Определение фильтрационных параметров водоносных горизонтов по данным опытно-фильтрационных работ. Лекция № 11

Содержание

Слайд 2

Типовые расчётные схемы Неограниченный пласт Полуограниченный пласт с границей первого рода

Типовые расчётные схемы
Неограниченный пласт
Полуограниченный пласт с границей первого рода
Полуограниченный пласт с

границей второго рода
Пласт квадрант с однородными границами второго рода
Пласт квадрант с однородными границами первого рода
Пласт квадрант с разнородными границами
Пласт-полоса с однородными границами второго рода
Не рассматривались на лекции:
Пласт-полоса с однородными границами первого рода
Пласт-полоса с разнородными границами

Содержание лекции № 10

Слайд 3

Для оценки фильтрационных параметров используют две группы методов: • лабораторные • полевые Опытно-фильтрационные работы

Для оценки фильтрационных параметров используют две группы методов:
• лабораторные
• полевые

Опытно-фильтрационные

работы
Слайд 4

Лабораторные методы построены на исследовании образцов горной в условии искусственных фильтрационных


Лабораторные методы построены на исследовании образцов горной в условии искусственных

фильтрационных потоков
Достоинства:
возможность многократного повторения опыта при разных гидравлических уклонах;
статистическая обработка опытных данных с отбраковкой случайных отклонений;
возможность исследования анизотропии фильтрационных свойств.
Недостатки:
фильтрационные параметры характеризуют свойства водовмещающих пород в точке (не характеризуют массив)

Опытно-фильтрационные работы

Слайд 5

Опытно-фильтрационные работы

Опытно-фильтрационные работы

Слайд 6

Полевые методы построены на исследовании возмущения напорного поля в водоносном горизонте


Полевые методы построены на исследовании возмущения напорного поля в водоносном

горизонте под влиянием работы горных выработок (скважин)
Достоинства:
возможность охарактеризовать фильтрационные параметры на большой площади водоносного горизонта в пределах депрессионной воронки;
возможность количественной оценки граничных условий водоносного горизонта.
Недостатки:
высокая стоимость;
значительные трудозатраты;
длительность проведения опытных работ;
чувствительность к условиям проведения опытных работ.

Опытно-фильтрационные работы

Слайд 7

Полевые методы определения фильтрационных параметров: Откачки Нагнетания Наливы Выпуски Для скважин, колодцев и шурфов Опытно-фильтрационные работы

Полевые методы определения фильтрационных параметров:
Откачки
Нагнетания
Наливы
Выпуски
Для скважин, колодцев и шурфов

Опытно-фильтрационные работы

Слайд 8

Опытно-фильтрационные работы

Опытно-фильтрационные работы

Слайд 9

Опытно-фильтрационные работы

Опытно-фильтрационные работы

Слайд 10

Наибольшей популярностью пользуются откачки из скважин: по длительности опыта Прокачки (подготовка

Наибольшей популярностью пользуются откачки из скважин:
по длительности опыта
Прокачки (подготовка скважины к

откачке)
Пробные (предварительная оценка фильтрационных свойств и качества подземных вод для сравнительной оценки разных участков)
Опытные (основной вид гидрогеологических работ)
Опытно-эксплуатационные (на стадии эксплуатационной разведки в сложных гидрогеологических условиях)
по наличию наблюдательных скважин
Одиночные (устанавливают зависимость дебита от понижения)
Кустовые (основной вид опытных работ для определения гидрогеологических параметров)

Опытно-фильтрационные работы

Слайд 11

К фильтрационным параметрам относятся: Коэффициент фильтрации Коэффициент водопроводимости Коэффициент пьезопроводности Коэффициент

К фильтрационным параметрам относятся:
Коэффициент фильтрации
Коэффициент водопроводимости
Коэффициент пьезопроводности
Коэффициент уровнепроводности
Упругая водоотдача
Гравитационная водоотдача

Опытно-фильтрационные работы

Слайд 12

В основе определения фильтрационных параметров лежит решение уравнений водопритока к скважинам

В основе определения фильтрационных параметров лежит решение уравнений водопритока к скважинам

относительно переменных, характеризующих свойства водовмещающих пород (обратная задача).

Опытно-фильтрационные работы

Слайд 13

Нестационарный (неустановившийся) уравнение Тейса: Квазистационарный (квазиустановившийся) уравнение Тейса-Джейкоба: Стационарный (установившийся) уравнение

Нестационарный (неустановившийся)
уравнение Тейса:
Квазистационарный (квазиустановившийся)
уравнение Тейса-Джейкоба:
Стационарный (установившийся)
уравнение Дюпюи:

Уравнения водопритока к скважинам

 

 

 

 

 

Ржимы водопритока

Слайд 14

Метод временного прослеживания уровня Наиболее точно можно определить фильтрационные параметры по

Метод временного прослеживания уровня
Наиболее точно можно определить фильтрационные параметры по данным

длительных кустовых откачек, описываемых уравнением Тейса-Джейкоба:

Опытно-фильтрационные работы

 

Слайд 15

Необходимость использования кустовых откачек (с наблюдательными скважинами) связана с тем, что

Необходимость использования кустовых откачек (с наблюдательными скважинами) связана с тем, что

в центральной скважине куста при откачке возникает гидравлический скачок уровня, вызывающий несовпадение уровня в скважине и в водоносном горизонте, и не позволяющий замерить истинную величину понижения.
В наблюдательных скважинах (скважине) отсутствует водоотбор и гидравлический скачок уровня не возникает.

Опытно-фильтрационные работы

Слайд 16

Гидравлический скачок уровня Опытно-фильтрационные работы

Гидравлический скачок уровня

Опытно-фильтрационные работы

Слайд 17

Куст гидрогеологических скважин Опытно-фильтрационные работы

Куст гидрогеологических скважин

Опытно-фильтрационные работы

Слайд 18

Решение одного уравнения с двумя неизвестными невозможно, поэтому для получения решения

Решение одного уравнения с двумя неизвестными невозможно, поэтому для получения решения

используют дополнительные приёмы обработки.
Графоаналитические методы прямолинейной анаморфозы построены на преобразовании исходных зависимостей к прямолинейному виду и графоаналитическому определению параметров прямолинейных частей графиков, построенных на основе опытных данных:

Опытно-фильтрационные работы

 

Уравнение Тейса-Джейкоба является уравнением прямой линии вида:

Слайд 19

Опытно-фильтрационные работы km – const; a – const; r – const;

Опытно-фильтрационные работы

 

km – const;
a – const;
r – const;
t – независимая переменная;
Q

– const (техническое требование к проведению откачки);

Метод временного прослеживания уровня
Уравнение Тейса-Джейкоба:

Слайд 20

Уравнение Тейса-Джейкоба (уравнение прямой линии) Опытно-фильтрационные работы

Уравнение Тейса-Джейкоба
(уравнение прямой линии)

Опытно-фильтрационные работы

Слайд 21

Уравнение Тейса-Джейкоба (квазистационарный режим водопритока к скважине) Опытно-фильтрационные работы 1 2

Уравнение Тейса-Джейкоба
(квазистационарный режим водопритока к скважине)

Опытно-фильтрационные работы

1

2

 

Слайд 22

Уравнение Тейса-Джейкоба (квазистационарный режим водопритока к скважине) Опытно-фильтрационные работы

Уравнение Тейса-Джейкоба
(квазистационарный режим водопритока к скважине)

Опытно-фильтрационные работы

Слайд 23

Индикаторный график временного прослеживания уровня (обработка проводится в зоне II) S

Индикаторный график временного прослеживания уровня
(обработка проводится в зоне II)

S

Ln t

I

II

III

Режимы притока:

I нестационарный; II квазистационарный; III взаимодействие с границей второго рода

Опытно-фильтрационные работы

Слайд 24

Автоматизация обработки откачек Порядок полуавтоматической обработки данных длительных кустовых откачек по

Автоматизация обработки откачек

Порядок полуавтоматической обработки данных длительных кустовых откачек по методу

временного прослеживания уровня
1. Создать электронную базу данных наблюдений за снижением уровня во время откачки.
2. Создать интерактивный индикаторный график откачки, который может показывать по запросу ход опыта для каждой наблюдательной скважины, замеры уровней по которой имеются в базе данных.
3. Создать в поле интерактивного графика откачки управляемую прямую, положением которой можно управлять на экране ПЭВМ.
4. Связать параметры управляемой прямой с фильтрационными параметрами водоносного горизонта.
Слайд 25

Автоматизация обработки откачек Зонирование рабочего листа Параметры управляемой прямой Интерактивный индикаторный

Автоматизация обработки откачек

Зонирование рабочего листа

Параметры управляемой прямой

Интерактивный индикаторный график

Фильтрационные параметры

Таблица данных

для вывода текущего графика откачки

База данных по наблюдательным скважинам

Слайд 26

Автоматизация обработки откачек База данных по наблюдательным скважинам «POLE_1»

Автоматизация обработки откачек

База данных по наблюдательным скважинам «POLE_1»

Слайд 27

Автоматизация обработки откачек Инструмент управления базой данных по наблюдательным скважинам

Автоматизация обработки откачек

Инструмент управления базой данных по наблюдательным скважинам

Слайд 28

Автоматизация обработки откачек Настройка текущего графика откачки. Поиск S по значению

Автоматизация обработки откачек

Настройка текущего графика откачки. Поиск S по значению Ln

(T) для выбранной наблюдательной скважины.
Слайд 29

Автоматизация обработки откачек Индикаторный график откачки для выбранной наблюдательной скважины.

Автоматизация обработки откачек

Индикаторный график откачки для выбранной наблюдательной скважины.

Слайд 30

Автоматизация обработки откачек График управляемой прямой.

Автоматизация обработки откачек

График управляемой прямой.

Слайд 31

Автоматизация обработки откачек Элемент управления (полоса прокрутки) координатой Y первой точки управляемой прямой

Автоматизация обработки откачек

Элемент управления (полоса прокрутки) координатой Y первой точки управляемой

прямой
Слайд 32

Автоматизация обработки откачек Элемент управления (полоса прокрутки) координатой X первой точки управляемой прямой

Автоматизация обработки откачек

Элемент управления (полоса прокрутки) координатой X первой точки управляемой

прямой
Слайд 33

Автоматизация обработки откачек Элемент управления (полоса прокрутки) координатой Y второй точки управляемой прямой

Автоматизация обработки откачек

Элемент управления (полоса прокрутки) координатой Y второй точки управляемой

прямой
Слайд 34

Автоматизация обработки откачек Элемент управления (полоса прокрутки) координатой X второй точки управляемой прямой

Автоматизация обработки откачек

Элемент управления (полоса прокрутки) координатой X второй точки управляемой

прямой
Слайд 35

Автоматизация обработки откачек Имена координат конечных точек (1 и 2) управляемой

Автоматизация обработки откачек

Имена координат конечных точек (1 и 2) управляемой прямой

и их значения, установленные полосами прокрутки
Слайд 36

Автоматизация обработки откачек Пример поиска координаты X по её порядковому номеру

Автоматизация обработки откачек

Пример поиска координаты X по её порядковому номеру для

вывода в поле графика управляемой прямой

Диапазон OSI_XY

Вручную

Вручную

Слайд 37

Автоматизация обработки откачек Определение углового коэффициента управляемой прямой

Автоматизация обработки откачек

Определение углового коэффициента управляемой прямой

Слайд 38

Автоматизация обработки откачек Определение отрезка на оси ординат в поле графика управляемой прямой

Автоматизация обработки откачек

Определение отрезка на оси ординат в поле графика управляемой

прямой
Слайд 39

Автоматизация обработки откачек Расчет коэффициента водопроводимости водовмещающих пород

Автоматизация обработки откачек

Расчет коэффициента водопроводимости водовмещающих пород

Слайд 40

Автоматизация обработки откачек Расчет коэффициента пьезопроводности водовмещающих пород

Автоматизация обработки откачек

Расчет коэффициента пьезопроводности водовмещающих пород

Слайд 41

Автоматизация обработки откачек Порядок использования полуавтоматической системы обработки опытно-фильтрационных работ 1.

Автоматизация обработки откачек

Порядок использования полуавтоматической системы обработки опытно-фильтрационных работ
1. Управляя положением

прямой в поле интерактивной диаграммы,
совместить её с репрезентативным участком индикаторного графика откачки и прочитать значения фильтрационных параметров.
2. Перейти к другой наблюдательной скважине из электронной базы данных, выбрав из раскрывающегося списка её номер.
3. Повторить пункты 1-3 до исчерпания списка наблюдательных скважин.
Слайд 42

Обработка результатов восстановления уровня в скважине после откачки (Метод Хорнера) Опытно-фильтрационные работы

Обработка результатов восстановления уровня в скважине после откачки
(Метод Хорнера)

Опытно-фильтрационные работы

Слайд 43

В гидродинамическом отношении процесс восстановления уровня в скважине после откачки эквивалентен

В гидродинамическом отношении процесс восстановления уровня в скважине после откачки эквивалентен

сочетанию двух независимых процессов: нагнетанию на фоне продолжающейся откачки
Восстановление=Откачка+Нагнетание

Опытно-фильтрационные работы

Слайд 44

С учетом обозначений продолжительности периодов откачки и нагнетания, можно получить количественную оценку этих процессов: Опытно-фильтрационные работы

С учетом обозначений продолжительности периодов откачки и нагнетания, можно получить количественную

оценку этих процессов:

Опытно-фильтрационные работы

 

 

Слайд 45

Величина восстановления уровня после откачки Опытно-фильтрационные работы

Величина восстановления уровня после откачки

Опытно-фильтрационные работы

 

Слайд 46

Величина восстановления уровня после откачки Опытно-фильтрационные работы

Величина восстановления уровня после откачки

Опытно-фильтрационные работы

 

 

 

Слайд 47

Уравнение прямой Опытно-фильтрационные работы

Уравнение прямой

Опытно-фильтрационные работы

 

 

Слайд 48

Индикаторный график восстановления уровня Опытно-фильтрационные работы α B = tg α 1 2

Индикаторный график восстановления уровня

Опытно-фильтрационные работы

α

B = tg α

1

2

 

Слайд 49

Расчётные формулы для определения коэффициента водопроводимости. Коэффициент пьезопроводности по данным восстановления

Расчётные формулы для определения коэффициента водопроводимости.
Коэффициент пьезопроводности по данным восстановления

уровня в одиночной скважине, как правило, не определяется

Опытно-фильтрационные работы

Слайд 50

Известно, что при условии t Опытно-фильтрационные работы

Известно, что при условии t<0,1T влиянием «наследства» откачки можно пренебречь и

проводить обработку данных восстановления точно также, как и для понижения уровня

Опытно-фильтрационные работы

Слайд 51

Обработка результатов экспресс-опробований скважин Опытно-фильтрационные работы

Обработка результатов экспресс-опробований скважин

Опытно-фильтрационные работы

Слайд 52

Определение коэффициента фильтрации по скорости восстановления уровня в скважине Скважина оборудуется

Определение коэффициента фильтрации по скорости восстановления уровня в скважине

Скважина оборудуется только

обсадными трубами без фильтра. После понижения уровня путём откачки воды желонкой замеряется понижение S1 – разница между статическим и динамическим уровнями и время замера t1, после чего по мере повышения уровня определяется второе (меньшее) понижение уровня S2 и время второго замера t2.

Формула Замарина:

где:
Кф – коэффициент фильтрации, м/сек или м/сут (в одних сутках 85400 сек);
r – радиус скважины, м;
Δh = S1-S2, м;
t=t1-t2, сек.

Опытно-фильтрационные работы

Слайд 53

Пример обработки экспресс-откачки: Опытно-фильтрационные работы

Пример обработки экспресс-откачки:

Опытно-фильтрационные работы

Слайд 54

Обработка результатов откачек Опытно-фильтрационные работы

Обработка результатов откачек

Опытно-фильтрационные работы

Слайд 55

Опытно-фильтрационные работы

Опытно-фильтрационные работы