книги из ГПНТБ / Боревский Б.В. Методика определения параметров водоносных горизонтов по данным откачек

a za

2,0 is

•5 lg t/rz

6 5_

расстояния. По этой форме графика можно заключить, что фак­ тором аномальности в данном случае может быть только граница неоднородности пласта по водоотдаче, от которой (границы) произ­ водился отсчет приведенного расстояния.

Таким образом, содержание и последовательность обработки опытных данных способом комбинированного прослеживания в огра­ ниченных пластах заключается в следующем:

2)построение комбинированных графиков по лучам характерных направлений;

3)обоснование представительных участков комбинированных графиков в соответствии с критерием т ^ г =5 0,3Z и расчет пара­ метров.

Сравнение трех способов обработки опытной информации, трех модификаций метода Джейкоба, обнаруживает существенное преиму­ щество способа площадного прослеживания перед двумя остальными. Это преимущество заключается в том, что способ площадного про­ слеживания достаточно представительно обеспечивает больший охват области возмущения (т ^ г ^ 0,А51); меньше зависит от характера возмущения; представляет возможность контроля по форме и взаим­ ному положению графиков без привлечения дополнительных ана­ литических критериев; обеспечивает максимальную степень сверты­ вания информации. В связи с этим естественно возникает вопрос: если способ площадного прослеживания достаточно объективен, почему бы не предпочесть его всем остальным, отказавшись от по­ следних? Очевидно, это нецелесообразно по следующим причинам. Графики площадного прослеживания могут быть также аномальными по ряду причин. Объективные результаты при площадном просле­ живании могут быть получены только по некоторой совокупности точек. Но если точка временного графика •— это результат одного замера, точка на площадном графике представляет одну наблюда­ тельную скважину, т. е. цена одной точки при этих двух способах несопоставима. Таким образом, увеличение количества точек на площадном графике ведет к нежелательному удорожанию опыта.

Вследствие сложности природных условий и приближенности их математических моделей интерпретация опытной информации является достаточно сложной, требующей многостороннего контроля достоверности расчетных параметров. Одним из наиболее эффектив­ ных способов является контроль проверкой стабильности параметров по способам обработки. Для этого, как минимум, необходима обра­ ботка двумя способами — временным и площадным прослеживанием изменения уровня. Практическое совпадение величин, рассчитанных разными способами, является доказательством их достоверности, а систематические расхождения определяют направления для даль­ нейшего поиска.

действие всех предыдущих факторов плюс действие границы при вто­ ром возмущении. Если построить график временного прослеживания для групповой откачки (на последней ступени) S •— lg tn p , то форма его ничем не отличается от формы временного графика при одиноч­ ном возмущении (возмущающая скв. 205, участок I и I I I ) . Но в по­ следнем случае начальный участок временнного графика предста­ вляет действительный параметр km = 358 м2 /сутки, а в первом •— кажущийся, заключающий «наследство» границы от первого возму­ щения km — 630 м2 /сутки. Ошибка квалификации для анализируе­ мой наблюдательной скв. 213 составит 75%.

В случаях, подобных описанному, действительный коэффициент водопроводимости можно определить способом площадного просле­ живания приведенного понижения. Как видно на рис. 23, площадные графики при одиночном и групповом возмущении параллельны, и рассчитанные по ним коэффициенты водопроводимости практически равны. При этом могут возникать ошибки в коэффициентах пьезспроводности за счет превышения моментов площадного прослежива­ ния за временные ограничения. Описанная ошибка квалификации возникает тогда, когда аномалия приходится на момент времени до включения очередной возмущающей скважины. Поскольку время начала влияния границ пласта трудно предвидеть заранее, то прак­ тически такая ошибка весьма вероятна. Следовательно, скачкообраз­ ный характер возмущения при опробовании ограниченных пластов

расхождения, следует принимать результаты временного прослежи­ вания первого возмущения и коэффициент водопроводимости по пло­ щадному прослеживанию как по одиночной, так и по групповой части опыта.

Определенной спецификой отличаются закономерности восстано­ вления уровня в ограниченных пластах. Определение основных параметров прослеживанием восстановления уровня обычно произ­ водится методом Хорнера, который, строго говоря, применим к усло­ виям неограниченного водоносного пласта. Этот метод заключается в прослеживании остаточного понижения после остановки откачки. Остаточное понижение представляется, как разность между экстра­ полируемым понижением откачки на время, превышающее продол­ жительность откачки, и повышением уровня от гипотетического на­ лива. По существу метод заключается в поиске истинного уровня отсчета повышений аналитическим путем, или в учете «наследства» откачки. В ограниченных пластах, когда имеет место аномалия за­ кономерности понижения, определяемый введением сложного вре-

мени — j — уровень отсчета повышений не является истинным. Для

получения истинного уровня отсчета необходимо экстраполировать конечный участок закономерности понижения, что не всегда воз­ можно. Игнорирование факта «наследства» границ при временном прослеживании приводит к ошибкам, знак и величина которых за-

висят от природы действующих границ и относительного местополо­ жения наблюдательных скважин. При положительных факторах аномальности будут иметь место ошибки в сторону занижения коэф­ фициента водопроводимости, при отрицательных (действие непро­ ницаемых и слабопроницаемых) — в сторону завышения. Механизм ошибки за счет неучета «наследства» границ можно иллюстрировать рис. 24, на котором аналитическая экстраполяция понижения за­ меняется более наглядной графической. Фактором положительной аномальности является здесь граница неоднородности по водоотдаче.

20

15

/

10

Р и с . 24. Схема к определению параметров прослеживанием восстановления уровня в ограниченном пласте:

1 — нормальный график S = / (Т -f t); 2 — аномальный график S = / (Г + t)

Условия участка ясны из рис. 17. Как видно, отсчет повышений от графика, экстраполируемого от начального участка закономерности понижения, а не от аномального участка, дает увеличение крутизны временного графика прослеживания и занижение коэффициента водо­ проводимости на 9%.

Величина ошибки коэффициента водопроводимости, определяе­ мого методом Хорнера, при положительных факторах аномальности (при прочих равных условиях) возрастает по мере увеличения сте­ пени аномальности. Если положительная аномалия приводит к ста­ билизации, обработку восстановления следует производить методом Джейкоба с использованием повышений уровня. Величина ошибки при действии отрицательных факторов аномальности также возра­ стает с увеличением степени аномальности. Количественный анализ ошибки при действии непроницаемой границы, выполненный А. В . Ивановым в зависимости от длительности и местоположения

возмущения и наблюдательных скважин, показывает, что эта ошибка

Таким образом, на основании приведенных рассуждений можно заключить, что с точки зрения интерпретируемости опытная инфор­ мация, получаемая на стадии понижения и восстановления при опро­ бовании ограниченных пластов, не является равноценной. Вместе с тем необходимо отметить, что практически во многих реальных случаях различия между параметрами, определяемыми при просле­ живании понижения и восстановления, как правило, не превышают ошибок первичной обработки (25%). Это обстоятельство, несмотря на очевидную сложность интерпретации опытных данных, получае­ мых при восстановлении, не позволяет отказываться от использова­ ния этих данных.

Суммируя все сказанное относительно обработки опытной инфор­ мации в условиях аномальности, связанной с ограниченностью водо­ носных пластов в плане, мы приходим к следующим выводам.

1. Для обработки опытных данных при опробовании ограничен­ ных напорных пластов можно пользоваться методом Джейкоба при следующих ограничениях: а) для способа временного и комбинирован­ ного прослеживания используются наблюдательные скважины, рас­ положенные в радиусе не более 0,31 от возмущающей скважины; б) для способа площадного прослеживания используются наблюда­ тельные скважины в радиусе не более 0,451. При данных ограниче­ ниях погрешность в определении коэффициента водопроводимости за счет игнорирования влияния границ пласта не превышает 10%.

2. В связи с тем что опытная информация, получаемая на ста­ диях понижения и восстановления, в вышеуказанных условиях не является равноценной, основной для определения расчетных пара­ метров в ограниченных пластах считается информация, получаемая на стадии понижения.

В реальных условиях закономерности изменения уровня при от­ качках из безнапорных горизонтов бывают простыми и сложными. Простые закономерности хорошо согласуются с уравнением Тейса — Джейкоба практически во всем диапазоне времени опыта, за исключе­ нием начального участка в пределах контрольного времени. При простых закономерностях, при отсутствии влияния граничных фак­ торов аномальности графики временного, площадного и комбини­ рованного прослеживания прямолинейны, а определенные по ним гидрогеологические параметры практически совпадают. Интерпре­ тация простых закономерностей производится с помощью вышепере­ численных приемов.

Однако в целом ряде случаев в безнапорных водоносных гори­ зонтах (см. главу 1) происходят деформации графиков изменения уровня во времени в связи с проявлением эффекта Болтона, вы­ званного изменением действующей водоотдачи и, в частности, влия­

упругой водоотдаче, второй (период ложностационарного режима) характеризуется резким замедлением темпа снижения уровней и, наконец, третий отвечает уравнению Тейса — Джейкоба при гра­ витационной водоотдаче. Таким образом, отличие простых законо­ мерностей изменения уровня при откачках от сложных заключается в том, что квазистационарный участок, описываемый уравнением Тейса — Джейкоба, в простых случаях формируется практически во всем диапазоне опыта, а при сложных закономерностях появляется с запаздыванием. Следовательно, имея сложные закономерности, можно говорить о проявлении эффекта Болтона в том смысле, что участок, отвечающий уравнению Тейса и переходящий далее в ква­ зистационарный участок, формируется с видимым запаздыванием. В связи с тем что закономерности изменения уровня при откачках из-за переменности водоотдачи носят сложный характер, для обра­ ботки опытных данных предложен эталонный метод Болтона [154], подробный анализ и усовершенствование которого выполнены в рабо­ тах [138, 156, 152, 160].

Использование этого метода на практике обнаруживает его чрез­ вычайную условность, причем нередки случаи, когда опытным кри­ вым либо вообще не находится эталона, либо при относительно удо­ влетворительном совпадении опытных и эталонных кривых полу­ чаются нереальные величины параметров." Аналогичные суждения имеются и в иностранной литературе [152]. Это обстоятельство заста­ вляет возвратиться к методу Джейкоба, как наиболее простому и надежному в практическом отношении. Для обоснования этого вывода можно привести следующие соображения: во-первых, во мно­ гих случаях при опробовании безнапорных горизонтов эффект Болтона практически не проявляется; во-вторых, при наличии эффекта Болтона участки графика S — Ig t, представительные для обработки методом Джейкоба, наблюдаются в пределах времени,