Бурение скважин | Технология | Цены | Фото и видео | Техническая литература
    
   

ОБРАБОТКА ДАННЫХ ОПЫТНЫХ КУСТОВЫХ ОТКАЧЕК
 






Техническая литература



Станок для бурения БУР-50:
Бурение скважин
  ОБРАБОТКА ДАННЫХ ОПЫТНЫХ КУСТОВЫХ ОТКАЧЕК

Обработку материалов опытной откачки с постоянным дебитом обычно начинают в полевых условиях с построения графиков изменения уровня подземный вод в опытной и наблюдательной скважинах в координатах S — lg/

1 — пласт-полоса с непроницаемыми границами; 2 — полуограниченный пласт с непроницаемой границей; 3— неограниченный пласт; 4 — двухслойный пласт с двойной пористостью; 5 — полуограииченный пласт с контуром постоянного напора или с перетоком из пласта с постоянным напором

На графике выделяется несколько участков: а) участок I для наблюдательных скважин соответствует начальным моментам откачки, когда еще не достигнут квазистационарный режим. Изменение уровня описывается функцией — Е{(—и), и = г2/(4а/); б) участок II соответствует квазистационарному режиму фильтрации. Темп снижения уровня зависит от свойств пород водоносного горизонта, влияние посторонних факторов (границ в плане, перетекания, неоднородности) еще -не проявляется. При обработке графика можно пользоваться логарифмической зависимостью темпа снижения уровня во времени. В некоторых случаях участок II на графиках может отсутствовать (например, когда перетекание или влияние границ начинают проявляться сразу после начала откачки); в) участок III присутствует в тех случаях, когда график под влиянием ряда факторов может различным образом деформироваться. Характер этого участка графика несет информацию о граничных условиях водоносного горизонта в плане или в разрезе.

Если график прямолинеен и уклон его равен уклону на участке II (см. рис, 28, линия 1), то пласт можно считать однородным и бесконечным (в пределах зоны влияния откачки). Если график прямолинеен, но уклон его ' отличается от уклона на участке II (линия 2), то в пределах зоны влияния откачки имеется граница неоднородности. Линии 2 и 3 соответствуют случаям, когда проявляется влияние одной границы: линия 3— контуру постоянного напора или перетеканию из смежного горизонта с постоянным напором, когда в процессе откачки наступает стабилизация; линия 2, уклон которой в два раза больше уклона графика на участке I, — непроницаемой границе. Промежуточные положения прямолинейных графиков (пунктирные линии) свидетельствуют о влиянии границы пород иной проницаемости: выше линии 1 — худшей проницаемости, ниже линии 1 — более высокой проницаемости. Если оказывают влияние две и более непроницаемые границы, то график имеет вид кривой (см. рис. 28, линия 4). Наконец, кривая 5 отражает влияние таких факторов, как двойная пористость, капиллярная кайма и слоистость толщи. При достаточной длительности откачки на графике может появиться 'прямолинейный участок IV, обычно имеющий уклон, равный уклону графика на участке II. Этот период откачки соответствует ситуации, когда определяются суммарные емкостные свойства всей толщи (либо дополнительное питание постоянной интенсивности). Таким образом, характер графиков изменения уровня во времени в зависимости от цели анализа позволяет выбрать для обработки необходимый участок графика и соответствующую методику расчетов. Способы обработки данных откачек будут существенно различаться в зависимости от длительности опытной откачки, расстояния до наблюдательных скважин и необходимости учета дополнительных факторов, влияющих на ход откачки. На начальной стадии откачки, когда условие r2/4atc0,l не соблюдается и построение графиков зависимости изменения уровня от логарифма времени или логарифма расстояния невозможно, следует использовать метод эталонной кривой или метод подбора.

Метод эталонной кривой был предложен Ч. Тейсом в 1935 г. Он состоит в наложении опытного графика снижения уровня в наблюдательной скважине, построенного в координатах lgS — lgt, на эталонную кривую lg[—Јj(—и)} — lg(l/«), ПО' строенную в том же масштабе. Наложение осуществляется так, чтобы кривые совместились наибольшим числом точек' при сохранении параллельности осей координат. Логарифмирование уравнения (12.1) дает

lg5 = ]g—+lg ,(-«)] (12.4)

при и — г2/Ш, откуда 158

lg_L=lg; + lg_ifJ_. (12.5)

Из формул (12.4) и (12.5) видно, что кривая опытных данных сдвинута по оси ординат по сравнению с эталонной кривой О

Методы определения гидрогеологических параметров с использованием зависимостей (12.8) — (12.10) можно назвать методами временного, площадного и комбинированного прослеживания изменения уровня (рис. 31). Для этого по данным кустовой откачки строятся графики изменения уровня воды во времени, по площади (для нескольких наблюдательных скважин на фиксированные моменты времени) или комбинированные графики в координатах S — lg (t/r2). На графиках временного и площадного прослеживания имеются прямолинейные участки, продолжение которых до оси ординат отсекает на ней отрезки At и Аг (уклоны прямолинейных участков Ct и Сг). Графики в координатах S — lg (t/r2) строятся для нескольких наблюдательных скважин. По прошествии некоторого времени они выходят на общую асимптотическую прямую, а при откачках из трещиноватых пород могут выходить на параллельные асимпто-. тические прямые с уклоном Ск. Продолжение прямолинейного участка графика отсекает на оси ординат отрезок Ак (см. рис. 31, б). По уклонам графиков Ct, Сг и Ск определяют значения водопроводимости пласта, а по значениям At, Ат и Ак и укло-

Необходимыми и достаточными условиями достоверности значений гидрогеологических параметров, определяемых указанными способами, являются: 1) параллельность прямолинейных участков графиков временного прослеживания для разноудаленных от опытной выработки наблюдательных скважин; 2) параллельность прямолинейных участков графиков площадного прослеживания, построенных для разных моментов времени; 3) выход на общую асимптоту или параллельность прямолинейных участков графиков комбинированного прослеживания (для трещиноватых пород).

Метод сложения течений. Учет влияния границ. Для .учета влияния границ фильтрационного потока в плане и взаимодействия скважин, а также обработки данных о .восстановлении уровня после остановки опытной откачки используется принцип сложения течений или суперпозиции. Согласно этому принципу понижение уровня в любой точке пластаравно алгебраической сумме понижений от всех взаимодействующих скважин. При наличии на опытном участке одной прямолинейной границы в плане предполагается, что по другую сторону границы на таком же расстоянии от нее, как и реальная скважина, находится воображаемая скважина (рис. 32). Если граница непроницаема, то считают, что воображаемая скважина эксплуатируется с таким же дебитом, что и реальная. В случае границы с постоянным напором (река, озеро) воображаемая скважина работает как нагнетательная выработка с производительностью, равной дебиту опытной скважины.

Иначе говоря, в случае непроницаемой границы пласта режим снижения уровня в наблюдательных скважинах при опытных откачках будет неустановившимся, а уклон прямолинейного графика 5—lg/ при /к> (2,5р[4]/а) будет вдвое больше, чем в неограниченном пласте. В случае границы с постоянным напором (река, озеро, канал) по прошествии некоторого времени от начала откачки наступает стабилизация уровня, а абсолютная величина его понижения зависит от водопроводи- мости и размещения центральной и наблюдательной скважин относительно границы. Иногда метод учета границ пласта с помощью воображаемых скважин называют методом зеркальных отображений. С использованием метода сложения течений выполняют и обработку данных групповых откачек. Конечное уравнение приводится к виду (12.2), но используется приведенное расстояние от наблюдательной скважины и приведенное время в случаях, когда опытные скважины вступают в работу не одновременно.

Определение гидрогеологических параметров для других видов изменения дебита (линейного, параболического, экспоненциального) здесь не рассматривается, поскольку предполагается, что обеспечение 'постоянства дебита является задачей проектирования и проведения опытных работ. В случае, если изменение дебита по указанным зависимостям все же имело место, обработку данных откачки можно провести, используя решения, приведенные в ряде опубликованных работ 5, 2Ц.