. Savitäytteisiksi (7) tulkittiin raot, joissa oli harmahtava kiilloton täyte. Kuvassa 1 on esimerkki tavallisimmista tulkituista täytemineraaleista kloriitista, kalsiitista ja savesta. Ensimmäisessä osakuvassa on kloriitti-, toisessa savi- ja kolmannessa kalsiittitäytteisiä rakoja. Kuva 1. Esimerkkejä reikä-tv -kuvan tulkinnasta. Vasemmalla rapautunut kloriittirako, keskellä kaareva savitäytteinen avorako ja oikealla tiiviitä kaisiittirako ja. 2.4 Aineistojen peruskäsittelyt ja muokkaukset 2.4.1 Kairaustiedot ja näytekartoitus Näytekartoituksen alkuperäisen tulostiedoston kentät ovat: syvyys, raon laatu, rakokulma, rakopinnan väri, täytteen paksuus, täytteen laatu, rakopinnan muoto, rakopinnan laatu, raon kaadesuunta, raon kaade, huomiosarake, korjattu kaadesuunta, korjattu kaade
17 Muokattu tiedosto sisältää seuraavat kentät: tunnus, syvyys, rakokulma, kaarlesuunta, kaarle, raon laatu, väril, väri2, väri3, paksuus, täytel, täyte2, täyte3, pinnan muoto, pinnan laatu, huom. Reikien KRl, KR2, KR4 ja KRlO osalta käytettiin aiempaa rakotietokantatyötä varten yhtenäiseen muotoon muokattuja tierlostoja. Reiän KR3 materiaali muokattiin alusta lähtien vastaavalla tavalla. Tunnus rivin numero, jolla rako esiintyy lähtötierlostossa Syvyys rlesimaalierottimena pilkku, muutetaan pisteeksi tarkastetaan, että syvyys on koko ajan kasvava Rakokulma rakokulma on annettu gooneina, muutetaan asteiksi kaavalla rl = 9. g 1 1 (2) missä rl on kulmaasteinaja g gooneina, korjataan annettu rakokulma se on reiän suuntaan ja 9 kohtisuoraan reikää vasten kaavalla missä b on rakokulma suhteessa reiän suuntaan asteina ja a rakokulma suhteessa reiän poikkisuuntaan asteina. b = 9 - a (3) tarkastetaan, että rakokulma on välillä - 9 Kaarlesuunta käytetään viimeisessä sarakkeessa olevaa korjattua kaarlesuunta-arvoa (referenssinä on tosipohjoinen) kaarlesuunta annettu gooneissa, muutetaan asteiksi kaavalla (2) tarkastetaan, että kaarlesuunta on välillä - 36
18 Kaade käytetään viimeisessä sarakkeessa olevaa korjattua kaadearvoa (referenssinä vaakataso) kaadesuunta annettu gooneissa, muutetaan asteiksi kaavalla (2) tarkastetaan, että kaade on välillä - 9 Paksuus on annettu vain joistakin raoista, yksikkönä mm jos paksuus annettu, tarkastetaan, että se on suurempi kuin mm Muut kentät kentät vastaavien lähtötiedoston otsikkojen mukaan täytteitä ja värejä voi olla korkeintaan 3 kpl kaikista tekstikentistä (paitsi huomio-) etsitään määriteltyjä täytteiden ja värien lyhenteitä. Jos niitä löytyy, ne tulostetaan rakotäyte/väri kenttiin. huomio-kenttään tulostetaan alkuperäisen huomiokentän arvo sekä kaikki muista tekstikentistä löydetyt tunnistamattomat arvot. 2.4.2 Sähköinen dipmeter -mittaus Dipmeter-mittauksen alkuperäisen tulostiedoston (Lowit et al. 1996) kentät ovat: tunnus, syvyys, raon kaadesuunta, raon kaade, 1-PO/ 1 eli sovituksen hyvyyttä kuvaava parametri, tulkinnassa käytettyjen pisteiden lukumäärä, Q eli laatuparametri, reiän suunta, reiän poikkeama pystysuunnasta, 1. nastan suunta Muokattu tiedosto sisältää seuraavat kentät: tunnus, korjattu syvyys, alkuperäinen syvyys, rakokulma, kaadesuunta, kaade, kalibrointimerkki, pisteitten lukumäärä, 1-PO/ 1, Q Lähtötietaina on useita tulostiedostoja ( osalokeja) reikää kohti. Nämä on yhdistettävä keskenään ennen käyttöä muiden rakoaineistojen kanssa. Tiedostojen alussa on tekstirivejä, jotka poistetaan. Reikien KR1, KR2, KR4 ja KR1 osalta dipmetertiedostot on muutettu yhtenäisiksi edellisen rakotietokantatyön yhteydessä. Tunnus rivin numero, jolla rako esiintyy lähtötiedostossa, huom. ei siis dipmeter-tiedostossa annettu tunnus
19 Korjattu syvyys ja syvyys syvyys on suoraan lähtötiedostossa annettu syvyys korjattu syvyys lasketaan kalibrointipisteiden avulla, alla on käsitelty kalibrointipisteiden määräytymistä reikäkohtaisesti tarkastetaan, että syvyys on koko ajan kasvava Reiän OL-KRl yläosa Etsityt syvyyskalibrointipisteet on esitetty liitteen 1A taulukossa ja kuvassa 2. Kalibrointia varten määritettiin korjauspisteitä asiantuntija-arviona käyttäen dipmeterin ja kairaustutkimuksen rakolistoja. Kalibrointipisteisiin lisättiin alueelta aiemmin koostettua rakotietokantaa varten määritellyistä pisteistä ne, jotka olivat käsitellyllä syvyysvälillä sekä yksi piste syvyysvälin alapuolelta. Kalibrointia tarkennettiin määrittämällä lisäpisteitä Well-CAD -kuvien avulla. Keskimääräinen syvyyskorjaus on -,35 m ja se vaihtelee välillä -,14 -,92 m. Korjaukset ovat olleet siinä määrin pieniä, että ne kuvaavat myös näytekartoituksen syvyysvirhettä ja -vaihtelua. OL-KROl yläosan dipmeter -sidonnat.1 ~----------------------------------------------------~ + +.5 + ----------------------------------------------------------- e o -----------------------------------------------------------..._ + + + + + e ------~----------~---------------------------~---------- + + + + -.1 ------------------------------+-------~------------------- -.15 f--------~----r--------,.--------t--------+------l 4 9 14 19 24 29 Syvyysero = Kairaus - Dipmeter Matka reiässä 1m Kuva 2. Reiän OL-KRJ yläosan dipmeter-rakojen syvyyskorreloinnin tulokset. Aiempaa rakotietokantaa varten määritetyt pisteet on ympyröity.
---------------------------~ -- 2 Reiän OL-KRl alaosa Reiän alaosassa on tulkittu ainoastaan seitsemän dipmeter-rakoa. Niiden avulla e1 tarkkaa syvyyskalibrointia kyetty tekemään. Rakojen syvyyskorjaukseen käytettiin ainoastaan aiempaa rakotietokantaa varten määritellyistä kalibrointipisteistä alinta (89,26 m), jonka korjauksen suuruus on ollut -1,6 m. Reiän OL-KR2 yläosa Etsityt syvyyskalibrointipisteet on esitetty liitteen 1A taulukossa Ja kuvassa 3. Kalibrointipisteet on määritetty asiantuntija-arviona käyttäen dipmeterin Ja kairaustutkimuksen rakolistoja. Kalibrointipisteisiin lisättiin alueelta aiemmin koostettua rakotietokantaa varten määritellyistä pisteistä yksi, joka oli käsitellyn syvyysvälin alapuolella. Kalibrointia tarkennettiin määrittämällä lisäpisteitä Well-CAD -kuvien avulla. Keskimääräinen syvyyskorjaus on,57 m ja se vaihtelee välillä -,511 - +,68 m. OL-KR2 yläosan dipmeter-sidonnat 8.2....6 -------------------------------------------- -+---- ----q.--------.pt" + ++ + + + + + +..4 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -~ - - - - - - T--"+- - - - - - - - - - - - - - - ~ + + ---------------------------------------------------------+-- + + + + + -.2 -------------*..._- -+----------------------------------------- : * + ++ * -.4 - - - - - _t :t"_-+=4-- - - - - - - - -- - - - -- - -- - - - - - -- -- - - -- - - -- - - -- - - - - - - - - - _f ~ ------------------~-~-+------------------------------------ + -.6 +------...,...----...,----------------,...--...l 4 9 14 19 24 29 Syvyysero = Kairaus- Dipmeter Matka reiässä 1 m Kuva 3. Reiän OL-KR2 dipmeter-rakojen syvyyskorreloinnin tulokset. Ympyröity piste on määritelty aikaisempaa rakotietokantatyötä varten.
21 Reikä OL-KR3 Etsityt syvyyskalibrointipisteet on esitetty liitteen 1A taulukossa ja kuvassa 4. Kalibrointipisteet on määritetty asiantuntija-arviona käyttäen Well-CAD -kuvia dipmeterin ja kairaustutkimuksen rakolistoista. Koska vertailutietoa reikä-tv :n rakoluetteloon ei ollut, käytettiin lisätarkistuksena magneettisen suskeptibiliteetin reikämittausprofiilin ja alkuperäisen dipmeter-vastusprofiilin vertailua. Reiän yläosassa 4-24 m välillä useat Selvärajaiset suskeptibiliteettimaksimit ja vastaavat voimakkaat dipmeterin vastus-minimit korreloivat keskenään osoittaen mahdollisia kiisuraitojen sijaintia. Suskeptibiliteettiprofiili syvyyskorjattiin kallioperän tiheyden, luonnon gammasäteilyn ja kivilajirajojen silmämääräisen korreloinoin avulla. Tämän jälkeen tulkittujen dipmeter-piirteiden syvyysero kairaussyvyyteen määritettiin magneettisten anomaliakohtien perusteella. Kalibrointia tarkennettiin edelleen määrittämällä lisäpisteitä syvyyskorjattujen Well-CAD -kuvien avulla. Keskimääräinen syvyyskorjaus on -1,59 m ja se vaihtelee välillä -1,53 - -,322 m. "' ~ OL-KR3 Dipmeter -sidonnat -.2 -"' - -~ ---- -----~------~-~~ - - -~- -- -- -- ------ -- -------------------- --.. ---l + +! -.4 ------------ ----------------------------------------------- _! ++ l + + + +! -.6 ----------------------------------------------------------- _j + + l ~ -.8 1.. QJ ~ -1. + 1 ---------------+-------------------------------------------- + +++++ 1 -------------------+---------------------------------------~ ++ + +! + + + +;, + + + ++ +! - 1. 2 - - - - - - - - - - - - - - - - - - -~ - - - ~- - - - - - - + -± - - - - - - -"4- ---"*"- - ---------±=t ~ -! * + + + + + ++ + l + + + +! - 1. 4 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - +- - - - - - - - - - - - - - -1 + + + 1 + + + -1.6 -'--------,-----------------------...l 4 9 14 19 24 29 34 39 44 49 Syvyysero = Kairaus - Dipmeter Matka reiässä 1m Kuva 4. Reiän OL-KR3 dipmeter-rakojen syvyyskorreloinnin tulokset.
------------------------------- - 22 Reikä OL-KR4 Reiän KR4 aineisto koostettiin kahdesta osittain päällekäisestä osalokista, jotka syvyyskorjattiin erikseen. Etsityt syvyyskalibrointipisteet on esitetty liitteen 1A taulukossa ja kuvassa 5. Kalibrointipisteet on määritetty asiantuntija-arviona käyttäen dipmeterin ja kairaustutkimuksen rakolistoja. Kalibrointipisteisiin lisättiin alueelta aiemmin koostettua rakotietokantaa varten määritellyistä pisteistä kolme, joista yksi oli käsitellyn syvyysvälin alapuolella. Kalibrointia tarkennettiin määrittämällä lisäpisteitä Well-CAD -kuvien avulla. Keskimääräinen syvyyskorjaus on melko pieni -,198 m ja se vaihtelee välillä -,141 - -,3 m. Syvyyskorjauksen jälkeen päällekkäin menevältä syvyysväliltä 7,5-83,5 m lokit yhdistettiin. Toisen osalokin (2o3) rakolista otettiin käyttöön kokonaisuudessaan ja kolmannesta osalokista (3o3) syvyyden 7,5 m alapuolelta vain raot, jotka eivät yhdistyneet mihinkään lokin 2o3 raoista. Mukaan otetut raot lokista 3o3 syvyysväliltä 7,5-83,5 m ovat: d381, d384, d387, d388, d392, d315 ja d316. Muilta osin, 43,5-7,5 m, loki 2o3 otettiin käyttöön kokonaisuudessaan. OL-KR4 Dipmeter -sidonnat -.12 xx -.17 ----------------------------------*------------------------ e -- 1. ~ "'... ~ -.22... <J'J X + + + + -.27 -.32 '--------------------~---------l 4 9 14 19 24 29 Matka reiässä 1m Syvyysero = Kairaus - Dipmeter Kuva 5. Reiän OL-KR4 dipmeter-rakojen syvyyskorreloinnin tulokset. Aineisto koostuu kahdesta lokista, joille on käytetty erilaisia symboleja. Yhtä kalibrointipistettä on käytetty molempien lakien syvyyskorjauksessa. Ympyröidyt pisteet ovat aikaisempaa rakotietokantatyötä varten määritettyjä.
23 Reikä OL-KRlO Asiantuntija-arviona etsityt syvyyskalibrointipisteet on esitetty liitteen la taulukossa ja kuvassa 6. Kalibrointipisteet on määritetty asiantuntija-arviona käyttäen dipmeterin ja kairaustutkimuksen rakolistoja. Kalibrointipisteisiin lisättiin alueelta aiemmin koostettua rakotietokantaa varten määritellyistä pisteistä kaksi. Kalibrointia tarkennettiin määrittämällä lisäpisteitä Well-CAD -kuvien avulla. Keskimääräinen syvyyskorjaus on tasainen ja suuruudeltaan pieni, -,28 m. Korjaus vaihtelee välillä -,144--,253 m. -.1,..-------------------------~ OL-KRlO Dipmeter -sidonnat l s... ""' >. >. -.15 ~--~------------------------------------------------------ + + ~ -.2 ------- -+-- -+--- _+-- -+---------------- --r- +----ED- -E&--------- ~ + + + + ++ ++ + >. CF1 -.25 --------------------~-----------------------------+------- 1 Syvyysero = Kairaus - Dipmeter -.3 4--------.,...----------------------i--.1 4 9 14 19 24 29 Kuva 6. Reiän OL-KRJ Matka reiässä 1m dipmeter-rakojen syvyyskorreloinnin tulokset. Ympyröidyt pisteet ovat aikaisempaa rakotietokantatyötä varten määritelty. Rakokulma Annetuista raon ja reiän suuntatiedoista lasketaan rakokulma seuraavasti: Tiedostossa on annettu reiän pystypoikkeama (dev), eikä kaadetta (dpb). Kaade saadaan kaavasta dpb = 9- dev (4)
24 Merkitään dpf =raon kaade (dip) drf = raon kaadesuunta ( azimuth) dpb =reiän kaade (well deviation/dev muunnettuna kaavalla 4) drb =reiän kaadesuunta (well deviation/azimuth) u = (A, B, C) kairanreiän suuntainen vektori v = ( a, b, c) raon kaateen suuntainen vektori rk = rakokulma u = (A, B, Cf = (sin(drb) cos(dpb), cos(drb) cos(dpb), -sin(dpb)) T v = (a, b, cf = (sin(drf) cos(dpf), cos(drf) cos(dpf), -sin(dpf)) T rk = arccos( u v 1 ( len(u) len(v) ) ) (5) u v=a a+b b+c c len( u) = sqrt( A A + B B + C C) ja len( v) = sqrt( a a + b b + c c) tarkastetaan, että rakokulma on välillä - 9 tarkastetaan, että reiän suunta on välillä - 36 tarkastetaan, että reiän deviaatio on välillä - 9 Kaarlesuunta tarkastetaan, että raon kaadesuunta on välillä - 36 Kaade on suoraan tiedoston dip kenttä kaade on välillä oo - 9 Kalibrointimerkki 1, jos rako on ollut kalibrointirako, muulloin Muut kentät vastaavat lähtötiedoston kentät
25 2.4.3 Reikä-TV Reikä-TV -mittauksen alkuperäisen tulostiedoston (Stråhle 1996) kentät ovat: reiän tunnus, korjattu syvyys, mitattu syvyys, raon kaadesuunta, raon kaade, havainnon tyyppi, raon paksuus, rakopinnan muoto, rakopinnan laatu, huomiokenttä Muokattu tiedosto sisältää seuraavat kentät: tunnus, korjattu syvyys, mitattu syvyys, rakokulma, kaadesuunta, kaade, kalibrointimerkki, havainnon tyyppi, avauma, rakopinnan muoto, rakopinnan laatu, huom Reikä-TV-kuvaus on suoritettu rei'issä KR1, KR2 ja KR4. Aineisto koostuu useasta osalokista. Osasta lokeja on käytetty tiedostoja, jotka on muutettu yhtenäiseen muotoon aikaisempaa rakotietokanta työtä varten. Tätä työtä varten tulkittiin kolme syvyysväliä, yksi kustakin reiästä. Tunnus rakohavainnon rivinumero alkuperäisessä lähtötiedostossa Korjattu syvyys ja mitattu syvyys muokatun tiedoston korjattu syvyys lasketaan uudestaan käyttäen alkuperäistä mitattua syvyyttä, alla on käsitelty syvyyssidontaa tarkemmin tarkastetaan, että syvyys on koko ajan kasvava Olkiluodon rei'ille on tehty tarkka kivilajeihin perustuva syvyyskorjaus kartoittamalla reikä-tv-kuvien ja näytteiden vastinkohdat GTK:n Lopen arkistossa. Joka toisesta näytelaatikosta (6 m välein) on etsitty sopiva kohta näytettä, joka kasteltiin ja etsittiin edellisiä syvyyspoikkeamia hyödyntäen vastaava kohta BIP-kuvasta. Syvyyskalibrointipisteet merkittiin BIP-kuviin ja kirjattiin samalle kohdalle vastaava näytteen syvyyslukema. Tuloksista määritettiin syvyyskorjaukset 6 kpl/ 1 m ja tiedot toimitettiin mittausurakoitsijan käyttöön. Reikä-TV -tulosten tulkinnassa käytettiin keskimääräisiä, lineaarisia syvyyskorjauksia 1 metrin jaksoissa ja tulkintatulokset on esitetty käyttäen sekä korjaamattomia että karkeasti korjattuja syvyysarvoja. Tässä työssä käytettiin rei' ittäin alkuperäisiä kalibrointipisteistöj ä kaikille pisteille paloittain lineaarisena approksimaationa. Syvyyskorjausta tarkennettiin edelleen Well-CAD -lokien avulla. Syvyyskalibroinnit on esitetty rei' ittäin kuvissa 7, 8, 9 ja 1.
----~-+ 26 b1271..2 Matkavirhe käyttäytyy hyvin lineaarisesti suurimpien poikkeamien ollessa reiän KR 1 yläosassa 3 m:ssä 1,5 m, alaosassa 97 m:ssä 4,95 m, reiän KR2 yläosassa 3 m:ssä 1,3 m ja reiässä KR4 3 m:ssä 1,2 m kairausnäytteeseen nähden. Suurimmat poikkeamat lineaarisesta korjauksesta ovat vastaavasti KR1 134,5 m,166 m, KR1 98,67 m,142 m, KR2 155,88 m:ssä,183 m ja KR4 222,27 m:ssä,139 m. Reiässä KR1 on tasomuutoskohta syvyydellä 145 m ja reiässä KR4 syvyydellä 23 m. Reiän KR1 alaosa ja reiän KR2 yläosa onkoostettu kumpikin kahdesta sekä reiän KR4 yläosa kolmesta osalokista. Reiän KR1 syvyysvälin 14,1-14,57 m 6 rakoa on rakonumeroinuin ja rakokuvion perusteella tulkittu kahteen kertaan. Aineistosta poistettiin raot b 1267 - E.._ c... ~...... ~ (FJ OlrKROl yläosan reikä-tv -sidonnat + 1.4 - ------------------------------------------------------- -#"--- + + * + + 1..6 -.2 ~-------------------------------.t+ + +-t + -----------------------------+------------------------------ + +++ ++ + + + + + + + *_+, + ++ ++ t ~~ 1 4 9 14 19 24 29 Syvyysero = Kairaus- Reikä-TV Matka reiässä 1m Kuva 7. Olkiluodon reiän KRJ yläosan reikä-tv:n syvyyskalibrointipisteet.
27 OlrKROl alaosan reikä-tv -sidonnat 5. 4.9- ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~f-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ + + + + + + 4. E :.. ~... ~ rjj 4.7 4.5 ~~~~~-~~~~~~-~----~~~~~~~~~~~~~~~-~-~---~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ + + 4.6 ------------------------------------------------------------ + + + 4.4 L---------~------------------------------------~--------~ 9 92 94 96 9 1 Syvyysero = Kairaus- Reikä-TV Matka reiässä 1m Kuva 8. Olkiluodon reiän KRJ alaosan reikä-tv:n syvyyskalibrointipisteet. Reikä koostuu kahdesta osalokista, joille on käytetty erilaisia symboleja. OL-KR2 yläosan reikä-tv -sidonnat 1.25 1 X X ~~~~~-~~~~~~~~~~~~~~-~------~~~~~-~~~~~~~~~~~---~-x-~~~~~ s -- :.. ~... ;;.... rj1 1.5.85.65.45.25.5 ~~~~~~~~~-~--~~-~~~~~~~-~~--~--~~~~~~~~~~~~~~-~~-~~~~~~~~~~ X X ---~~~~~~~~--~~-~~~-~~-~~~~--~~-~~-~~~~~~~x~~~~~---~-~~~~~~ xx -~~~----~~~-~~~~~--~--~-~-~~~~~~~-~~--~~~~~~~~~~~~~--~~~~~ + *... -~~~~~~~~~~-~~~~~~~~~-~---~~~-~~--~~~~~~~~--~-~~~~~~--- ~#* + -~~~~~~~~------~~~~~-~~----~~~-~----~~~~~~~~---~~ ~-~---~ ++ +* -~~~~±r----- ------------------------------------------- -.15 -~---------------------.... 4 9 14 19 24 29 Matka reiässä 1 m Syvyysero = Kairaus- Reikä-TV Kuva 9. Olkiluodon reiän KR2 yläosan reikä-tv:n syvyyskalibrointipisteet. Reikä koostuu kahdesta osalokista, joille on käytetty erilaisia symboleja.
28 OL-KR4 reikä-tv -sidonnat e -... 1.. ~.2 1.2 ---------------------------------------------------------+-.8-.6... ~....4 rjj. -.2 ----------- - ---------- ----------------------------- -x-------i X XYx X 1 -------------------------------- -- ----x- -- x- --------------- --l X ~ ~ ------------------------------~-~-------------------------J * 1 +! + ----------1 ++=#= + + ~ -------------~-------------------------------------------- + ------+ ++- ------------------- ---- - ------------------------- + +...1 3 8 13 18 23 28 Syvyysero = Kairaus - Reikä-TV Matka reiässä 1m Kuva 1. Olkiluodon reiän KR4 reikä-tv:n syvyyskalibrointipisteet. Reikä koostuu kolmesta osalokista, joille on käytetty erilaisia symboleja. * ~ Rakokulma Rakokulman lasku tehdään vastaavasti kuin dipmeter-tuloksille kohdassa 2.3.2 on kuvattu. Taipumatietoina on käytetty Posivan geologisen mallinnusjärjestelmän ROCK CADin reikien tietokannan taipumatietoja. Kaarlesuunta suoraan dipdir-kenttä tarkastetaan, että kaadesuunta on välillä - 36 Kaade suoraan dip-kenttä tarkastetaan, että kaade on välillä - 9 Kalibrointimerkki 1, jos rako on kalibrointirako, muulloin. Pääasiassa kalibrointipisteet ovat olleet ki vilajikontaktej a.
29 Avauma lähtötietona paksuutta kuvaava width-kenttä (mm) tarkastetaan, että arvo on nolla tai positiivinen avoimille raoille annettu arvo on raon paksuus, mutta muille se on täytteen paksuus lasketaan todellinen avauma a annetusta paksuudesta w kaavalla a = w (sin(x) cos(y) sin(s) cos(t) + cos(x) cos(s) cos(t) + sin(y) sin(t)) (6) x = reiän suunta, y = reiän kaade, s = raon kaadesuunta ja t =raon kaade Kairanreiän suuntatietaina käytetään samoja arvoja kuin rakokulman laskennassa. Muut kentät muissa kentissä tarkastetaan, että on vain sallittuja arvoja, tulostetaan sellaisenaan 2.4.4 Televiewer Akustisen televiewerin tulkintatulokset ovat olleet käytössä reiästä KR1 (Siddans & Wild 1996). Aineisto koostuu kahdesta osalokista, jotka on muokattu yhtenäiseen muotoon aiemman rakotietokantatyön yhteydessä. Muokattu tiedosto sisältää seuraavat kentät: tunnus, korjattu syvyys, alkuperäinen syvyys, rakokulma, kaadesuunta, kaade, kalibrointimerkki, pisteitten lukumäärä, 1-PO/ 1, Q, K Tunnus havainnon rivinumero alkuperäisessä tiedostossa, ei siis alkuperäisessä televiewertiedostossa annettu tunnus Korjattu ja alkuperäinen syvvyys Akustisen televiewerin tuloksille on tehty reiästä KR1 vastaava syvyyskalibrointi kuin sähköisen dipmeterin tuloksille. Etsityt syvyyskalibrointipisteet akustisen televiewerin tuloksille ovat liitteen lc taulukkona sekä kuvassa 11. Työ on tehty asiantuntijaarviona. Televiewerin matka-arvojen keskivirhe on ollut erittäin pieni, +,21 m.
3 OlrKRlO televiewer -sidonnat.1 -r--------------------------------,.._ e r.. ~ <IJ... ~ rj:j.5. t + + + + + + + + + + -----------------~-----------------~----------------------- + + + -.5 ----------------------------------------------------------- + -.1 +-----------------+------------...,.---.-; 4 9 14 19 24 29 Syvyysero = Kairaus- Televie\\er Matka reiässä 1m Kuva 11. Reiän OL-KRJO televiewer-rakojen syvyyskorreloinnin tulokset. Rakokulma Annetuista raon ja reiän suuntatiedoista lasketaan rakokulma kuten dipmeter-tulosten käsittelyn yhteydessä. tarkastetaan, että rakokulma on välillä - 9 tarkastetaan, että reiän suunta on välillä - 36 tarkastetaan, että reiän deviaatio on välillä - 9 Kaarlesuunta tarkastetaan, että raon kaadesuunta on välillä - 36 Kaade on suoraan tiedoston dip-kenttä kaade on välillä - 9 Kalibrointimerkki 1, jos rako on ollut kalibrointirako, muulloin