Способ определения геофильтрационных параметров водоносного горизонта или отдельно вскрытого пласта

 

Изобретение относится к гидрогеологии и может быть использовано при поисках и разведке подземных вод. Цель изобретения - повышение точности оценки гёофйльтрационных параметров . Проводят откачку жидкости из одиночной скважины с дебитом 0 г х X V о радиус живого сечения ствола скважинь ; S («кс - максимальная депрессия напора в скважине при откачке. Депрессию напора замеряют на забое скважины. Продолжительность откачки и сопровождающих ее измерений пьезометрического напора устанавливают из условия получения представительной кривой прослеживания пьезометрического напора во времени. По данным замеров дебита и кривой прослеживания пьезометрического напора по выведенным зависимостям g определяют геофильтрационные параметры . Изобретение позволяет определять геофильтрационные параметры пластов по одиночным скважинам с достоверностью кустовых опытно-фильтрационных работ. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Е ?1 В 49 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4210623/22-03 (22) 13.03.87 (46) 30.10.88. Бюл. Ф 40 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии (72) И.M.Ãåðøàíoâè÷ (53) 553.98 (088.8) (56) Гершанович И.M. Гидрогеологические исследования в скважинах методом расходометрии. М,: Недра,1981, с. 128-138, Бочевер Ф.M. и др. Основы гидрогеологических расчетов. M.: Недра, 1969, с. 173. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕОФИЛЬТРАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ ВОДОНОСНОГО ГОРИЗОНТА ИЛИ ОТДЕЛЬНО ВСКРЫТОГО ПЛАСТА (57) Изобретение относится к гидрогеологии и может быть использовано при поисках и разведке подземных вод.

Цель изобретения — повьппение точнос„„SU 1434091 А 1 ти оценки геофильтрационных параметров ° Проводят откачку жидкости из одиночной скважины с дебитом Й с1 Тг х а х - д8»а»,, где r ° — радиус ииаого сечения ствола скважины; Я о „ максимальная депрессия напора в скважине при откачке. Депрессию напора замеряют на забое скважины. Продолжительность откачки и сопровождающих ее измерений пьезометрического напора устанавливают из условия получения представительной кривой прослеживания пьезометрического напора во времени. По данным замеров дебита и кривой прослеживания пьезометрического напора по выведенным зависимостям определяют геофильтрационные параметры. Изобретение позволяет определять геофильтрационные параметры пластов по одиночным скважинам с достоверностью кустовых опытно-фильтрационных работ. 1 табл.

1434091, О,383 S(t )

ro(С,.

Изобретение относится к гидрогеог1огии H может быть использовано при

Поисках и разведке подземных вод9гидромелиоративной съемке,, строитель с-.:-. не гидрорежимной сети скважин. изысканиях под инженерные сооружения, проектировании вертикально-:.o дренажа, геотехнологии и других случаях при-1 енения скважин для вскрытия и оценки геофильтрационных параметров водо1 осных горизонтов или отдельных плас ов.

Цель изобретения — повышение точости определения геофильтряционных араметров водоносного гогизсФТЯ или

1 отдельно вскрытого пласта по резульатам откачки из одиночной скважины а счет исключения погрещностей9свя-+ 1), (2) где Б = S(t) депрессия напора в скважине при откачке; шаг квантования функции S по t, выбираемый произвольно или в соот1,2„..— ветствии с шагом дискретного измерения напоров;

3Б

С;

d1pt;

Б ; — S j-

10t„— 16t1-, ершенством.

Теоретической основой изобретеия является частный случай т Ории ормирования водопритоков в работаюую скважину по ее образующей при на-. ичии всего комплекса гидравлических сопротивлений и различных режимов течения в пределах депрессии.

Способ реализуют следу.ощим образом, В скважине монтируют водоподъемIHoB ОбОрудОВЯние H пьBBОметр9 причем чувствительный орган пьезометря пог-. ружают B скважину на глубину забоя,,измеряют гидростатическнй =:япор9 за1пускают откачку с постоянным дебитом9 предваритель|ло оценивая возможность ! ( существования условия д.!, г q gS„1,„ и производят слежение во времени за изменением пьезометрического напОря

ПО ПОКЯЗЯНИЯМ ПЬЕЗОМЕТРЯ. !роДОЛЖИ-" тельность Откячки «i сопро:лождяющл х ее измерений пь ез Ометриче . к ОГО напор.- аа устанавливают из усло..-;;я получе."

HHR представительной кривой прослеживания пьезометрическотс :-:япоря во где Ц вЂ” дебит откачки;

Б 9 — максимальная депрессия напорла у, ра в скважине при откачке;

ro - радиус живого сечения ствола скважины, равный г„=

r внутренний радиус ствола скважины; г и — радиус пьезометра; д С, — угловой коэффициент прямолинейного представительного участка графика функции

Б = f()g — — ) °

56 - время с момента начала откачки;

r = r (t) — радиус зоны скин-эфВ фекта, Б =. Б (r t) - величина депрессии

1 ) 9

НЯ РЯССТОЯНИИ Гз ОТ СКВЯ жины

Б — начальная ордината графика

jo

Б = f (1p; ----), полученная г времени.

2 „(, 1

Б ° = -=-- Ь(ь

1! (9) янных с ее гидродинами.;вским несоПо данным измерений ".:т.роят график прослеживания депрессии. Б =- .(.t)9 равной разности напоров p,о Откачки и в процессе Откачки (: торыя после квянтовяя по т, и ер ="c. p.,i::.-:;lio Г !з гпафик Б = Г(1р; — -) 9 где Б:

Б 1"(1 g 9t ) H г з =- г ..(:ь :9 )пределяют по формулам:

d S; — приращение функции

Б на интервале

-;- - 1 1 ° о

i11gt „— приращение аргумента lgt на интервале

agt.-- 1pt- 1 .

На графике функции S = f(lg — )

rs выделяют представительный участок, отвечающий области уверенной аппроксимации этой функции уравнением прямой, после чего искомые параметры Т и а определяют по формулам:

30 т =. — -2 — — — °

О 183$ (3)

Cî

О,35, (e) с, 434091 путем экстраполяции ее прямолинейного представительного участка как S, = S npu

1g -- — = 0

r 2 поправочный коэффициент за счет неполного вскрытия мощности пласта.

При этом коэффициент за счет неполного вскрытия мощности пласта определяют по известным номограммам.

Для согласования этих номограмм с данным способом рассматривается

1 m как функция = Г (— —, — — ), где

m г „

rso рассчитывается по формуле

О, S74S 1о

+ 1) (5)

5о ь б ь где m — мощность пласта;

1 — длина фильтра, Достоверность оценки геофильтрационных параметров по предлагаемому способу была проверена экспериментально на физических моделях скважины с фильтром в песчаном пласте. Физическое моделирование в такого рода задачах является наиболее достоверньж, так как от натуры отличается только масштабом явления. Но на таких моделях невозможно воспроизвести неустановившийся режим с соблюдением временного подобия. Поэтому в качестве критерия достоверности принята точность расчета координат точки S (г ), где обеспечивается соот3 ветствие фактических условий притока к скважине фундаментальнои расчетной модели Тейса-Джейкоба, принятой в качестве математического эталона при оценке геофильтрационных параметров по данным кустовой откачки. Для ее расчета из экспериментальных данных были использованы дебит откачки, депрессия напора S(r, ) и С;

const, = 0,183 Ц/T.

В модели воспроизведен пласт мощностью 500 мм с непроницаемой кровлей и подошвой, В плане он имеет круговую форму с контуром постоянного напора. Фильтр устроен на всю толщину пласта. Он изготовлен из стальной трубы внутренним диаметром 81 мм с круглой по квадратной сетке перфорацией, обтянутой сеткой галунного плетения. B скважину и в тело пласта были введены пьезометры для измерения напоров на различном удалении от скважины, Предлагаемый способ реализовали на этой модели путем проведения откачки (выпуска) и измерения, величины образованной депрессии по показаниям нижнего внутреннего и граничного пьезометров. Опыты были проведены с использованием различного заполнителя пласта при вариациях дебита от 0,37 до 1,4 л/с. По значениям напоров в пьеэометрах строились зависимости Я = f(lgr). В прискважинной .области они имели явно выраженный участок проявления нелинейного режима течения, обязанного скин-эффекту. Точка сопряжения прямолинейной и криволинейной частей зависимости S = Z(lpr) в опыте имеет коорди20 наты r> и Н . Критерием достоверности способа является получение значений r с и Н> ро формулам (1) и (2), удовлетворительно совпадающих с опытными.

Результаты этих экспериментов приведены в таблице.

Из таблицы видно, что получены вполне удовлетворительные значения погрешностей.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа заключается в возможности определения геофильтрационных параметров пластов по одиночным скважинам в разнообразных по назначению гидрогеологических исследованиях с достоверностью кустовых опытно-фильтрациониых работ, Формула изобретения

Гпособ определения геофильтрационных параметров водоносного горизонта или отдельно вскрытого пласта, 45 включающий откачку жидкости иэ одиночной скважины с постоянным: деби-, том, замер депрессии напора во времени в процессе откачки и определение геофильтрационных параметров по данным откачки, о т л и ч а ю щ и й50 с я тем, что, с целью повышения точ, ности определения геофильтрационных параметров, депрессию напора замеряют на забое скважины, откачку жидкости производят с дебитом меят Я В„„

55 ь макс р а геофнльтрационные параметры определяют по формулам:

0 183 Я

Т = — - — — --;

Сс

1434091

- Сс3

- — "— — — — - — О 35 °

С» о где Тамакс

Б i1

77 ; — 77 с;, 10

S . = +(3 ) полученt

5 ная путем экстраполяции ее прямолинейного представительного участка как при

Т

3 — —,— = О

25 поправочный коэффициент за счет неполного вскрытия толщины пласта.

Водопроводнмость пласта, Т 10 и /с

При>>>> p ° р

Расчетные ленные Погреаиость> Х

Покавятели,полученные в опыте

Лебит, Лепрес л/с сия,мм

Ц з

Заполнитель модели пласта

>а

1 ) R3 >»» г, мм з. мм

1 Песок, фракции

2-3 мм, трамбовка вибратором

4,7

176 74 179,5 76,9

0,694 0,537 269,3

2 То ке

3 То ве

4 То ке

5 То ие

4,7

lO,2

0)671 0,486 281 170 77 187,3 80,6

0,3

75,5

1 43

143 75,7

0,637 0,41 214,5

204

5,1

-l0,5

-2,2

152 70 136 73,6

166 88 !62,3 82,2

0,567 0,37

0>625 243,5

-6,6

1,04

6 Песок, Фракции

3-5 >ач > свободная укладка

1l 0 92,1 38 -6

22,1 0,714 !6,5 10,6 98

13,5 0,68 21,5 15 l 80,3

5,3 4,8

84,2

14,3

7 То ие

8 Песок, фракция

2-3 мм, свободная укладка

9,2 17,5

82,4

43,7

8,69 1,4 65,5 40

7,06 0,75 43 24

827 196 67

28,7

9 То ке

Б11ц11П11 Заказ 5528/34

Тираж 531 П одни с и (и

Произв; -поли гp . Пр-тис, г . Ужгород, ул . 11р(и: кт11а н > 4 водопроводимость, м /с; пьезопроводность, м /с; максимальная депрессия напора в скважине при откачке, м; — радиус живого сечения ствола скважины,м; где г - внутренний радиус ствола скважины, м;

r„ - радиус пьезометра, м;

Со — угловой коэффициент прямолинейного представительного участка графика функt ции S = f(lg — - -7 е

5 где t — - время с момента начала откачки, с;

Б = Б)(г5,t) — величина депрессии

r5

2 от скважины,м; S = - - S; г = г (t) 178!518 0 90Hbt скин-эфs 3 е фекта, м; rs

0,383 S

r0(- + 1); б

S = S(t) — функция измеренной депрессии напора внутри скважины при откачке, м;

С вЂ” производная функция S no lgt, 1,2,... — шаг квантования функции $ no t, выбираемой произвольно или в соответствии с шагом дискретных измерений напоров;

S 0- начальная ордината функции