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

При этом принимается, что объемная интенсивность трещинова­ тости (или водоотдача) остается постоянной независимо от выбран­ ного направления:

экспоненциальная функция может быть заменена логарифмической. Тогда выражение (6.7) при условии трансформации оси х может быть записано в виде:

Выражение (6.10) показывает, что в анизотропном пласте в усло­ виях квазистационарной фильтрации темп снижения уровня не за­ висит от направления и определяется среднегеометрическим значе­ нием коэффициента фильтрации, который можно рассматривать как его эффективную величину:

Величина понижения уровня в анизотропном пласте зависит от положения точки, в которой определяется понижение, по отношению

Таким образом, в пластах с прямолинейной неоднородной ани­ зотропией основные расчетные параметры Кх (Kxh); Ку (Kyh); ах и ау могут быть определены способом Джейкоба с использованием всех трех его модификаций. Расчетные формулы приведены в табл.13.

Для определения параметров с использованием всех модифика­ ций способа Джейкоба необходимо иметь на каждой главной оси анизотропии х и у не менее трех наблюдательных скважин. В про­ тивном случае может быть использован только способ временного прослеживания.

Порядок расчета применительно к условиям записи выражений (6.12) и (6.13) следующий (трансформация оси х): по графикам вре­ менного, площадного или комбинированного прослеживания для

и й„; затем по скважинам, расположенным на оси х, определяется

зотропного пласта Кх, Ку и ах с учетом условия (6.9).

Аналогично могут быть определены параметры при трансформации оси у, сначала У~КхКу, ах (по скважинам на оси х), а затем по скважинам на оси у.

Расчеты параметров могут быть выполнены без учета транс­ формации осей координат в следующем порядке: по скважинам,

Критерии возможности использования метода Джейкоба такие же, как и в обычных изотропных пластах. Дополнительным крите­ рием наступления квазистационарного режима является параллель­ ность временных, площадных и комбинированных графиков по сква­ жинам, расположенным на разных лучах.

Если трещиноватый анизотропный пласт характеризуется «двой­ ной пористостью», то при расчете параметров следует использовать все рекомендации, изложенные в разделе 2.

Критерием необходимости учета анизотропии при обработке результатов опытных откачек являются вытянутость и эллипсовид­ ная форма воронки депрессии с существенным различием длин полуосей эллипса. Однако вопрос о количественной оценке погреш­ ностей, возникающих при игнорировании анизотропии, в общем случае не решен. Поэтому возможная погрешность должна оцени­ ваться в каждом конкретном случае, после чего можно установить необходимость учета анизотропии.

Рассмотрение условий движения подземных вод в трещиноватых и закарстованных породах и анализ результатов опытных работ при их опробовании на различных участках с различным строением и составом водовмещающих пород позволяют сделать следующие выводы.

1. Трещиноватые и закарстованные породы в большинстве слу­ чаев характеризуются двойной природой пустотности, что приводит к изменению эффективной водоотдачи в процессе опытов.

В связи с этим асимптотические участки опытных закономерно­ стей изменения уровня, которые могут быть аппроксимированы уравнением Тейса — Джейкоба, формируются с некоторым запазды­ ванием т по сравнению с обычными зернистыми пластами, так же как это имеет место в безнапорных водоносных горизонтах при эффекте Болтона. Время запаздывания выхода графиков на асимптотический участок изменяется в широких пределах и является величиной практически непрогнозируемой.

2. Выбор расчетных участков временных и комбинированных графиков производится по существу на основе качественного анализа опытных закономерностей изменения уровней в процессе откачек, так как критерий контрольного времени в данных условиях непри­ меним.

3. Наилучшие результаты при диагностировании расчетных участков графиков дает комбинированное прослеживание. Комбини­ рованные графики в зависимости от структуры Трещинной или тре- щинно-карстовой среды и соотношения фильтрационных и емкост­

существу без запаздывания (эффект «двойной пористости» отсутствует

Обработка результатов опытов в первых двух случаях произво­ дится так же как в обычных зернистых средах. При этом резуль­ таты определения параметров по временным (комбинированным)

иплощадным графикам совпадают.

Впоследнем случае расчет по площадным графикам дает завы­ шенные результаты, причем завышение может быть многократным. Такие графики характерны для интенсивно трещиноватых и закарстованных пород.

Параллельность комбинированных графиков может возникать и за счет проявления дополнительного питания, например, на при­ речных участках. В этом случае расчеты по ним дают завышенные

Следовательно, совпадение результатов определения параметров площадным и временным способами является возможным, но не обязательным случаем при обработке результатов опробования трещинных сред.

В таких случаях, как правило, следует при выборе расчетных параметров отдавать предпочтение более низким значениям. Это связано с тем, что влияние всех отмеченных факторов ведет к завы­ шению рассчитанных параметров.

Последний случай является наиболее сложным для интерпрета­ ции, поскольку для него отсутствует способ контроля.

4. В пластах с резко неравномерной трещиноватостью в связи с возможным нарушением радиальности потока коэффициенты водо­ проводимости могут быть получены лишь по временным и комбини­ рованным графикам. Однако время достижения квазистационарного режима может оказаться очень большим. Площадное прослеживание уровня, как правило, неприменимо, лишь в отдельных случаях удается использовать общий график S/Q — lg г. В этих условиях невозможно также определение действительного коэффициента пьезо­ проводности.

5. Определение параметров анизотропных пластов может быть выполнено обычными методами, но с учетом искажения формы потока. Поэтому все графики следует строить раздельно для сква­

участков для анализа степени влияния границ критерий приведен­ ного расстояния (г) может быть использован лишь при небольших значениях т. Факт влияния границ может дополнительно устана­ вливаться по началу появления аномального участка, которое будет зависеть от положения скважины относительно границы, что не наблюдается при влиянии «двойной пористости».

где KQ И К"0 — коэффициенты фильтрации соответственно перекры­ вающих и подстилающих слабопроницаемых слоев;

m.Q и т"0 — мощности слоев.

В главе 1 были рассмотрены закономерности изменения уровней подземных вод в двухслойной толще, когда отсутствуют разделяющие слабопроницаемые слои, и в многослойных толщах, где водоносные горизонты разделены выдержанными слабопроницаемыми слоями. Там же было показано, что в условиях двухслойной толщи влияние перетекания из верхнего горизонта сказывается практически с самого начала откачки. В то же время процессы перетекания в многослойной толще через слабопроницаемые прослои обычно за период опытных работ проявляются в достаточно ограниченных случаях. При этом для изучения процессов взаимодействия водоносных горизонтов требуется проведение специальных опытных работ продолжитель­ ностью до 30—40 суток, а иногда и более.

Объективная сложность получения параметров перетока заста­ вляет очень часто пренебрегать ими при подсчете эксплуатационных запасов и рассматривать пласт как изолированный. В этом случае используются лишь основные параметры опробуемого пласта, кото­ рые можно определять методом Джейкоба. При обработке опытных данных в слоистых толщах методом Джейкоба для изолированных пластов возникает обратная задача — диагностирование начальных участков опытных закономерностей, заключающих ограниченную информацию с пренебрежимо малым влиянием перетока.

Вероятность случаев, когда эффект перетока проявляется в пол­ ной мере или недостаточно, в настоящее время практически непрогно­ зируема. Поэтому вопрос о методах обработки может решаться в за­ висимости от вида конкретных опытных закономерностей изменения уровня. В тех случаях, когда эффект взаимодействия слоев доста­ точен, обработку следует производить на основе строгих решений, учитывающих процессы перетекания.

Кроме перечисленных типов гидрогеологических разрезов (двух­ слойной толщи и многослойной толщи с выдержанными слабопрони­ цаемыми слоями), в практике разведочных работ встречаются слои­ стые толщи, представленные чередованием невыдержанных относи­ тельно маломощных проницаемых и полупроницаемых прослоев.

Все три типа гидрогеологического разреза обусловливают некото­ рые специфические особенности опытных закономерностей изменения уровня. Однако общим для них является наличие одного или двух диапазонов времени, в которые закономерности изменения уровня описываются уравнением Тейса — Джейкоба. Один из этих диапазо­ нов относится к началу возмущения, второй — к более позднему периоду времени. Это обстоятельство создает принципиальную воз­ можность применения метода Джейкоба для обработки опытных данных и в этих условиях. Поэтому возникает вопрос о пределах его применимости, который будет рассмотрен в настоящей главе.

В этой главе будет рассмотрена также методика обработки и ин­ терпретации данных опытных работ в тех случаях, когда процессы

месторождения наиболее полно. Представительный конечный участок опытной закономерности возникает через отрезок времени от начала возмущения, определяемый неравенством* [29, 84]:

(7.2)

где Ко— коэффициент фильтрации; Но — водоотдача;

^ср — средняя мощность верхнего слоя.

Численный анализ этого неравенства показывает, что случаи, когда получение представительного участка возможно и когда он не достигается практикуемой продолжительностью откачек, равно­ вероятны. Следовательно, вполне реальны варианты, когда опытная закономерность будет представлена либо первым и третьим участ­ ками, либо первым и переходным участками. В этом случае расчет­ ным будет первый, начальный участок.

Обработку опытной информации с использованием начального участка можно производить способами временного, площадного и ком­ бинированного прослеживания так, как это рекомендовано для на­ порных пластов. В результате можно получить коэффициент водо­ проводимости и пьезопроводности — параметры опробуемого слоя.

Коэффициент водопроводимости способом площадного прослежи­ вания можно определить и в период ложностационарного режима [82].

Примером месторождений, приуроченных к разрезам первого типа, может служить месторождение Даукара в Кызыл-Кумах. Месторождение приурочено к анизотропной водоносной толще, со­

в среднем 20 м обладает в целом меньшей водопроводимостью и боль­ шей степенью анизотропии, чем нижняя, значительно более прони­ цаемая часть мощностью 45 м. Произведено кустовое опробование с возмущающей скважиной Зк, с фильтрами в интервале 48—56 и 66—79 м. Наблюдения производились в пьезометрах на средних глубинах 39, 49, 59, 66 и 74 м, т. е. пьезометры располагались. в пло­ скости фильтров и выше нее с интервалом 10 м. Схема расположения пьезометров в плане и на разрезе приведена на рис. 43.

По результатам откачки построена схема изолиний понижений (см. рис. 43), которая обнаруживает преобладание вертикальных линий тока в верхней части разреза и горизонтальных в его нижней части. Эта схема иллюстрирует тот факт, что исследуемый водоносный

фильтрационной схеме. Коэффициенты водопроводимости и пьезо­ проводности определены по начальным участкам временных графиков