ASTROCK SAA TE Päiväys: 7.5.2003 Korjaus raporttiin GEOFYSIKAALISET REIKÄMITTAUKSET EURAJOEN OLKILUODOSSA 2002, KAIRANREIÄN OLKR5 JATKOOSA Oheisessa liitteessä 6 on korjaussivut ja lisäykset em. raporttiin. Sivut 2930 korvaavat sivut 9 ja 20. Sivu 3 on lisäys. Pahoittelemme virhettä. Ystävällisin terveisin Astrock Oy:n psta : L :_... Leena Kallio Geofyysikko ASTROCKOY PL 0, Kaikutie 99600 Sodankylä Finland ASTROCKOY Puh +358664 6 Fax +358664 62 Sähköposti info@astrock.com
Liite 6, s.29 Eurajoki, Olkiluoto, KR 5 Swave velocity t, km/s.5 2 2. 5 3 3.5 4 Swave velocity t2, km/s.5 2 2.5 3 3.5 4 Swave velocity dt, km/s.5 2 2.5 3 3.5 4 200 } 0 CD "0.+ ::::T 3 20 220 230 240 250 260 270 280 290 300 30 320 330 340 350 360 370 380 390 400,. r4.'t J ('? s./ J.. { ; j \.<:,: 0::: ) ) )., t "f= ) _) l., J ; > \ ; > )..:..!! j.. f' :::;.. ;;;;;;:i!e. II,._ ' lz:: :"" ""i el & 4...._ J """"' i...l t... =.::... l... "tf, r [... il =
Liite 6, s.30 Eurajoki, Olkiluoto, KR 5 0 CD ""C... :::r 3 400 40 420 430 440 450 460 470 480 490 500 50 520 530 540 550 560 570 580 590 600 Swave velocity t, km/s.5 2 2. 5 3 3.5 4 ;..J,; {...! > < _, L.. >"......, i " J. "''i < ), Swave velocity t2, km/s.5 2 2.5 3 3.5 4 4 J.. ( t <.. < f Swave velocity dt, km/s.5 2 2.5 3 3.5 4 j' ::;.... ==,... c: "'!!""' i" f...; (
Olkiluoto OLKR5 Liite 6, s. 3 SN [ohmm] lp [o/o] SN [ohmm] lp [o/o] 0 () ""0 =r 3 0 2 0 3 0 4 0 5 0 2 4 6 8 0 20 20 300 320 220 240 260 280 300 320 340 360 380 l.!... :; ) ) ) > ) _ 420 440 460 480 500 r l t 520 540 560,_ 420 440 460 480 500 520 540 560 0 () ""0 =r 3 400 40 580 600 580 600 SN [ohmm] SN [ohmm] lp [o/o]
Työraportti 20030 Geofysikaaliset reikämittaukset furajoen Olkiluodossa 2002, kairanreiän 0 lkr 5 jatkoosa Arto Julkunen Leena Kallio Pertti Hassinen Astrock Oy Maaliskuu 2003 Karttaoikeudet: Maanmittaushallitus lupa nro 4/MYY/03 Pasivan 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.
Työraportti 20030 Geofysikaaliset reikämittaukset furajoen Olkiluodossa 2002, kairanreiän OlKR5 jatkoosa Arto Julkunen Leena Kallio Pertti Hassinen Maaliskuu 2003
AtASTROCK GEOFYSIKAALISET REIKÄMITTAUKSET EURAJOEN OLKILUODOSSA 2002, KAIRANREIÄN OLKR5 JATKOOSA Astrock Oy on tilauksen mukaisesti toimittanut tilaukseen 9640/llll/02 liittyvät raportit ja datat. Helsingissä 24.3.2003! ojulkun[ toimitusjohtaj, Astrock Oy Leena Kallio geofyysikko, Astrock Oy } _/ ;;;:.r;..,..::;e"" \... Pertti Hassinen geofyysikk:o, Astrock Oy
TIIVISTELMÄ GEOFYSIKAALISET REIKÄMITTAUKSET EURAJOEN OLKILUODOSSA 2002, KAIRANREIÄN OLKR5 JATKOOSA Suomalaiset ydinvoimayhtiöt Teollisuuden Voima OY.i ja Fortum OY.i varautuvat käytetyn uraanipolttoaineen loppusijoitukseen Suomen kallioperään Tähän liittyvistä tutkimus ja kehitystehtävistä huolehtii Posiva Oy. Loppusijoituksen yksityiskohtaisia kallioperätutkimuksia tehtiin neljällä alueella vuoteen 2000 saakka. Lopulliseksi sijoituspaikaksi valittiin vuonna 200 Eurajoen Olkiluoto. Yksityiskohtaisilla tutkimuksilla pyritään lisäämään tietoa tutkimusalueen kallioperästä ja tarkentamaan aiempien tutkimusvaiheiden tuloksia Osana yksityiskohtaisia tutkimuksia Astrock Oy teki geofysikaalisia mittauksia Eurajoen Olkiluodossa kesällä 2002. Tässä raportissa on esitetty Olkiluodon kairanreiän OLKR5 jatkoosan mittaukset ja tuloskäsittelyt. Reikämittauksia tehtiin seuraavilla menetelmillä: kalliopohjaveden ominaisvastus kalliopohjaveden lämpötila sähköinen ominaisvastus lyhyt ja pitkänormaali järjestelmällä sähköinen maadoitusvastus yksipistejärjestelmällä indusoitu polarisaatio (IP) Wennerjärjestelmällä magneettinen suskeptii visuus luonnon gammasäteily radiometrinen tiheysmittaus gammagammamenetelmällä kaliiperi sekä akustinen kokoaaltomuodon mittaus kahta lähetin vastaanotinväliä käyttäen. Reikämittausten lisäksi toimeksiantoon sisältyivät aineiston käsittely sekä tulosten esittäminen ja raportointi. Avainsanat Geofysiikka, reikämittaus, ominaisvastus, gammasäteily, indusoitu polarisaatio (lp), tiheys, suskeptiivisuus, kaliiperi, akustinen mittaus
ABSTRACT GEOPHYSICAL BOREHOLE LOGGING IN OLKILUOTO, EURAJOKI 2002, THE BOREHOLE OLKR5 EXTENDED PART The Finnish power cernpanies Teollisuuden Voima Oyj and F ortum Oyj prepare for final disposal of spent nuclear fuel into the Finnish bedrock. The related research and development tasks are carried out by Posiva Oy. The detailed bedrock investigations were carried out until 2000 at four sites, Remuvaara in Kuhmo, Kivetty in Äänekoski, Olkiluoto in Eurajoki and Hästholmen in Loviisa. Olkiluoto site was selected for the final disposal site on 200. The aim of the detailed investigation phases is to increase the knowledge of the bedrock on the areas and to complement the investigations made earlier. As a part of the detailed investigations Astrock Oy carried out geophysical borehole logging in Olkiluoto (Eurajoki) during summer 2002. This report describes the logging at Olkiluoto site the borehole OLKR5 extended part, data processing and the results. The commission included geophysical borehole logging. Logging were carried out using the following methods: fluid resistivity fluid temperature short normal and Iong normal resistivity single pointresistance induced polarization (lp), Wenner configuration magnetic susceptibility natural gamma gammagammadensity caliper and sonic full wave form logging ( dual spacing) In addition to the logging the commission included data presentation and reporting. Keywords: Geophysics, borehole logging, reststlvtty, induced polarization (lp), gamma radiation, density, susceptibility, caliper, fluid.
SISÄLLYSLUETTELO TIIVISTEL MÄ ABSTRACT. YLEISTÄ... 2 2. MITTAUSMENETELMÄT JA LAITTEET... 3 3. AINEISTON KÄSITTELY... 6 5. YHTEENVETO... LIITTEET... 3
2. YLEISTÄ Suomalaisten ydinvoimayhtiöiden (Teollisuuden Voima Oyj ja Fortum Oyj) ydinjätehuollossa varaudutaan käytetyn uraanipolttoaineen loppusijoitukseen Suomessa. Olennaisen osan tähän liittyvistä tutkimuksista muodostavat sijoituspaikkatutkimukset, joita on tehty 980 ja 990luvuilla. Tutkimuksista on huolehtinut 996 alkaen Posiva Oy. Kenttätutkimusvaihe ajoittui alustavissa paikkatutkimuksissa vuosille 987 992. Tarkennettu paikkatutkimusvaihe ajoittui vuosille 993 2000. Vuonna 200 Eurajoen Olkiluoto valittiin lopulliseksi sijoituspaikaksi. Astrock Oy suoritti geofysikaalisia reikämittauksia Eurajoen Olkiluodon kairanreiässä OLKR5 jatkoosassa. Kenttätyöt tehtiin alkukesällä 2002. Tässä raportissa on kuvattu työhön liittyvät kenttätyöt, aineiston käsittely ja tulokset. Toimeksiannon vastuuhenkilönä toimi Dl Arto Julkunen. Kenttätyöt ja tuloskäsittelyn tekivät Dl Arto Julkunen, Leena Kallio ja Dl Pertti Hassinen.
3 2. MITTAUSMENETELMÄT JA LAITTEET Kenttätyöt käsittivät geofysikaaliset reikämittaukset kairanreiän OLKR5 jatkoosassa. Käytetyt menetelmät ja reikäsyvyydet ilmenevät taulukosta. Rekisteröintipisteväli oli pääsääntöisesti 0 cm. Akustinen mittaus rekisteröitiin 5 cm:n pistevälillä, kaliiperi cm:n pistevälillä, suskeptiivisuus ja tiheys mitattiin 2 cm:n pistevälillä. Kaikkiaan tehtiin seuraavat mittaukset: kalliopohjaveden ominaisvastus kalliopohjaveden lämpötila sähköinen ominaisvastus lyhytnormaalijätjestelmällä sähköinen ominaisvastus pitkänormaalijärjestelmällä sähköinen maadoitusvastus yksipistejärjestelmällä indusoitu polarisaatio (IP) magneettinen suskeptiivisuus luonnon gammasäteily radiometrinen tiheysmittaus gammagammamenetelmällä kairanreiän halkaisija (kaliiperi) sekä akustinen koko aaltomuodon mittaus kahta lähetinvastaanotinväliä käyttäen. Mittaukset toteutettiin kaikilla suunnitelluilla reikäosuuksilla (taulukko ). Mittauksessa käytettiin noin 000 m mittaista kevlarvahvisteista polyuretaanipäällysteistä kaapelia, jonka vetolujuus on noin 250 kg. Mittauskaluston rakenne on seuraavanlainen (kuva ): Cablewtnch Prabe2 Kuva. Wellmac/Llmittauslaitteiston rakenne.
4 Taulukko. Mittausmenetelmät ja syvyysvälit (m). Menetelmä Reikä OLKR5 Kalliopohjaveden ominaisvastus 2059. Kalliopohjaveden lämpötila 2059.2 Ominaisvastus (LN) 2058. Ominaisvastus (SN) 2057.5 Maadoitusvastus 2057.3 lndusoitu polarisaatio (lp) 2057.6 Magneettinen suskeptiivisuus 2056.86 Luonnon gammasäteily 2055.8 Gammagammatiheys 2059.04 Kaliiperi 2058.5 Akustinen mittaus 2057.65 Tietokone toimii tiedonkeruuyksikkönä Mittauksen aikana on mahdollista seurata kuvaruudulla mittauksesta syntyvää raakatulostetta. Tietokone on kytketty sarjaliitännällä liitäntäyksikköön (Wellmac!LI), jossa on virtalähde ja tietoliikenneyksikkö. LI on taas kytketty kaapelikelan välityksellä anturijärjestelmään. Reikäanturissa on ylimpänä tietoliikenneosa, jonka alapuolelle voidaan kiinnittää muita antureita Yhdellä kertaa voidaan periaatteessa mitata 6 menetelmää, mutta joillakin menetelmillä (kuten sähköiset mittaukset) on fyysisiä rajoituksia, esim tiett)jen anturien on oltava alimpana. Tämän vuoksi kaikki ajateltavissa olevat anturiyhdistelmät eivät ole mahdollisia. Ominaisvastusmittauksessa käytetty anturi koostuu kahdesta osasta: mittariosa sekä elektrodiosa Mittaus tapahtuu pulssiohjatulla periaatteella.yhtä rekisteröintiä kohden laite tekee aina vähintään kokonaisen jakson pituisen mittauksen, johon sisältyy positiivinen ja negatiivinen pulssi. Näin eliminoidaan luonnon potentiaalin sekä metallielektrodien polarisaation mahdollisesti aiheuttamat häiriöt. Virta voi olla suurimmillaan 50 ma. Varsinaisesti tällainen laite ei tarvitse kalibrointia, mutta mukana seuraavalla vastusyhdistelmällä voidaan tarvittaessa tarkistaa, onko laitteisto kunnossa Perinteinen gammaanturi ja tiheysanturi (gammagamma) käyttävät keskenään samanlaista detektoriosaa, jossa on Nalkide (" x.5") ja valomonistinputki. Yhdistelmä on laajalti käytetty. Gammagammamittauksessa käytettiin säteilylähteenä Cs3 7 lähdettä jonka nimellisaktiivisuus on 3 mci. Gammaanturi on kalibroitu Ruotsissa tehtaalla Tiheysanturi on kalibroitu Posiva Oy:n ja eräiden mineraalitutkimusreikien kairausnäytteistä mitatulla aineistolla välille, (vesi) 2,5 3,2 g/cm 3. Suskeptiivisuusanturin kalibrointi tehtiin käyttäen hyväksi aiempien kairasydänmäärityksien lisäksi myös muutamia uusta kairasydännäytteistä tehty.jä suskeptiivisuusmäärityksiä (taulukko 2). Veden lämpötilan mittauksessa käytettiin Pt 000elementtiä. Lämpötila kalibroitiin tarkkuuslämpömittarin (lukematarkkuus 0,05 C) avulla välillä 6 20 C. Veden
5 ominaisvastus mitattiin samalla anturikokonaisuudella lämpötilan kanssa. Muoviputken sisällä olevan veden ominaisvastuksen mittaus tehtiin Wennerkonfiguraation tapaisesti järjestetyillä rengaselektrodeilla Kalibrointi tehtiin vertaamalla tuloksia standardiliuoksena kalibroidun johtavuusmittarin näyttämään. Kaliiperimittaus (reiän halkaisijan määritys) tehtiin anturilla, jonka kolme jousikuorman varassa avautuvaa mittavartta oli kytketty yhteen. Mittavarsista käytettiin vain yhtä. Anturin resoluutio on noin 0,050,20 mm ja riippuu varsien asennosta Varsien päissä olevien metallipalojen kuluminen aiheuttaa kalibroinnin muuttumista enimmillään 0.3 mm/000m... J kaapcliliirin yl.äelektroniik:k.a U!hil.ä.he'Cin asa.anot:in ( alaelekniikka Kuva 4. Akustisen anturin rakenne. Akustisessa mittauksessa käytettiin ELGin valmistama KAS243anturia. Laitteessa on kaksi lähetintä ja yksi vastaanotin. Kokoaaltomuodon rekisteröinti tehtiin kahdella eri lähetinvastaanotinetäisyydellä ( ja,5 m, kuva 3). Akustisen lähteen keskitaajuus on 20 khz. Rekisteröinnit on tallennettu erillisellä, PCtietokoneeseen liitetyllä yksiköllä. Rekisteröintien resoluutio on 2 bittiä ja näytteenoton tarkkuus 0.00 ms. Anturin tarkemmat ominaisuudet ja mitat on esitetty liitteessä 5. Mittausnopeus säädettiin jokaisessa mittauksessa riittävän hitaaksi korkealaatuisen lopputuloksen saavuttamiseksi. Tämä nopeus valittiin laatutestien ja aikaisemman kokemuksen pohjalta sekä perustuen mittausnopeuden vaikutuksen testaukseen 0 cm:n pistevälillä tehtyjen gamma ja gammagamma tulosten osalta (Julkunen 994, Okko et al. 994 ). Mittausnopeus arvo sekunnissa on todettu sopivaksi kompromissiksi mittauslaadun ja nopeuden välillä.
6 3. AINEISTON KÄSITTELY Mittaustulokset tarkastettiin alustavasti tukikohdassa päivittäin ja varmuuskopioitiin. Myöhemmin tehty tuloskäsittely käsitti tarpeellisten kalibrointien ja korjausten tekemisen, sekä tulosten puhtaaksipiirron ja tallennuksen tilaajan käyttämään luovutusformaattiin. Mittaustulokset on luovutettu tiedostoina tilaajan käyttöön. Tulokset on esitetty menetelmien 6 osalta liitteessä 2 profiilikuvien koosteina. Olkiluodon alueen erikoispiirteenä ovat olleet voimakkaat sähköiset häiriöt, jota ei ole voitu poistaa kokonaan 50 Hz notchsuodattimella (Julkunen et al. 996). Reiän OL KR5 jatkoosan mittauksissa häiriö aiheutti laskostumisen kautta veden sähkönjohtavuusmittaukseen hieman pohjan yläpuolella vaikeasti eliminoitavan häiriöilmiön. Ilmiö toistui samassa vyöhykkeessä myös toistetussa mittauksessa. Häiriön vaikutusta vähennettiin mm. mittaamalla ylitiheällä pistevälillä Aiemman kokemuksen perusteella häiriö on voimakkaasti paikkariippuvainen, eikä ole ollut kaikissa rei'issä yhtä häiritsevä. (Julkunen et al. 996). Joinakin ajankohtina häiriöt olivat niin suuria, että haittasivat muitakin mittauksia. Mittaustulosten kalibroinneissa käytettiin hyväksi petrofysiikan näytteitä. Näytteet valittiin syvyyskorjattujen mittaustulosten perusteella 0 cm tarkkuudella Näytteet analysoi GTK:n petrofysiikan laboratorio. Tulokset (Taulukko 2) käytettiin tiheys ja suskeptiivisuusarvojen kalibroinniksi mahdollisimman laajalta arvoalueelta, kiinnittäen erityistä huomiota myös matalan suskeptiivisuuden arvoihin jotka ovat indikatiivisia eri granitoidien välillä. Taulukko 2. Petrofysiikan näytetiedot MGN=kiillegneissi, PG = graniittipegmatiitti, TONGN = tonaliittigneissi Reikä Syvyys Näyte Tiheys Suske Remanenssi Muuta numero (kg/m3) tiivisuus J(mAim) (usi) MGN (KORKEA KR5 23.223.9 2896 22700 20840 SUSKIS) MGN (KESKIM. KR5 23.3023.37 2 2856 9020 9520 SUSKIS) KR5 3.43.22 3J 2782 40 20 MGN PG, L YIJYHOHDE? KR5 330.65330.72 4J 300 60 20 HGVI KR5 369.62369.70 5J 2726 270 0 TONGN KR5 400.37400.42 6J 2623 0 0 PG KR5 454.92455.00 7J 2722 300 40 MGN KR5 485.02485.2 8J 2592 0 20 PG KR5 495.00495.08 9J 282 370 0 MGN KR5 499.88499. 95 0J 2633 20 0 PG S uskentiivisuusmittauksen lämpökäynti korjattiin tietokoneavusteisesti, mutta lopputulos tarkastettiin käsin käyttäen kairasydännäytteistä teht)jä suskeptiivisuusmäärityksiä S uskeptivisuusmittauksessa tiheällä pistevälillä oli
7 havaittavissa arvojen leikkautumista joissakin kohdissa reikää. Tarkistusmittauksissa piirre toistui reiässä samoilla alueilla Tässä työssä tiheysmittaukset kalibroitiin petrofysiikan perusteella käyttämällä kairasydännäytteistä tehtyjä, laboratoriossa määritettyjä tiheysarvoja (Taulukko 2). Näytekohdat valittiin yhteistyössä tilaajan kanssa. Määritykset suoritti Geologian tutkimuskeskus (GTK). Gammagammamittauksesta poistettiin ennen kalibrointia luonnongammasäteilyn osuus. Kaliiperianturi kalibroitiin ennen ja jälkeen mittauksen kalibrointirenkailla ja työntömitalla Veden ominaisvastusmittauksen tulokset redusoitiin vastaamaan lämpötilaa +25 oc lineaarisen muunnoksen avulla (Poikonen 983). P2soc = (0.48 + 0.02 *To)* PTo (3.). missä P2soc on veden ominaisvastus lämpötilassa T = 25 oc sekä To ja p To ovat veden mitatut ominaisvastus ja lämpötila. Kallion ominaisvastustuloksille tehtiin reikäveden ominaisvastukseen ja reikägeometriaan perustuva korjaus. Korjaukseen sovellettiin tarkoitusta varten saatavilla olevaa nomogrammia (Poikonen 983, Vaittinen 988). Akustisen mittauksen tuloskäsittelyssä on tulkittu profiileina P ja Saaltonopeudet eri lähetin vastaanotin etäisyyksille sekä eri aaltomuotojen vaimennukset. Lisäksi kokoaaltomuoto on esitetty aaltoesityksenä (liite 3). P ja Saallon poimintatapa oli puoliautomaattinen. Paalto on poimittu ensimmäisestä nousevasta käyrän osasta. Saalto on vastaavasti poimittu ensimmäisestä maksimista, missä Saalto erottuu. Molemmissa tapauksissa on aloitettu käsin poiminnalla ja jatkettu automaattisella rutiinilla, joka siirt)y käsinpoimintaan, kun poimittu aika poikkeaa liikaa edellisestä. Data on ennen tulkintaa suodatettu 50 khz alipäästösuodattimella Suodatuksella ei ollut vaikutusta itse mittaussignaaliin. Poimintatarkkuus on noin ±25 m/s yhden metrin lähetinvastaanotin välillä. Saapumisaikojen erotuksesta (dt) lasketun nopeuden tarkkuus on huonompi, noin ± 00 m/s. Kallion rikkonaisissa kohdissa tarkkuus huononee, koska aaltojen tarkan saapumisajan havaitseminen vaikeutuu. P ja Saaltojen amplitudien vaimeneminen on laskettu integroimalla dataa ensimmäisen aallon saapumishetkestä alkaen,5 aallonpituuden verran ja muuntamalla kahden lähetinvastaanotinvälin tulosten suhde suhteeksi db/m. Putkiaaltojen vaimeneminen on laskettu integroimalla valittujen aikaikkunoiden (t) yli ( m lähetin vastaanotinväli t = 700 500 f..s ja,5 m väli t = 800 600 f.!s) ja muuntamalla energioiden suhde yksiköiksi db/m. Putkiaallon vaimenemista voidaan pitää tulkinnan kannalta parhaana edellisistä vaihtoehdoista (Okko & Hassinen 992). Amplitudien a ja a2 eron muuntaminen yksiköiksi db/m on laskettu seuraavasti: amp=40*log(a2/a) (3.2) Muille mittauksille ei tehty mittaustulosten arvoihin vaikuttavia korjauksia
8 Reikäsyvyys tarkistettiin ja korjattiin seuraavasti: geologisen runeston avulla tutkittiin, mikä on ominaisvastusanturin syvyyskorjaus. Muut mittaukset sidottiin ominaisvastusmittaukseen käyttäen hyväksi gammasidontaa. Lopputuloksena mittaussyvyysarvot ovat keskenään noin ± 0 cm:n tarkkuudella oikein. S)'V)Yskorjauskertoimet olivat enintään 0,2 % (kaliiperi), mutta yleensä huomattavasti alle promillen. Kaliiperimittauksessa käsiteltiin erikseen rakojen kaapelivenymään aiheuttamat paikalliset poikkeamat. Akustiselle mittauksen käsittelyvaiheessa oli käytettävissä tiheysaineisto, johon tulosten syvyysarvot sidottiin. Näin ollen erillisenä tehdyn akustisen mittauksen S)'V)Ystarkkuus on lähes yhtä hyvä kuin muidenkin menetelmien ja tulokset ovat melko tarkasti vastaaviita syvyyksiltä kuin muidenkin menetelmien.
9 4. ARVIO TULOSTEN TARKKUUDESTA JA VIRHELÄHTEISTÄ Tulosten tarkkuus voidaan jakaa kahteen osaan: matkan mittaustarkkuus sekä itse fysikaalisen parametrin mittaustarkkuus. Reikäsyvyyden mittaustarkkuus ntppuu matkapisteen, paikannuksen ja mittauskaluston erotuskyvystä ja tarkkuudesta. Matkapisteen erotuskyky eli pienin matkapyörän sykäys on yksi cm Paikannustarkkuus on reiän alussa suunnilleen sama kuin erotuskyky, mutta lopussa se riippuu matkamittauksen kalibroinnista ja korjauksesta Mittauksen tyypillinen sywstarkkuus on reiän yläosassa noin 0 cm ja reiän (500 m) pohjallakin noin 0,7,0 m. Korjatun syvyyden absoluuttisen tarkkuuden arvioidaan olevan parempi kuin 40 cm, mikäli matkareferenssinä olevat geologiset matkatiedot ovat olleet oikein valittuja. Akustisen tuloksen osalta erot voivat paikoin olla suurempia koska gammatuloksia ei ole mitattu samalla reikäänlaskulla Eri mittaukset on sidottu totstmsa kunkin menetelmän kanssa yhdessä tehdyn gammamittauksen avulla ± 0 cm tarkkuudella menetelmien 6 osalta. Akusrisen mittauksen sywstieto on sidottu muihin menetelmiin ja kairausnäytteen syvyyteen käyttämällä samaa kelaa ja kaapelia sekä matkamerkkejä ja vertaamalla mittausprofiilia tiheysmittaustulokseen. Fysikaalisten parametrien arvioidut lopulliset tarkkuudet on koottu taulukkoon 2.
0 Taulukko 3. Mittausparametrien kalibroidut ja muunnetut suureet, lukematarkkuudet ja arvio lopullisesta absoluuttisesta tarkkuudesta. Menetelmä Suure Lukema lopullinen Tarkkuus tarkkuus Kalliopohjaveden ominaisvastus Ohmm Ohmm 5 Ohmm Kalliopohjaveden lämpötila oc 0,0 oc 0, SN/LNominaisvastus Ohmm Ohmm 5 Ohmm Maadoitusvastus Ohm Ohm 2 Ohmm Magneettinen suskeptiivisuus E5SI 0,5 Sl 5 Sl Luonnon gammasäteily R/h c/s 5/h Gammagammatiheys g/cm 3 c/s 0,0 g/cm 3 Kaliiperi mm 0,05 mm 0.5mm Paallon nopeus, dt m/s ±0,00s ±00 m/s Paallon nopeus, t ja t2 m/s ±0,00s ±25 m/s Paallon vaimeneminen db/m 2 bittiä 50 db/m Saallon nopeus, dt m/s ±0,00s ±00 m/s Saallon nopeus, t ja t2 m/s ±0,00s ±25 m/s Saallon vaimeneminen db/m 2 bittiä 50 db/m Putkiaallon vaimeneminen db/m 2 bittiä 5 0 db/m Kenttätyövaiheessa tehtiin laadun varmistamiseksi tarkistusmittauksia.
5. YHTEENVETO Toimeksianto sujui suunnitelmien mukaisesti ja laajuisena. Olkiluodon tutkimuskohde on vaativa häiriöiden sekä suolavedestä ja vaihtelevan eristeisestä ja sähköä johtavasta kallioperästä koostuvan yhdistelmän vuoksi. Tämän vuoksi Astrock Oy varautui tulosten tarkasteluihin jo työn edetessä kentällä Aineiston laatu on hyvä ja vastaa asetettuja vaatimuksia. Mittausten laatua varmistettiin mm. osittaisilla mittausten toistolla sekä alustavalla tulosten tarkastelulla jo mittausten aikana. Mittausten kuluessa aineistoa esikäsiteltiin ja tulostettiin luonnoksiksi jo tukikohdassa kenttätyön kestäessä Siten mm. kairanreiän kunnon ja kallioolosuhteiden arvioita varten voitiin luovuttaa tilaajan pyytämää luonnosaineistoa muiden urakoitsijoiden käyttöön jo ennen tulosten raportointia. Myös tulkitsijoiden käyttöön luovutettiin aineistoa tarpeen mukaan ennen aineiston lopullista luovutusta.
2 VIITTEET: Julkune A. 994, Mittaus VTI:n testireiässä heinäkuussa 994. Työraportti VTI:lle, Astrock Oy 994 Julkunen, A., Kallio, L., Hassinen, P. 995. Geofysikaaliset reikämittaukset Eurajoen Olkiluodossa 995, kairanreiät KR2, KR3, KR4, KR6, KR7 ja KR8. Astrock Oy. Helsinki, Teollisuuden Voima Oy, Työraportti PATU957, 6 s. Julkunen, A., Kallio, L., Hassinen, P. 996. Geofysikaaliset reikämittaukset Eurajoen Olkiluodossa 996, kairanreikä KR9. Astrock Oy. Helsinki, Posiva Oy, Työraportti P ATU 9643, s. Okko, 0. Hassinen, P. 992. Akustinen luotaus kallion rakennetutkimuksissa, VTT Julkaisuja 762, 69 s. Okko, 0., Hassinen, P., Front K. 994, VTT test borehole for bedrock investigations, VTI Research Notes 538, ESPOO, 3s. Poikonen, A., 983. Suitability of certain borehole geophysical methods for structural and hydrogeological studies of finnish bedrock in connection with disposal of nuclear waste, Helsinki, Voimayhtiöiden Y dijätetoimikunta, Report YJT 8306. 59s. V aittinen, T., 988. Kallioreikätutkimusten tulosten käsittely, ja tulkintaohjelma LOG. Espoo, Valtion teknillinen tutkimuskeskus, Tiedotteita 922, 9 s.
3 LIITTEET.Mitattujen reikien sijainti tutkimusalueena 2.0LKR5, Mittaustulokset (Menetelmät 8) 3.0LKR5, Mittaustulokset (Sonic) 4.Kuvaus Wellmacmittalaitteesta 5.Kuvaus akustisesta mittalaitteesta 4 5 7 25 28
Liite, s.l4 MITATTUJEN REIKIEN SIJAINTI TUTKIMUSALUEELLA Loc:atlon ofthe boreholes KRKR20 Coorclnltt Syot...,: Finnish Coonllnate Syst. zone (ProjoKtlon: G_...VUI'f 28.8.2002 slo & Rlekkola Oy.IHM, KF LEGEND: lf: Core Driled Borehole Remarl<s The honzontal projeclions ol!he boreholes KR9 and KR20 unconfirmed
Olkiluoto OLKR 5 Liite 2, s. 5 Single Point Resistance [ohm] Short Normal Resistivity [ohmm] Long Normal Resistivity [ohmm] Fluid Resistivity [ohmm] Temperature [C] Susceptibility [0 6 Sl] Density [kg/m 3 ] Caliper [mm] Natural Gamma [R/h) 20 220 0 2 0 3 0 4 0 2 0 3 0 4 0 5 0 2 0 3 0 4 0 5 0 0 6 8 0 2 0 0 0 2 0 3 0 4 HJ6oo 28oo 3ooo 320076.o 76.5 77.0 77.5 78.o o 20 40 60 80 00 Z»DI 20 220 240 260 280 I 3oo.c. ä. Cl) 0 240 260 280 300 0 CD "C :::r 320 340 360 380 400 40 0 2 0 3 0 4 0 2 0 3 0 4 0 5 0 2 0 3 0 4 0 5 0 f f f f f f..... t_l 0 6 8 0 2 0 o 0 0 2 0 3 0 4 esoo 28oo 3ooo 32oo6.o 76.5.0 77.5 78.o o 20 40 6o 8o oo 320 ]: 340 360 380 400 40 Single Point Resistance [ohm] Short Normal Resistivity [ohmm] Long Normal Resistivity [ohmm] Fluid Resistivity [ohmm] Temperature [C] Susceptibility [ 0 6 Sl] Density [kg/m 3 ] Caliper [mm] Natural Gamma [R/h]
Olkiluoto OLKR5 Liite 2, s. 6 Single Point Resistance [ohm] Short Normal Resistivity [ohmm] Long Normal Resistivity [ohmm] Fluid Resistivity [ohmm] Temperature [C] Susceptibility [ 0 6 Sl] Density [kg/m 3 ] Caliper [mm] Natural Gamma [R/h] 400 420 440 0 2 0 3 0 4 0 2 0 3 0 4 0 5 0 2 0 3 0 4 0 5 0 0 6 :. 8 0 2 0 0 0 2 0 3 0 4 ta6oo 28oo 3ooo 320076.0 76.5 77.0 77.5 78.0 o 20 40 60 80 00 400 420 440 460 480 I..c. +' 5} 500 0 460 480 0 500 :T 3... 520 520 540 560 r t t r r 540 560 580 600 0 2 0 3 0 4 0 2 0 3 0 4 0 5 0 2 0 3 0 4 0 5 0 r t r r 0 6 8 0 600 2 0 o 0 0 2 0 3 0 4 esoo 2800 3000 320076.0 76.5 77.0 77.5 78.0 0 20 40 60 80 00 580 Single Point Resistance [ohm] Short Normal Resistivity [ohmm] Long Normal Resistivity [ohmm] Fluid Resistivity [ohmm] Temperature [C] Susceptibility [0 6 Sl] Density [kg/m 3 ] Caliper [mm] Natural Gamma [R/h]
Liite 3, s. 7 Eurajoki, Olkiluoto, KR 5 0 CD "'0 =r 200 20 220 230 240 250 260 270 280 290 300 3 30 320 330 340 350 360 370 380 390 400 Pwave velocity t, km/s 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 )&,.,. _,..J r ) } < K t> p.. o::::;: ( lr Pwave velocity t2, km/s 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6, ""Jo ) f }... ). f { <..c }? K Ii ;:L. <; { ( 4 ll' Pwave velocity dt, km/s 3 3. 5 4 4.5 5 5. 5 6 : i!... :0 _,..!lp' Fi Ii ' r...... =.. :!... F'! a:.. '""""... >.:..:::;:;:: E>... i ;E
Liite 3, s. 8 0 CD "'0.+ ::r 3 400 40 420 430 440 450 460 470 480 490 500 50 520 530 540 550 560 570 580 590 600 Eurajoki, Olkiluoto, KR 5 Pwave velocity t, km/s 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 ::..c; == ;II )... > ;... ""'<, ik.'i <""...c::::::::::>... c ) ( < l\_ r,/ Pwave velocity t2, km/s 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6, }J "..., c:> ; { 'y J ) { <; Pwave velocity dt, km/s 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6
Liite 3, s. 9 Eurajoki, Olkiluoto, KR 5 Swave velocity t, km/s. 5 2 2. 5 3 3.5 4 Swave velocity t2, km/s. 5 2 2. 5 3 3. 5 4 Swave velocity dt, km/s.5 2 2.5 3 3.5 4 0 CD "'0 =r 3 200 20 220 230 240 250 260 270 280 290 300 30 320 330 340 350 360 370 380 390 400.., t r ) =l ) l l?.. ; >... ij; \,J..,.....,._ f= > f \ f '? >... $ \ ); ] J \ l.: fiillll r;... r:;l r: " "=.,... 2 l.:ii t ''#.;;;;...:!"" s... """":l.,j '> 'i t' l
Liite 3, s. 20 Eurajoki, Olkiluoto, KR 5 0 CD "'0 =r 3 400 40 420 430 440 450 460 470 480 490 500 50 520 530 540 550 560 570 580 590 600 Swave velocity t, km/s.5 2 2. 5 3 3.5 4 } { } < )( f ( {. (! Swave velocity t2, km/s. 5 2 2. 5 3 3. 5 4 } { l l ( f. j... 7 r J Swave velocity dt, km/s.5 2 2.5 3 3.5 4 : F }J.... 'J...::: ':!!".. i"!!!f: F "?..: r... l
Liite 3, s. 2 Eurajoki, Olkiluoto, KR 5 Pwave att., db/m 80 60 40 20 0 20 Swave att., d 8/m 80 60 40 20 0 20 Tube wave att., db/m 80 60 40 20 0 20 0 CD '"0 3 200 20 220 230 240 250 260 270 280 290 300 30 320 330 340 350 360 370 380 390 400 f' _;......,. = : fl ij ':3... :: t :::... :!".........!!"...:::;!!..._!!!" f........ l!: ;;: ;... ' :;...!r!.;; i re r :;;; t... ""l f t...:!ii,.... t f" r..... R,..... [......;:.::! F t :::::&.. oil2' :::: t... ""'!! :::;;;; t t" t J t... "! "" F fo.: F:.. F".. j.... F F..
Liite 3, s. 22 Eurajoki, Olkiluoto, KR 5 Pwave att., d 8/m 80 60 40 20 0 20 Swave att., d 8/m 80 60 40 20 0 20 Tube wave att., d8/m 80 60 40 20 0 20 0 CD,... ""0 ':::T 3 400 40 420 430 440 450 460 470 480 490 500 50 520 530 540 550 560 570 580 590 f ; r, r,..._.. ;. t: r=" :...!!::::. = ;..... ;::... ;: t J = l... j :3 :; r... r """"! j ==...... r 4 J.. t 600
Liite 3, s. 23 Eurajoki, Olkiluoto. Borehole KR 5. Sonic waveform T/R.0 m, t(ms) T/R.5 m, t(ms) 0 0.5.5 2 0 0.5.5 2 2oo fl j J j j JL L l_''_l l j l_i'l J j J 250 E..c... a. CD 0 300 350 400
Liite 3, s. 24 Eurajoki, Olkiluoto. Borehole KR 5. Sonic waveform 400 0 T/R.0 m, t(ms) T/R.5 m, t(ms) 0.5.5 2 0 0.5.5 llllll 400 2 E..c... c. (]) 0 450 450 500 500
Liite 4, s. 25 WELLMAC Logging System General The versatile, lightweight WELLMAC logging system is designed primarily for slimhole logging. Easily portable, the WELLMAC provides extraordinary flexibility. Probe suites containing up toseven probes can be assembled as desired, minimizing the number of runs needed and reducing field operation times. Computing power has been put into the borehole by incorporating processors into every probe, and access provided via an efficiently designed serial communication link. Since each probe in the WELLMAC system is a standalone unit, probes can be combined virtually without restriction. System upgrading is very simple: Just add the new probe to the suite. There are no surface modules to worry about. The system can operate on mains power, a vehicle battery, or on the optionai battery pack. Low power consumption allows the portable battery pack to provide sample capacity for a full day's work. Measured data can be stored on hard or floppy disks in the surface unit for subsequent processing and plotting/printing. An optionai RAM disk is available for tropical humidity and where faster processing is required. Moreover, data can be printed out in realtime on site on a printer connected to the surface unit. The watertight surface unit is designed especially for usein inclement weather. The WELLMAC system is extraordinarily easy to learn and operate, even for personnel unfamiliar with borehole logging. WELLMAC/Li As a lightweight alternative to the surface unit, MALA GeoScience presented the WELLMAC/Li logging interface unit. Together with a normal PCcompatible laptop, the system is not as rugged, but it is smaller, lighter and a more flexible system than the normal WELLMAC surface unit. WELLMAC/LI is the complete logging interface between your laptop computer and the WELLMAC digital probes.wellmac /LI operates with 2V OC for maximum flexibility. Sealed in a climate proof case, the unit provides you with allweather operation with almost the same benefits and features of the standard WELLMAC surface unit. The WELLMAC/LI unit supplies all the power needed downhole. The modem probe located uppermost in the probe suite supplies all sequential probes with necessary power. Software Since all tables created concerning data acquisition and processing comprises ASCll files, they can be modified as needed with your own word processor or text editor. All data files include an introductory block of borehole information that identifies the borehole, characterizes it briefly, and describes the types of measurement and processing used. As measurement proceeds, data can be displayed either numerically or as continuously updated log curves (waterfall display). You can toggle between the numerical and graphical display quickly and easily. Moreover, any industrystandard, dotmatrix printer can be connected to the surface unit to plot curves and process data in real time right on site. Generally speaking, plots are formatted according to API standards. Drum, winch, cable and cablehead Several handcranked and motordriven winches are available for use with the WELLMAC system or as standalone units. The cable on the handcranked winch is reinforced with Kevlar fibres that give it the strength needed to support probe suites containing up to seven probes. The 5conductor polyurethanesheated cable is 5 mm in diameter and has a breaking strength of 220kg For the motordriven winch there is also a 3/6" diameter, steelarmored cable available. Breaking strength is 500kg, and it is about three times heavier than polyurethanesheathed cable. Two types of cableheads are available, one for polyurethanesheathed cable and one for steelarmored cable. Custom designed cableheads for userspecified cables are also available on request. The cablehead goes down the hole and connects to the controller probe via a flushthread joint (same type of joint as that used between the probes ). WELLMAC winches are available for 500 or OOOm cable. Winches for up to 2000m are available by special order.
Liite 4, s. 26 Depth Measuring Wheel The measuring wheel, which also serves as a pulley, has a meter circumference and can be mounted on either a tripod or the borehole casing. Its' odometer has a 7d.igit readout mounted next to the wheel, and the wheel is equipped with a cable guide and rubberlined cable groove. A tripod, a casing adapter, and an electrically heated wheel for cold climates are available as accessories. If a handcranked drum is used, a separate measuring wheel must be ordered. Motor driven winches have a builtin measuring device. Probes Probes available for the WELLMAC system are: Natural Gamma Density Neutronneutron (porosity) 3arm Caliper Resistivity (SN, LN, Lat.,SPR, SP) Fluid Res.ffemp. IP (Dipoldipol+res.) Temperature Flowmeter Susceptibility Induction ph Water Sampler All WELLMAC system probes are made of stainless steel and connected via flushthread joints. The entire probe suite, including the controller probe and cablehead at the top and terminator plug at the bottom, have smooth, projection free surfaces that minimize risk ofjamming (important when used in core drilled holes). Each probe has its own onboard microprocessor where data can be stored until it's time to send it up to the surface unit. Except for the programs they contain, the microprocessors in the probes are identical, thus easing both servicing and fault tracing. Many other internal modules are interchangeable among the different probes. Up to seven probes can be assembled to form a probe suite, and they can be joined in almost any desired combination and sequence (resistivity or temperature probes must be at the bottom ofthe suite). Since this reduces the number of logging runs needed, field operation costs are lowered substantially. The WELLMAC solves the waterpenetration problem that plagues many conventional probe suites. The borehole system has unique watertight bulkheads mounted at the ends of each probe to include the controller probe. Furthermore, each probe has a liquid alarm that notifies the operator to switch off the power and raise the suite in the unlikely event of leakage. Controller Probe Using a separate, downthehole controller probe for communication and power conversion eliminates the need to duplicate such circuitry in each probe. Result: A compact, lightweight system that consumes less power and allows more probe modules to be added as work proceeds. The controller probe is located between the cablehead on the signal cable and the uppermost probe in the suite. Its' modem serves all of the probes, and a matching modem is mounted in the surface unit. The modems support highspeed, fullduplex communication using the frequency shift technique. Natural Gamma probe The Natural Gamma probe measures the natural gamma radiation (hence the name) in the borehole. "xl. 5" Iong Nalcrystals are used as detectors. Total natural gamma raditation from potassium, uranium and thorium are measured. The variation in the concentration of these elements normally correspond to lithological changes in the rock. Density probe The density probe is able to determine the density of the rock by exposing it to a radioactive source and then measuring the reflected radioation. The probe is used for lithological determinations and examination of the variation of porosity and fractures. The density probe module is delivered with a Cs37 source radioactivity source, a lead container for transport and storage, and tools. Other parts available include calibration blocks, a weak radioactive source for testing and a spare part kit.
Liite 4, s. 27 Susceptibility probe The susceptibility probe is used to determine the magnetic susceptiblity (magnetizability) of the bedrock surrounding the borehole. Every type of rock has its own characteristic magnetic content. Therefore, the susceptiblity probe is an excellent tool for lithological determination. Temperature probe The temperature probe measures the temperature at equidistant stations in the borehole. Accurate temperature reveals waterbearing fractures. Caliper probe The caliper probe measures the diameter variations of the borehole. The Caliper arms can he closed and opened from the surface unit. The data obtained is primarily used for calibration of other logs, to compute borehole volume, to detect fractures and caveins.
Liite 5, s. 28 KAS:!4J un taipuisa akustincn luotain.. inssa un kaksi aaltnlahdl tla TI:Kf\ISET ()\U"AISl.JtJDEl \:tapcliliit in Ylcista Halkaisija Pituus Toimintalämpötila Paineen kesto Virran tarve 43mm 3 300 mm 090 cc 20Mpa SOmAJOY yläelektroniikka Lähetin Tyyppi MUrä Keskilaajuus Signaalientoisto Lähetinten väli Pietzokeraaminen 2 20kHz 0/s SOOmm kaukolähetin Vastaanotin Tyyppi Määrä Etäisyydet lähettimistä Pietzokeraaminen 000 ja 500 mm lähilähetin Kaapeli min. 3 johdinta max2500m vastaanotin alaelektroniikka
;# ";"""".... ',... '....r '6...,,.... : ' ') =' ',, /' 7
r
...!',,... it. ;.. 'J : ' ',...,... ii ' "".. '"'... 4 : ";
r '.., fl,...,_....._.. ;....'"P..,, ' ".
...., w,tt Jt:!!...,"
'... ' r ': to c.l.. ' :=. i J).,_...... ' '" ':"' 7 l
., t.... (.... '..... '
..,....,., r...o;;' li:fo. 4. :,,..... " : : "'; 'd!l # 4 '. (...
<'\ '
.,..
' '.,.. ;.;. '!.. ' l l..,..., ',.,,.... ' :
OLKR 5 2.6.2002 j Lf5J.ao OLKR &' 2.6.2002