Способ определения коэффициента фильтрации водоносного пласта
Изобретение относится к гидрогеологии и может быть использовано при разведке месторождений подземных вод в рыхлых породах. Целью изобретения является снижение трудоемкости и ускорение работ Способ предусматривает отбор проб воды и породы из скважин, определение в пробах общей минерализации воды и гранулометрического состава породы. Проводят вертикальные электрические зондирования пб двум ортогональным профилям, пересекающимся в месте заложения скважины, по измеренным параметрам определяют пористость и средневзвешенный диаметр частиц dnp исследуемого пласта на участках проведения электрических зондирований, а коэффициент фильтрации определяют из графика зависимости Кф f(dnp) 2 ил , 2 табл. Ч.К Ј
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
"« 1«o9Я:
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 (21) 4150875/63 (22) 20.11.86 (46) 30.07.92. Бюл. N 28 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии (72) К.М.Тен и Г,Н.Фунтиков (56) Шарапанов Н.Н., Черняк Г.Я. и Барон В,А. Методика геофизических исследований при гидрогеологических сьемках с целью мелиорации земель. М,: Недра, 1974, с.81 — 84,. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ ВОДОНОСНОГО
ПЛАСТА (57) Изобретение относится к гидрогеологии и может быть использовано при разведке
Изобретение относится к гидрогеологии и может быть использовано при разведке месторождений подземных вод в рыхлых породах.
Известен способ определения коэффициента фильтрации водоносного пласта, включающий наземные измерения кажущегося удельного сопротивления пород при проведении вертикальных электрических зондирований, Указанный способ не исключает полностью откачек, является трудоемким и дорогостоящим; поскольку коэффициент фильтрации определяют по эмпирическим зависимостям между ним и кажущимся удельным сопротивлением пород, полученным по результатам проведения вертикального электрического зондирования совместно с кустовыми откачками на части площадки изучаемого участка. Ы„„1751660 А1 (я)л G 01 N 15/08, G 01 V 3/02 месторождений подземных вод в рыхлых породах, Целью изобретения является снижение трудоемкости и ускорение работ, Способ предусматривает отбор проб воды и породы из скважин, определение в пробах общей минерализации воды и гранулометрического состава породы. Проводят вертикальные электрические зондирования пО двум ортогональным профилям, пересекающимся в месте заложения скважины, по измеренным параметрам определяют пористость и средневзвешенный диаметр частиц д,р.исследуемого пласта на участках проведения электрических зондирований, а коэффициент фильтрации определяют из графика зависимости Кф = f(dnp). 2 ил„2 табл.
Цель изобретения — снижение трудоемкости и ускорение работ, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения коэффициента фильтрации водоносного пласта в рыхлых породах на участках равной общей минерализации подземных вод, включающему бурение скважины и проведение вертикальных электрических зондирований (ВЭЗ), в скважине из исследуемого водоносного пласта отбирают пробы воды и породы, определяют в пробах общую минерализацию воды и грануломегрический состав породы, при этом проводят вертикальные электрические зондирования по двум ортогональным профилям, пересекающимся в месте заложения скважины, по измеренным параметрам определяют пористость и средневзвешенный диаметр частиц (dnp.) исследуемого пласта на участках проведения
l.
1751660
ВЭЗ, а коэффициент фильтрации (Кф) определяют из графика зависимости Кф = f(dnp)
На фиг. 1 показан график изменения коэффициента фильтрации Кф в зависимости от приведенного диаметра частиц породы d Способ огсуществляют следующим образом, Hp площадке участка, подлежащей исследованию, намечают точки бурения и наблюдения ВЭЗ, В центре площадки бурят скважину, а на двух ортогональных профилях, пересекающихся в месте заложения скважины, намечают точки для проведения ВЭЗ. В скважине из исследуемого водоносного пласта отбирают пробы грунта и воды, определяют гранулометрический состав породы и общую минерализацию воды. В точках наблюдения ВЭЗ, условно принимаемых за центр, в одну и другую сторону по прямой линии симметрично относительно центра намечают пункты, где устанавливают питающие (А и B) и приемные (М и N) электроды. Расстояние между питающими электродами А и В последовательно увеличивают до предельного, которое в два раза больше глубйны залегания подошвы водоносного пласта, а отношение расстояния между приемными и питающими электродами выдерживают равным или менее 0,1, При этом глубина исследования равна 0,5 расстояния между питающими электродами А и 8. По результатам измерений величины силы тока и разности потенциалов между приемными электродами М и N вычисляют кажущееся удельное сопротивление (p<) по формуле рк=K . (1) где К вЂ” коэффициент установки; hU — разность потенциалов; I — величина силы тока. Затем вычисляют истинное удельное сопротивление породы в 1-том интервале, ограниченном глубиной исследования на Iтом пункте наблюдения по формуле. р —, (2) „ ДВ р н АВ Н Ь hi где рк — значение кажущегося сопротивления породы в i-том пункте наблюдения; Hi и НЬ1 — глубина залегания соответственно нижней и верхней границ I-того интервала; H " = (АВ/2), НЬ1 = (АВ/2)I-1; h<— мощность породы l-того интервала, равная (AB/2) -(AB/2)ьъ После вычисления истинных удельных сопротивлений пород, сопоставив их с "базовым" разрезом в точке бурения, осуществляют корреляцию водо10 Если удельное сопротивление водоносного пласта в какой-нибудь точке наблюдения ВЭЗ отличается от удельного сопротивления пласта, установленного в 20 пункте бурения, то косвенно приведенный диаметр частиц породы (через пористость) определяют по формуле (25 где np — пористость породы водоносного пласта по данным лабораторных определений в "базовой" точке бурения; п — пористость породы I-того водоносного пласта в точке проведения ВЭЗ, d>p — приведенный 30 диаметр частиц, вычисленный по данным лабораторных определений гранулометрического состава породы; dept — приведенный диаметр частиц породы I-того пласта в точке проведения ВЭЗ. Пористость породы водо35 носного пласта в точке проведения ВЭЗ определяют из соотношения n = —, . (5) Pb рп 55 носного пласта по всем точкам наблюдения ВЭЗ. Если удельные сопротивления породы водоносного пласта во всех точках по данным ВЭЗ равны между собой, то гранулометрический состав, который обусловливает пористость, соответственно одинаков для водоносного пласта, залегающего в пределах исследуемой площадки. Приведенный диаметр частиц породы водоносного пласта по данным лабораторных определений вычисляют по формуле напр = АС+ БС+ ДС+,.:., ГС, (3) где А, В, Д..., à — соответственно размеры частиц, мм; С вЂ” содержание частиц в процентах к единичному объему с где се = : рп — удельное сопротнелеM ние породы, Здесь c(t) — температурная постоянная, установленная для водоносного пласта в скважине, M — минерализация. П р и,м е р. Исходные данные для определения коэффициента фильтрации водоносного пласта на опытном участке работ приведены в табл. 1. Первоначально, используя формулу(1), по данным ВЭЗ в точке бурения и других пунктах определяют глубину залегания водоносного пласта, мощность и истинное удельное сопротивление. Первое измеренное значение рк принимается за удельное значение сопротивления первого пласта, т.е. p« " pt. Тогда удельное сопротивление второго пласта равно 1751660 0лнпа 1 Т а Сопела е частнв адннмчн., обь,ане, 2 К, и/сут.. е ч слнтеле по Перетлеть, Пнаметр частнч 2 ло лабор. да»ннм, мн Глубнна аалеганнл водоносного слоя, н Удельное сопротнвленне слоя, Ом 0ЭЭ Точкм скванмм пенность, н данмчн Откачвк, е з а 7енателв по предлочемнОму способу 0,26 !8,2 1ò, × 36,2 34,5-42,3 7,8 0,44 0,5-0,3 0,27 1 Скваннне 0,48 0,15 0,07 0,03 0,3-0,2 0,2-0,1 0,1-0,05 0,05-0,02 18 !!енто 0,36 0,21 34,0-42,2 8,2 33,0-41,7 8,7 45,0 0,42 0,25 38,0 33,5-41,2 7,7 34,3 0,47 0,55-0,35 4 Сквааатма 0,28 0,22 0,35-0,25 0.51 0,25-0,1 0,17 0,1-0,05 0,05 0,05-0,002 0,05 32,5-43,0 10,5 0,24 ! 0,41 39,0 и! Як2 Н2 — pK1 Н1 Н2 Н1 (50 2}-(70 1} 2 — 1 где Н2=(АВ/2)2; Н1=(АВ/2)1 — соответствен- 5 но второе и первое значения AB/2. ЯКЗ НЗ - кОоКЗ НЗ Нз — Нг 40 — 5 — 50 . 2 33,33 О 5 — 2 10 и т.д. Зная удельное сопротивление водоносного пласта в точках бурения и проведения ВЭЗ (графа 5, табл. 1), можем определить пористость (графа 6, табл. 1) 15 по = — =.= — = 044, оь 16 Рп 362 гДЕ Р13 = с t 8 М 0,5 = — = 16,00мм; П}се = = 0 36. йь(16 20 Pnt 45 0 B точке проведения ВЭЗ приведенный диаметр частиц определяют по формуле (4): | dnð (0.35 } (0.26 } по 0,44 . . 25 где dnp вычислен по формуле (3) бпр = АС+ БС+ ВС+ ГС + ДС =: = (0.4)(0,27) + (0,25)(0,48)+(0,15) х х(0,15)+(0,075)(0,07)+(0,035)(0,003) = 0,26. Вычислив dip в точках проведения ВЭЗ 30 (графа 9, табл. 1), по графику dIIp = 1(Кф) определяют коэффициент фильтрации водо- носного пласта (графа 10, табл. 1). А затем вычисляют среднее значение коэффициента фильтрации по совокупности определений, 35 котсрое является наиболее достоверным, т.е. 16,8 м/сут. По данным откачек Кф— =18,2 м/сут. Относительная погрешность ег: определения равна 3 8%, что удовлетворяет потребности производства гидрогеологических работ при разведке месторождений подземных вод. Технико-экономическая эффективность способа приведена в табл. 2, Опытные данные показывают, что объемы бурения и откачек при реализации пред- ложенного способа сокращаются на 30 — 40%. Формула изобретения Способ определения коэффициента фильтрации водоносного пласта в рыхлых породах на участках равной общей минерализации подземных вод, включающий бурение скважины и проведение вертикальных электрических зондирований (ВЭЗ), о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и ускорения работ, в скважине из исследуемого водоносного пласта огбирают пробы воды и породы, определяют в пробах общую минерализацию воды и гранулометрический состав породы, при этом проводят вертикальные электрические зондирования по двум ортогональным профилям, пересекающимся в месте заложения скважины, по измеренным параметрам определяют пористость и средневзвешенный диаметр dI,p частиц исследуемого пласта на участках проведения ВЭЗ, а коэффициент Кф фильтрации определяют по зависимости Кф = f(dnp). 1751660 Прототип Пр казатели 85,4 С(рр 06 <50 7 / " 0 о 100 а скважины, м ество скважин ь бурения, ст. -смен. ть бурения, руб. ть откачек, руб. рудования, подъездов ции скважин, руб. роведе ВЭЗ б 6 295,6 52.8 Таблица 2 Э ) ВЗЗ-4 Составитель К. Тен Редактор А, 4олинич Техред М,Моргентал Корректор И. Муска Заказ 2687 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101
