Қабатты сынама алу және талдау

Кіріспе

Табиғи кездесетін заттың (әдетте) цилиндрлік бөлігі

Өзекті үлгі – табиғи кездесетін заттың (әдетте) цилиндрлік бөлігі. Көптеген өзекті үлгілер шөгінді немесе тау жынысы сияқты заттың ішіне қуыс болат түтікпен – өзекті бұрғы арқылы бұрғылау арқылы алынады. Өзекті үлгі үшін жасалған тесік "өзекті тесік" деп аталады. Әртүрлі ортадан әртүрлі жағдайларда үлгі алу үшін әртүрлі өзекті үлгі жинағыштар бар, және технология дамып келеді. Өзекті үлгі алу процесінде үлгі түтікке көбінесе толыққанды түсіріледі. Зертханада түтікшенің ішінде алынып, қажетті деректер түріне қарай әртүрлі әдістер мен құралдармен тексеріліп, талданады. Өзекті үлгілерді бетон, керамика, кейбір металдар мен қорытпалар, әсіресе жұмсақтары сияқты адам жасаған материалдардың қасиеттерін тексеру үшін де алуға болады. Сондай-ақ, тірі организмдерден, оның ішінде адамнан, әсіресе адам сүйектерінен микроскоптық зерттеулер жүргізіп, ауруларды диагностикалауға көмектесу үшін өзекті үлгілер алуға болады.

Ядролар мен деректерді басқару

Көбінесе назардан тыс қалуымен, өзекті кесу, оны өңдеу және зерттеу процесінде өзектің үлгілері әрқашан белгілі бір дәрежеде зақымдалады. Жарақатты жоймайтын әдістер жиі қолданылады, мысалы, МРТ сканерлеу арқылы түйіршіктерді, тесікті сұйықтықтарды, тесікті кеңістіктерді (порозность) және олардың өзара әрекеттесуін (жетіктіліктің бір бөлігі) сипаттау, бірақ мұндай қымбат нәзіктік 300 км топырақты жолмен серпілгішсіз жүк көлігінде шайқалған өзекте ысырап болады. Өзекті алу жабдығы мен соңғы зертхана (немесе архив) арасындағы өзектерге не болатыны, көбінесе жазбаларды сақтау мен өзекті басқарудың елемейтін бөлігі болып табылады. Өзектің маңызды деректер көзі екені мойндалды және оны тасымалдау мен талдаудың әртүрлі кезеңдерінде зақымданудың алдын алуға көбірек көңіл бөлінуде. Әдеттегі тәсіл – өзектерді толық тоңазыту, сулы азотты қолдану, ол арзан. Кейбір жағдайларда арнайы полимерлер өзектерді зақымданудан сақтау және орындықты/жаздықты сақтау үшін қолданылады. Сонымен қатар, өзек үлгісінің контексімен (өзек үлгісіне айналғанға дейін қайда болғаны) байланысы болмаса, оның көп бөлігін жоғалтады. Ұңғыманы анықтау, сондай-ақ ұңғымадағы өзек үлгісінің орны мен бағыты ("жолы") өте маңызды, тіпті егер ұңғыма ағаш діңінде болса да. Дендрохронологтар әрқашан өз үлгілеріне қабық бетін қосуға тырысады, сондықтан ағаштың ең соңғы өсу күні анық анықталуы мүмкін. Егер бұл деректер өзек үлгілерінен бөлінсе, оларды қайта алу мүмкін емес. Өзекті алу операциясының құны бірнеше валюта бірліктерінен (жұмсақ топырақтан қолмен алынған өзек үшін) он миллион валюта бірліктеріне дейін (көптеген шақырым тереңдіктегі шалғай аймақтағы оффшорлық бұрғылаудан алынған қабырғалық өзектер үшін) өзгеруі мүмкін. Мұндай негізгі деректерді жеткіліксіз жазу екі типті өзектердің де пайдалылығын жойды. Әр түрлі салаларда осы деректерді жазудың әртүрлі жергілікті ережелері бар, сондықтан пайдаланушы өз аймағының ережелерімен танысуы керек. Мысалы, мұнай өнеркәсібінде өзек бағыты әдетте екі бойлық түсті жолақтармен белгіленеді, қызыл жолақ өзек алынып, бетінде белгіленген кезде оң жақта болады. Минералды кен өндіру үшін кесілген өзектердің өздерінің әртүрлі конвенциялары болуы мүмкін. Азаматтық инженерлік немесе топырақ зерттеулерінің өздерінің әртүрлі шарттары болуы мүмкін, өйткені олардың материалдары тұрақты белгілер қоюға жеткілікті емес. Өзек үлгілерін цилиндрлі қаптамада сақтау, ол өзек кесу жабдығының бір бөлігі болып табылады, және зертханада одан әрі өңдеу мен талдаудан бұрын осы "ішкі баррельдерде" тіркеу белгілерін жасау жиі кездеседі. Кейде өзек даладан зертханаға жер астынан шыққан ұзындығы бойынша жеткізіледі; басқа уақытта оны тасымалдау үшін стандартты ұзындыққа (5 м немесе 1 м немесе 3 фут) кесіп, содан кейін зертханада қайта құрастырылады. "Ішкі баррель" жүйелерінің кейбіреулері өзек үлгісінде кері бұрылуы мүмкін, сондықтан зертханада өзек қайта құрастырылғанда, үлгі "қате жолға" шығады. Бұл түсіндіруді қиындатады. Егер бұрғылау орнында қабырға жыныстарынан жасалған петрофизикалық өлшеулер жүргізілсе және бұл өлшеулер өзек ұзындығы бойымен қайталанса, екі дерек жиынтығы өзара байланысты болғанда, өзек үлгісінің белгілі бір бөлігі үшін "жазба тереңдігі" екі өлшеу әдісі арасында әртүрлі екенін табады. Қандай өлшемдер жиынтығына сену керек, содан кейін клиент үшін саясат мәселесі (өндірістік жағдайда) немесе үлкен дау-дамайға айналады (ең жоғары билік жоқ жағдайда). Қандай себеппен болмасын, сәйкессіздіктер бар екенін есепке алу кейінірек дұрыс емес шешімді түзету мүмкіндігін сақтайды; "қате" тереңдік деректерін жою кейін қателікті түзетуді мүмкін емес етеді. Деректер мен өзек үлгілерін сақтау және архивтеу жүйесі осындай пікірлерді сақтауға арналған болуы керек. Егер науқанның өзек үлгілері жарамды болса, оларды "жарнамалау" – үлгілерді екі немесе одан да көп үлгілерге бойлық жағынан кесіп алу – зертханалық өңдеудің ерте кезеңінде, талдау тізбесінің ерте кезеңінде бір үлгілерді өңдеудегі қателерден қорғау үшін мұрағаттауға болады. Өзек бөлшегін 2/3 және 1/3 топтамаларға бөлу кең таралған. Сондай-ақ, бір топтаманы негізгі клиент сақтап қалуы, ал екінші топтаманы үкіметке беруі жиі кездеседі (бірақ олар мұндай сыйға тартуды іздестіру/пайдалану лицензиясының шарты ретінде жиі қояды). "Слаббинг" сонымен қатар профильдің өткізгіштігін...

Although often neglected, core samples always degrade to some degree in the process of cutting the core, handling it, and studying it. Non destructive techniques are increasingly common, e. g., the use of MRI scanning to characterize grains, pore fluids, pore spaces (porosity) and their interactions (constituting part of permeability) but such expensive subtlety is likely wasted on a core that has been shaken on an unsprung lorry for 300 km of dirt road. What happens to cores between the retrieval equipment and the final laboratory (or archive) is an often neglected part of record keeping and core management. Coring has come to be recognized as an important source of data, and more attention and care is being put on preventing damage to the core during various stages of it transportation and analysis. The usual way to do this is to freeze the core completely using liquid nitrogen, which is cheaply sourced. In some cases, special polymers are also used to preserve and seat/cushion the core from damage. Equally, a core sample which cannot be related to its context (where it was before it became a core sample) has lost much of its benefit. The identification of the borehole, and the position and orientation ("way up") of the core in the borehole is critical, even if the borehole is in a tree trunk – dendrochronologists always try to include a bark surface in their samples so that the date of most recent growth of the tree can be unambiguously determined. If these data become separated from core samples, it is generally impossible to regain that data. The cost of a coring operation can vary from a few currency units (for a hand caught core from a soft soil section) to tens of millions of currency units (for sidewall cores from a remote area offshore borehole many kilometres deep). Inadequate recording of such basic data has ruined the utility of both types of core. Different disciplines have different local conventions of recording these data, and the user should familiarize themselves with their area's conventions. For example, in the oil industry, orientation of the core is typically recorded by marking the core with two longitudinal colour streaks, with the red one on the right when the core is being retrieved and marked at surface. Cores cut for mineral mining may have their own, different, conventions. Civil engineering or soil studies may have their own, different, conventions as their materials are often not competent enough to make permanent marks on. It is becoming increasingly common to retain core samples in cylindrical packaging which forms part of the core cutting equipment, and to make the marks of record on these "inner barrels" in the field prior to further processing and analysis in the laboratory. Sometimes core is shipped from the field to the laboratory in as long a length as it comes out of the ground; other times it is cut into standard lengths (5m or 1m or 3 ft) for shipping, then reassembled in the laboratory. Some of the "inner barrel" systems are capable of being reversed on the core sample, so that in the laboratory the sample goes "wrong way up" when the core is reassembled. This can complicate interpretation. If the borehole has petrophysical measurements made of the wall rocks, and these measurements are repeated along the length of the core then the two data sets correlated, one will almost universally find that the depth "of record" for a particular piece of core differs between the two methods of measurement. Which set of measurements to believe then becomes a matter of policy for the client (in an industrial setting) or of great controversy (in a context without an overriding authority). Recording that there are discrepancies, for whatever reason, retains the possibility of correcting an incorrect decision at a later date ; destroying the "incorrect" depth data makes it impossible to correct a mistake later. Any system for retaining and archiving data and core samples needs to be designed so that dissenting opinion like this can be retained. If core samples from a campaign are competent, it is common practice to "slab" them – cut the sample into two or more samples longitudinally – quite early in laboratory processing so that one set of samples can be archived early in the analysis sequence as a protection against errors in processing. "Slabbing" the core into a 2/3 and a 1/3 set is common. It is also common for one set to be retained by the main customer while the second set goes to the government (who often impose a condition for such donation as a condition of exploration/ exploitation licensing). "Slabbing" also has the benefit of preparing a flat, smooth surface for examination and testing of profile permeability, which is very much easier to work with than the typically rough, curved surface of core samples when they're fresh from the coring equipment. Photography of raw and "slabbed" core surfaces is routine, often under both natural and ultra violet light. A unit of length occasionally used in the literature on seabed cores is cmbsf, an abbreviation for centimeters below sea floor.

Іріктеу тарихы

Жердің мантиясын терең бұрғылауға жасалған теңіз тереңдігін зерттеу бағдарламасынан бұрын-ақ ядро алу әдісі қолданылып келген. Теңіз түбінің кең аумағынан ядролар алудың мұхиттық және басқа геологиялық тарихты зерттеудегі маңызы тез арада анық болды. Көптеген ғылыми және ізденіс ұйымдары ядролық сынамаларды алуды қарқынды түрде кеңейтті. Бүгінгі күнге дейін планетамыздың барлық мұхиттарының және көптеген ішкі суларының түбінен жүздеген мыңдаған ядролық үлгілер жиналды. Осы үлгілердің көптегеніне қол жеткізу теңіз және көл геологиялық үлгілерінің каталогы арқылы жеңілдетіледі.

Негізгі үлгілердің ақпараттық мәні

Кор өзегі алу кен орындарын және мұнайды барлау аймақтарын сынамалау әдісі ретінде басталды. Көп ұзамай ол мұхиттарға, көлдерге, мұзға, лайға, топыраққа және ағаштарға қолданыла бастады. Көне ағаштардың өзегі оларды қиратпай, өсу сақиналары туралы мәліметтер береді. Өзектің нәтижелері геологиялық тарих бойында климаттың, түрлердің және шөгінді құрамының өзгеруін көрсетеді. Жер бетіндегі динамикалық процестер көбінесе, әсіресе температура мен жауын-шашын жағынан, түрлі циклдармен өтеді. Өзектің жасын анықтаудың көптеген тәсілдері бар. Жасы анықталғаннан кейін, ол климат пен жер бедерінің өзгеруі туралы құнды ақпарат береді. Мысалы, мұхит түбіндегі, топырақ пен мұздағы өзектік сынамалар Плейстоценнің геологиялық тарихы туралы түсінікті толығымен өзгертіп берді.

Баламалар

Кері айналымды бұрғылау – тау жынысының сынықтары қуыс бұрғы құбығы арқылы үздіксіз шығарылатын және талдау үшін үлгі алуға болатын әдіс. Бұл әдіс өзекті бұрғылауға қарағанда жылдамырақ болуы мүмкін және аз су қолдануы мүмкін, бірақ салыстырмалы түрде жақсы сақталған материалдан тұратын өзектің өзіндігінен алынбайды, сондықтан тастың құрылымы туралы талдау нәтижесінен аз мәлімет алуға болады. Егер сынықтарды шығару үшін тамырылған ауа қолданылса, үлгі ластанбайды, дер кезінде қолжетімді болады және әдістің қоршаған ортаға тигізетін әсері төмен болады.