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

откачки, периоду ложностационарного режима. Величины пара­ метров приведены в табл. 15.

Коэффициенты водопроводимости при всех моментах площадного прослеживания равны между собой. Коэффициент пьезопроводности

Ш 31

3 Iqt

для последнего момента, относящегося к ложностационарному ре­ жиму, естественно, оказывается заниженным. График комбиниро­ ванного прослеживания (см. рис. 45) имеет .типичную для двухслой­ ной толщи форму. Графики пьезометров, расположенных от возму-

щающей скважины на расстоянии до 36 м, имеют общий начальный участок. Конечные участки графиков отходят от общей начальной прямой последовательно по мере удаления от возмущающей

скважины. Наблюдательная скв. 17, удаленная на 728 м, не имеет участка, совпадающего с общим графиком.

Форма комбинированного графика, таким образом, подчеркивает представительность начальных участков, описываемых уравнением Тейса — Джейкоба. По начальной ординате и угловому коэффициенту комбинированного графика получены следующие параметры:

km — 94 м2 /сутки, a — 3 - Ю 6 м2 /сутки. Сравним параметры, получен­ ные тремя способами обработки (табл. 16).

Как видно из табл. 16, результаты всех трех способов совпадают, что свидетельствует о том, что использованные для расчетов началь­ ные участки описываются уравнением Тейса — Джейкоба, следова­ тельно, они представительны для обработки этим методом. Рассчи­ танные параметры относятся к опробованной наиболее проницаемой части слоистой толщи.

Для учета притока из верхней слабопроницаемой части разреза необходимо знать водоотдачу этой части. Все параметры, необходи­ мые для такого расчета, могут быть определены достаточно простым приближенным методом В . А. Мироненко и Л : И. Сердюкова [82,84]. Для этого необходимо иметь несколько наблюдательных скважин в опробуемой части разреза при условии, чтобы влияние перетока было проявлено достаточно определенно. Этот метод основан на сле­ дующей зависимости, полученной с использованием метода интеграль­

В реальных условиях это соотношение обычно выполняется через несколько суток после-начала откачки.

Определение параметров производится в следующей последова­ тельности.

1. По начальному участку временных графиков или по площадным графикам (формула Дюпюи для двух наблюдательных скважин) определяется величина водопроводимости нижнего водоносного гори­ зонта (km). Как уже указывалось, определение km по площадным графикам (или по формуле Дюпюи) возможно и при ложностационарном режиме.

2. При известных значениях О, S и km по формуле (7.3) опреде­ ляется величина I (t) на несколько моментов времени. Определение проводится несложным подбором, для облегчения которого строится

3. Производится уточнение величины водопроводимости нижнего

Если эта величина будет существенно отличаться от принятой при

Формула (7.9) справедлива только при выполнении условия (7.6). Для проверки выполнимости этого условия следует провести опре­ деления В при нескольких значениях і г , взяв фиксированное постоян­ ное значение t2, и построить график р = / (t). Этот график отвечает убывающей функции, стремящейся к действительному значению р. Численный анализ, проведенный В . А. Мироненко и Л . И. Сердюковым, показал, что выполаживание графика происходит настолько резко, что определение действительного значения Р не представляет никаких трудностей.

Приведем пример расчета для условий рассмотренного ранее участка Даукара. Коэффициент водопроводимости, определенный по начальным участкам временных графиков и по площадному графику, оказался практически одинаковым и равным 97 м2 /сутки (см.табл. 16). Определение I (t) проводим по данным о понижениях уровня по сква­ жине 31. Результаты расчета приведены в табл. 17. Расчеты I (t)

Контрольные расчеты водопроводимости по формуле (7.8) показали, что его уточнения, как и уточнения величины I (t), не требуется.

По найденным значениям I (t) на два момента времени tx и t2 определяем р" по формуле (7.9). При этом для t2 во всех расчетах приемлем последний момент времени 41,6 суток. Результаты расчета приведены ниже.

Имея коэффициент фильтрации, водоотдачу и среднюю мощность верхней части разреза, определим по формуле (7.2) время возможного

появления конечного логарифмического участка, несущего информа­ цию о водоотдаче верхнего слоя:

и обрабатывать опытные данные следует изложенным способом. Таким образом, для определения водоотдачи верхней части раз­ реза требуется доказательство реальности перетока. С достаточным успехом это можно установить с помощью временного и комбиниро­

ванного прослеживания.

Основным параметром по его роли в прогнозном расчете в усло­ виях двухслойного разреза является коэффициент водопроводимости нижней части разреза. Он является также исходной величиной для определения водоотдачи верхнего слоя по методу В . А. Мироненко и Л . И. Сердюкова. Последними рекомендуется определять коэффи­ циент водопроводимости по формуле Дюпюи по двум наблюдатель­ ным скважинам. Учитывая неоднородность нижней части, возможное влияние плановых граничных условий и т. д., определение коэффи­ циента водопроводимости только по двум скважинам без соответству­ ющего контроля недостоверно. Поэтому в случаях, когда опытные закономерности представлены первым и вторым участками, коэффи­ циент водопроводимости необходимо определять методом Джейкоба по крайней мере двумя способами. Как показал анализ конкретного примера, удобно пользоваться способами площадного и комбиниро­ ванного прослеживания. Имея достоверные значения коэффициента водопроводимости, стабильные по способам обработки, определение водоотдачи верхнего слоя можно производить методом В . А. Миро­ ненко.

Представление об относительной достоверности этого метода можно получить, сравнив величины пьезопроводности нижнего слоя, полученные в описанном опыте, с результатами, определенными методом Джейкоба (табл. 18). Последним методом, как это следует из совпадения величин, найденных тремя способами обработки, полу ­ чены вполне надежные значения.

Как видно из табл. 18, получены расхождения до трех-четырех- кратного занижения по методу В . А. Мироненко и Л. И. Сердюкова. Такие расхождения имеют существенные последствия только в рас­ четах по схеме замкнутого пласта. Следовательно, принятая схемати­ зация отражает реальные условия, а прогнозный расчет с использо­ ванием водоотдачи верхнего слоя, определенной методом В . А. Миро­ ненко и Л . И. Сердюкова, допустим.

Таким образом, при производстве опытных работ в двухслойных толщах в зависимости от соотношения водоотдачи, коэффициентов -фильтрации слоев и продолжительности возмущения опытная зако­ номерность может быть представлена:

а) начальным прямолинейным полулогарифмическим участком, заключающим информацию о фильтрационных и емкостных свойствах опробуемого слоя;

б) начальным участком и участком ложной стабилизации, свиде­ тельствующим о наличии перетока;

в) полной формой, заключающей информацию о фильтрационных свойствах опробуемого слоя и суммарной емкостной характеристике всей толщи. В дальних наблюдательных скважинах начальные участки могут отсутствовать.

Возможность появления одного из этих случаев в реальных усло­ виях является фактором непрогнозируемым, поэтому интерпретацию опытных данных необходимо производить исходя из конкретной формы полученных временных или комбинированных графиков прослеживания. Основное содержание интерпретации заключается

линейными полулогарифмическими временными (или комбинирован­ ными) графиками, обработку производят методом Джейкоба. По на­ чальным ординатам и угловым коэффициентам определяется коэф­ фициент водопроводимости и пьезопроводности опробуемого слоя. В этом случае справедливы критерии и рекомендации относительно учета сложного характера возмущения и влияния границ пласта

вплане.

2.Если опытные закономерности заключают участок ложноста­ ционарного режима, то параметры опробуемого слоя определяются методом Джейкоба, а водоотдача верхнего слоя — методом В . А. Ми­ роненко, Л. И. Сердюкова. В этом случае, как и в предыдущем, при­ менимы критерии и приемы, учитывающие сложный характер возму­ щения и влияние плановых границ пласта.

3.Если опытные закономерности заключают конечный квази­ стационарный участок, то методом Джейкоба определяется коэффи­ циент водопроводимости опробуемого слоя и коэффициент уровнепроводности с учетом гравитационной водоотдачи верхнего слоя. При существенной продолжительности периода ложной стабилиза­ ции критерии, учитывающие влияние границ пласта в плане, не при­ менимы.

Многослойная толща с относительно выдержанными разделяющими слоями

При наличии водоупоров мощностью несколько десятков метров с коэффициентами фильтрации KQ < ; 10~* м/сутки эффект взаимодей­ ствия ощутимо проявляется через длительный промежуток времени, как правило, более 10 суток.

Следовательно, используя опытные закономерности в начальном диапазоне времени, мы с достаточной для практики точностью можем определять основные параметры водоносного слоя методом Джейкоба для изолированного напорного пласта. Основным вопросом интерпре­ тации опытных данных при этом является диагностирование началь­ ного участка для установления факта отсутствия в этот период неже­ лательного влияния перетока. Эта задача с успехом решается спосо­ бами временного, площадного и комбинированного прослеживания. Основной контролирующий признак достоверности параметров — стабильность по способам обработки. В данном случае применимы

Однако, как уже нами указывалось, в некоторых случаях в много­ слойных толщах целесообразна постановка специальных опытных работ, длительность которых должна составлять 30—40 суток. По результатам таких откачек должен быть установлен сам факт перете­ кания через разделяющие слабопроницаемые отложения и определены гидрогеологические параметры, причем, кроме основных параметров (водопроводимости и пьезопроводности), должен быть также рассчи­

Первый период, при котором перетекание не сказывается, при коэф­ фициентах фильтрации разделяющих слоев 10"2 —10" 3 м/сутки может иметь небольшую протяженность (особенно для дальних наблюда­ тельных скважин). Поэтому в таких условиях на графиках выде­ ляется либо второй, либо второй и третий периоды. При этом в зависи­ мости от условий в пласте, из которого происходит перетекание, третий период может быть различным. Если в этом пласте напор не изменяется, наступает стабилизация уровня в опробуемом горизонте, при изменении напора — уровень снижается.

В последнем случае темп падения уровня на третьем участке гра­ фика S — lg t отвечает условиям изолированного напорного пласта

и* и u* — коэффициенты упругой водоотдачи этих гори­ зонтов (если горизонт, из которого происходит перетекание, безнапорный, вместо упругой во­ доотдачи используется гравитационная);

_ (А-го)].

W — предельное значение функции Хантуша при перетекании с постоянным уровнем, зависящая

Так как при наличии только второго периода внешний вид графи­ ков S — lg t в пластах с перетеканием будет аналогичен графикам в изолированных пластах, необходимо провести проверочные рас­ четы, доказывающие наличие перетекания. Такая проверка прово­ дится путем сопоставления расчетов коэффициента водопроводи­ мости по площадным графикам (формула Дюпюи) и временным графикам.

Так как в процессе откачки важно установить, происходит ли снижение уровня в питающем пласте, необходимо наблюдательные скважины оборудовать на оба водоносных горизонта.

При обработке данных опытных откачек в условиях многослой­

тах не реагируют. На графике S •— lg t выделяется один прямолиней­ ный участок. Коэффициент водопроводимости, определенный по этому графику, близок к коэффициенту водопроводимости, рассчи­ танному по графику S — lg г (или формуле Дюпюи). Это свидетель­ ствует о том, что перетекание практически не происходит.

2. Наблюдательные скважины в смежных водоносных горизон­ тах практически не реагируют. В процессе откачки зафиксирована

определенный по графику S— lg t по участку, предшествующему ста­ билизации, значительно превышает коэффициент водопроводимости, рассчитанный по площадному графику (формуле Дюпюи). Такое соче­ тание различных признаков говорит о перетекании с постоянным уровнем в питающем пласте (Н = const; S = 0).

В этом случае для расчета водопроводимости следует использовать графики S — lg г на период стабилизации и по этому же графику определять коэффициент перетекания. Методика его определения будет изложена ниже.

3. Наблюдательные скважины в смежных водоносных горизонтах не реагируют. В скважинах на основной водоносный горизонт проис­ ходит снижение~уровня. На графике S •— lg t выделяются два пря­ молинейных участка. Коэффициенты водопроводимости, рассчитан­ ные по первому прямолинейному участку графика S — lg t и по гра­

фикам S — lg г, практически совпадают. Коэффициент водопроводи­ мости, определенный по второму участку графика, значительно пре­ вышает его значения, полученные по первому участку и площадным графикам. В таких случаях можно сделать вывод о наличии перете­ кания. Расчетные параметры определяются следующим образом. Коэффициент водопроводимости и пьезопроводности — по первому прямолинейному участку графика S — lg t с контрольной проверкой коэффициента водопроводимости по графику S — lg г, а коэффициент перетекания •— по данным о понижении уровня на конец откачки при известном значении пьезопроводности и водопроводимости.

Для определения коэффициента перетекания в этих случаях ис­ пользуется формула

По величине W при известном значении а находится отношение -g ,

азатем и величина коэффициента перетекания В.

4.В наблюдательных скважинах, оборудованных на смежные гори­ зонты, происходит снижение уровня, не стабилизирующееся до конца

по второму (при наличии трех) или по первому (при наличии двух) участку графика, значительно превышает коэффициент водопроводи­ мости, рассчитанный по графику S — lg г. В этих условиях можно считать, что происходит перетекание с изменяющимся уровнем в пи­ тающем горизонте, и оценку эксплуатационных запасов подземных вод проводить так же, как и для изолированных пластов, но с пара­ метрами, определенными по последнему участку графика S — lg t.

5. В наблюдательных скважинах, оборудованных на смежные водоносные горизонты, происходит снижение уровня, однако через некоторое время режим стабилизируется. Такая же закономерность изменения уровня характерна для нижнего водоносного горизонта, причем вид графика S — lg t аналогичен графику при перетекании с постоянным уровнем в питающем пласте. Такие условия характерны обычно для многослойных толщ, когда верхний водоносный горизонт, из которого происходит питание, гидравлически связан с поверхност­ ным водотоком или водоемом. Фильтрация поверхностных вод приво­

в опробуемом пласте. Для расчета эксплуатационных запасов в рас­ сматриваемых условиях необходимо определить коэффициент водо­ проводимости нижнего горизонта и коэффициент перетекания. Опре­ деление коэффициента водопроводимости следует проводить по пер­ вым прямолинейным участкам временных графиков и графику S —lg г.