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

их конечных участков. Приведенное расстояние г до наблюдатель­ ных скважин по кусту 35 изменяется в пределах 2—0,1, а время появления конечного участка не менее 120 ч. Это позволяет утвер­ ждать, что влияние границы нашло отражение в конечном участке графиков. Причем совпадение параметров по скважинам 47 и 51, расположенным непосредственно у границы, и более удаленным сква­ жинам свидетельствует о том, что квазистационарный режим на­ ступил в условиях влияния непроницаемой границы, т. е. уклоны

Закономерности изменения уровнепроводности по разным сква­ жинам соответствуют влиянию эффекта «двойной пористости» в ин­ тенсивно и неравномерно трещиноватых" пластах (см. рис. 40). При этом величина а по кусту 35 получена с учетом влияния границы, а по кусту 40 — без него. В качестве расчетного может быть принято значение 2,5 • 105 м2 /сутки по той части графика а — f (г), где он становится параллельным оси абсцисс. Полученное значение должно

В трещинных средах, характеризующихся одной системой пустотности или двумя, но с близкими фильтрационными свойствами, расчет параметров в условиях наличия границ производится, как и в обычных пористых пластах.

При анализе опытных закономерностей изменения уровня при откачках из трещиноватых и закарстованных пород важной для обоснования правильной интерпретации опытных данных является величина времени запаздывания т. Практически ее достоверное определение в процессе опыта не представляется возможным. По­ этому определенный интерес имеют ориентировочные значения т. снятые с реальных временных графиков при опробовании трещинных и трещинно-карстовых горизонтов на отдельных участках (табл. 11).

Из табл. 11 следует, что время запаздывания меняется в широких пределах, достигая 300—400 ч. Часто оно практически отсутствует. Отсутствие периода запаздывания, а следовательно, и эффекта «двойной пористости», наблюдается в тех случаях, когда опробуемая среда характеризуется одной системой пустотности или даже двумя, но с близкими значениями проницаемости. Практическое отсутствие времени запаздывания по отношению к принятой пьезопроводности может иметь место и тогда, когда форма графиков отражает эффект «двойной пористости» из-за приближенности расчета пьезопровод­ ности. Следует иметь в виду, что при расчете т таким способом (по разнице между временем выхода графика на асимптоту и кон­ трольным временем) величина его может оказаться завышенной, что связано с возможностью завышения коэффициента пьезопроводности и, следовательно, занижения контрольного времени.

Приведенные в табл. 11 данные свидетельствуют также о том, что получение асимптотических участков графиков в большинстве случаев вполне достижимо за практикуемое время опытных откачек.

3. ВОДОНОСНЫЕ Г О Р И З О Н Т Ы В П О Р О Д А Х С Р Е З К О Н Е Р А В Н О М Е Р Н О Й

ТР Е Щ И Н О В А Т О С Т Ь Ю

Впредыдущих разделах данной главы были рассмотрены условия, когда объемная интенсивность трещиноватости пород [104] отно­ сительно равномерна и достаточно высока, т. е. те случаи, когда трещиноватая порода может рассматриваться как среда, обладающая непрерывными свойствами. В таких условиях предполагалось, что конфигурацией и размерами отдельных трещин можно пренебречь.

Во многих случаях, особенно в пределах древних щитов и мас­ сивов эффузивных, интрузивных и метаморфических пород, важную роль играют отдельные относительно редкие крупные тектонические трещины, открытые разломы, зоны дробления, обладающие весьма высокими фильтрационными свойствами и являющиеся основными проводниками подземных вод. К таким породам приурочены так на­ зываемые трещинно-жильные воды. В этих условиях размерами и конфигурацией отдельных трещин пренебречь нельзя, поскольку фильтрационный поток теряет радиальный характер (см. рис. 30, в).

Однако подход к расчету фильтрации, основанный на конкретном учете конфигурации и степени раскрытия отдельных крупных трещин в большинстве случаев неприменим, поскольку, с одной стороны,

менения настолько сложны, что математические трудности расчета фильтрации в этих условиях становятся трудно преодолимыми.

Влияние крупных трещин достаточно часто четко проявляется при откачках в следующих формах:

1)понижения уровня в двух разноудаленных от опытной и рас­ положенных по одному направлению вдоль трещины (разлома) наблюдательных скважинах весьма близки между собой или даже одинаковы;

2)понижение уровня в дальней скважине больше, чем в ближ­

ней, хотя скважины расположены по одному лучу; 3) в скважинах, расположенных на разных лучах на одном рас­

стоянии от опытной, понижения уровня по абсолютной величине различаются на порядок и более.

Характерные в этом отношении результаты для первых двух случаев наблюдались при откачках из сильно метаморфизованных пород архея в районе г. Щучинск Кокчетавской области (по данным Склярова В . Г . ) . Схемы кустов и опытные закономерности изменения уровня представлены на рис. 42.

Откачка из скважины 44 (Q = 7 л/сек). По одному лучу на рас­ стояниях 25 и 50 м от опытной расположены две наблюдательные скважины 74 и 73. Понижения уровня в них на конец откачки соста­

При обеих откачках были получены близкие значения коэффи­ циента водопроводности по временному прослеживанию. В то же время коэффициенты уровнепроводности значительно отличаются, что связано с резкими различиями в понижениях уровня. Здесь же приведены расчетные понижения на 4-е сутки откачки при коэффици­

депрессии располагается ниже расчетной, а заниженные, наоборот, вблизи скважины, где фактическая кривая депрессии выше расчет­ ной. Это связано с дренирующим влиянием крупных трещин. Дей­ ствительно, расчет коэффициента водопроводимости по формуле Дюпюи дал резко завышенный результат (см. табл. 12). В этом слу­ чае, однако, нарушением радиальности потока можно пренебречь.

При откачке из скважины 44 фактические понижения оказались существенно больше расчетных, что свидетельствует о том, что ос­ новной приток к скважине происходит лишь по нескольким круп­ ным трещинам.

Третий выделенный выше случай, когда нарушение радиальности потока проявляется наиболее характерно, можно иллюстрировать результатами откачки из скважины 215 из трещиноватых эффузив- но-осадочных пород ордовика на Обуховском месторождении под­ земных вод в Кокчетавской области (по данным Б . В. Свиркова).

Один луч расположен вдоль крупной трещины или зоны дробле­ ния, второй — в слабо трещиноватых породах. Дебит скважины 6 л/сек. Понижения уровня соответственно: по скважинам, вскрыв­ шим крупную трещину, 16,61 и 12,35 м; по скважинам, вскрывшим слабо проницаемые породы, 0,61 и 0,30 м. Как видно, разница в по­ нижениях уровня в скважинах, вскрывших малопроницаемые по­ роды и трещину, существенно отлична и составляет соответственно 0,31 и 4,26 м. Это свидетельствует о том, что основное количество воды поступает к скважине по вскрытой трещине. Действительно, если рассчитать величину кт по формуле Дюпюи, то по скважинам, вскрывшим трещину, она оказывается 13 м2 /сутки, а в малопро­ ницаемых блоках 185 м2 /сутки, что полностью противоречит резуль­ татам, полученным при прокачках соответствующих скважин. Если же рассчитать водопроводимость трещинной зоны по скважинам, вскрывшим трещину, рассматривая поток в ней как плоскопарал­ лельный и пренебрегая притоком из слабопроницаемых зон, то с уче­ том двухстороннего притока к дрене при ширине потока (трещины)

Следовательно, в данных условиях нарушением радиальности потока пренебречь нельзя, так как расстояния между трещинами и их размеры достаточно велики и сопоставимы с расстояниями между скважинами.

В других случаях (откачка из скв. 34) расчет по скважинам, попавшим в крупную трещину, может дать резко завышенное зна­ чение водопроводимости, характеризующее по существу проница­ емость трещины. Последняя связана с проницаемостью пласта сле­ дующим соотношением (104):

где К и Ктр — коэффициенты фильтрации пласта и трещины; п — пористость.

Если одна из скважин попала в слабопроницаемый блок, а вторая в трещину, значение водопроводимости будет резко занижено. При вскрытии обеими скважинами слабопроницаемых пород водопроводимость пласта может оказаться существенно завышенной.

Очевидно, что в рассматриваемых условиях определение пара­ метров на основе площадного прослеживания изменения уровней при небольшом числе точек практически невозможно. Однако в ряде случаев можно воспользоваться общим графиком S/Q — l g г (см. главу 3), когда за счет большого числа точек, несмотря на их рассея­ ние, удается провести осредняющую линию.

Если водозаборную скважину и связанные с ней крупные тре­ щины рассматривать как некоторую «обобщенную» каптажную си­ стему типа лучевого водозабора с приведенным радиусом г о п р , то, как и при работе любого водозабора, через определенное время в не­ которой окрестности системы (скважина—трещина) должен наступить квазистационарный режим, после чего темп снижения уровня будет определяться лишь фильтрационными свойствами основного объема пород независимо от распределения и конфигурации крупных трещин. Последние будут определять только абсолютную величину пониже­ ний уровня в водозаборных (опытных) и наблюдательных скважинах.

Здесь как и в обычных трещиноватых пластах, коэффициент водо­ проводимости может быть определен после наступления квазистацио­ нарного режима способом временного прослеживания (или комбини­ рованного). Это хорошо видно на примере откачек из скважин 34 и 44, где водопроводимость, определенная по временным графикам, оказалась практически одинакова.

Поскольку время наступления квазистационарного режима мо­ жет быть достаточно большим наилучшие результаты для определе­ ния коэффициентов водопроводимости в резко неравномерно трещи­ новатых пластах дают данные длительных опытно-эксплуатационных откачек с интенсивным водоотбором. При этом получаются осредненные или эффективные значения коэффициента водопроводимости трещиноватых пород для значительной площади, охваченной ворон­ кой депрессии.

Определение коэффициента пьезопроводности таким путем прак­ тически невозможно (см. табл. 12), так как неизвестны не только приведенный радиус обобщенной каптажной системы, но и расстоя­ ния от наблюдательных скважин до трещин, которые мы рассматри­ ваем как элементы возмущающей системы. Это связано с тем, что абсолютные понижения уровней в наблюдательных скважинах могут существенно отличаться от тех, которые должны были бы иметь место в эквивалентном однородном пласте.

В ряде случаев для расчета работы взаимодействующих скважин можно использовать, подобно тому как это делается в нефтяной

практике, комплексный гидравлический параметр