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

где W — общее количество откачанной воды за период to; Qo— постоянный дебит, установившийся после периода его сложных изменений.

Обработка с использованием этого приема производится, как для опыта с постоянным дебитом Qo. Отсчет времени ведется от расчет­ ного начала опыта, т. е. для каждого замера расчетное время равно tp = t — t', где t —текущее время опыта o i его фактического начала.

Р и с . 6. Времен­ ные графики по ­ нижения (о) и при­ веденного пониже­ ния (б) при вы­ пуске с Q = = 28 968 м 3 /сутки по наблюдатель­

ной скв . 25.

Прекращение откачки или выпуска является возмущением, кото­ рое можно рассматривать как самостоятельный опыт или самостоя­ тельную стадию одного опыта. Обработка этой второй стадии отли­ чается некоторой спецификой по сравнению с обработкой первой стадии — стадии понижения. Это прежде всего относится к необхо­ димости учета «наследства» первой стадии опыта, которое по суще-

ству заключается в нахождении правильного уровня отсчета повы­ шений. Полезным свойством информации, получаемой на стадии вос­ становления уровня, является ее меньшая по сравнению со стадией понижения зависимость от нерегулярных изменений дебита. Изла­ гаемые далее приемы обработки данных восстановления уровня игнорируют эффект заполнения емкости скважины ввиду незначи­ тельной величины погрешностей, связанных с этим явлением. Не­ обходимый анализ его содержится в работе [137] *.

Обработка этого наиболее простого варианта основывается на следующем уравнении [164]:

Формула получена по принципу суперпозиции. Остаточное пони­ жение S рассматривается как результат одновременного действия продолжающейся откачки S = f [lg (Т + t)] и нагнетания S = f (lg t) с момента реальной остановки откачки, при равенстве ее дебита дебиту нагнетания.

Обработка восстановления уровня производится на основе этой же формулы. Она заключается в построении временного графика

прослеживания восстановления в координатах S* — l gT^_t (S* — повышение уровня). При временном прослеживании удобнее исполь­

т. е. разность между динамическим уровнем в данный момент вос­

несложных преобразований можно получить формулу для опреде­

Известно [143], что при условии t OAT влиянием «наследства» откачки можно пренебречь и восстановление уровня описывается уравнением (1.1). Тогда обработка данных восстановления произ­ водится точно так же, как и для понижения, т. е. способами времен­

Наличие временного критерия на практике вызывает стремление пользоваться более простой методикой обработки, поскольку в лю­ бом случае имеется диапазон времени, удовлетворяющий этому кри­ терию. Однако таким упрощенным приемом не следует пользоваться

в тех случаях, когда это связано с потерей некоторой части опытной информации.

Пределы применимости способов прослеживания восстановления определяются контрольным временем. Должно выполняться условие:

работке данных восстановления уровня способом временного про­ слеживания приводит к ошибке, величина которой зависит от отно­ шения что иллюстрируется рис. 7. Как видно из рисунка, при

^- = 2,5 ошибка достигает 45% в сторону завышения коэффициента

водопроводимости. Игнорирование наследства откачки (выпуска) при площадном прослеживании, т. е. выбор моментов времени за пределами временного ограничения (t^>0,lT), приводит к менее

ощутимым погрешностям. Следствием превышения этого временного' ограничения является дополнительное рассеяние точек. Расчет­ ные формулы помещены в табл. 5.

— 0,35 — Igt

^С

Эта задача связана с учетом несовершенства по степени и по ха­ рактеру вскрытия водоносного пласта. При расчетах по формулам для установившегося режима фильтрации [30] учет несовершенства достигается выделением соответствующих коэффициентов, учиты­ вающих степень несовершенства и положение фильтра относительно границ пласта в разрезе. Получение всех необходимых коэффициен­ тов в реальных условиях — задача достаточно сложная.

Обработка способом временного прослеживания основывается на известном [143] положении о том, что через некоторое время после начала возмущения опытная закономерность изменения уровня пере­ стает испытывать влияние несовершенства, но это влияние от­ ражается на абсолютных величинах понижения. Следовательно, пользуясь той частью графика прослеживания, угловой коэффи­ циент которого определяется только степенью возмущения и коэф­ фициентом водопроводимости (фильтрации), находят последний по угловому коэффициенту. Определение коэффициента пьезопроводности по временному прослеживанию невозможно, так как из-за скин-эффекта и других сопротивлений происходит смещение гра­ фика по ординате. Расчеты показывают, что по данным откачек из

•одиночных скважин ошибки в величинах пьезопроводности дости­ гают нескольких порядков.

Для определения коэффициента водопроводимости (фильтрации) в основном пользуются информацией стадии восстановления, по­ скольку в этом случае незакономерные изменения дебита около по­

в предыдущем разделе. В отличие от обработки данных наблюда­ тельных скважин обработка данных возмущающих скважин сопря­ жена с необходимостью диагностирования представительного участка, где влияние несовершенства практически не ощутимо. Этот участок появляется достаточно быстро, через промежуток времени, соизме­ римый с практикуемой продолжительностью откачек, однако сама вероятность появления такого участка и время его появления •— факторы практически нерегулируемые, а во многих случаях и недиагностируемые. Практически при обработке возмущающих скважин способом временного прослеживания мы очень часто принимаем за представительный участок, предшествующий таковому. Согласно работе [127], понижение в возмущающей скважине в начальный период возмущения есть экспоненциальная (либо логарифмическая) функция времени, пропорциональная величине kl, где I — длина фильтра. Следовательно, использование этой или промежуточной части опытной закономерности понижения в однородных водонос­ ных пластах при несовершенных возмущающих скважинах дает, как правило, ошибку в сторону занижения коэффициента водопро­ водимости, так как обычно Ы < km. Влияние несовершенства по степени вскрытия усиливается эффектом несовершенства по харак­ теру вскрытия, кольматацией прискважинной зоны, анизотропией пласта.

В интенсивно трещиноватых и закарстованных породах может быть обратный эффект из-за «сверхсовершенства» по характеру вскры­ тия, так как эффективный радиус скважины оказывается суще­ ственно больше фактического.

Прослеживание восстановления после скачкообразного возмущения

В формулу для восстановления уровня (3.5) входит продолжи­ тельность опыта на стадии понижения (Т), следовательно, способы обработки восстановления небезразличны к характеру возмущения. Необходимость учета «наследства» откачки (выпуска) требует и учета «наследства» характера возмущения. При этом, как и при обработке понижения, имеет значение компактность или рассредоточенность возмущения.

В данном случае имеется в виду восстановление уровня после групповой откачки из возмущающих скважин, удаленных друг от друга на расстояния, соизмеримые с расстояниями от них до наблюдательных скважин. В практике опытно-фильтрационных ра­ бот наиболее частыми являются случаи восстановления после асин­ хронного и синхронного группового возмущения.

При длительных групповых откачках разновременное включение возмущающих скважин не оказывает существенного влияния на результаты восстановления уровня. Например, при равенстве продолжительностей начальной и последующей ступени возмущения переменностью дебита можно пренебречь. Поэтому излагаемый ниже способ обработки чаще всего используется при прослеживании вос­ становления после разновременного отключения возмущающих сква­ жин.

Обработка данных восстановления после группового скачкообраз­ ного асинхронного возмущения способом временного прослеживания основана на формуле [106]:

Формула получена путем суммирования и элементарных преобра­ зований гидравлических сопротивлений от единичных асинхронных возмущений. Величины, входящие в формулу, имеют следующий смысл: Qn — дебит последней ступени возмущения;

Формула (3.6) может быть записана в виде уравнения прямой в координатах S* — lg , т *"р . , — , тогда коэффициент водопроводимости определяется угловым коэффициентом этой прямой:

где С — угловой коэффициент временного графика прослеживания

Формула для расчета коэффициента пьезопроводности может быть» получена из выражения для максимального понижения [106]:

временного прослеживания производится на основе временного гра­ фика S* — l g JTJ^J, т. е. как и для случая с постоянным дебитом,

но в отличие от него, в формуле для коэффициента пьезопроводности г = г п р .

Частным случаем группового синхронного возмущения является разновременное включение и одновременное отключение скважинПри разновременном включении и одновременном отключении возмущающих скважин t n p — t и обработка производится на основе

временного графика

Тогда временное прослеживание производится на основе графика

g T„P+t

Формулы для определения основных параметров прослеживанием восстановления после группового рассредоточенного возмущения помещены в табл. 6.

Восстановление после сосредоточенного скачкообразного возмущения

В данном разделе предполагаются случаи восстановления после одиночного и группового возмущения с одновременным отключением и с сосредоточенным расположением возмущающих скважин, когда можно с погрешностью в определении а порядка до 30% допустить условие равенства логарифмов расстояний от возмущающих до пер­ вой наблюдательной скважины. Тогда обработка производится на

наиболее нагруженной возмущающей скважины. Обработка произ­ водится с помощью временного графика прослеживания в коорди­

можно обрабатывать способом площадного прослеживания с извест­

площадном прослеживании понижения, т. е. с использованием гра­

слишком большое превышение этого критерия нежелательно, это приводит к рассеянию точек на графике, возрастает вероятность ошибки первичной обработки. Критерием возможности обработки опытной информации способом площадного прослеживания восста­ новления будет линейность и параллельность площадных графиков, построенных на 2—3 момента времени. Комбинированное прослежи­ вание восстановления ограничивается случаем, контролируемым критерием t 0,1 Г, где t — период времени восстановления, ис­ пользуемый для построения графика. Пределы применимости прие­ мов обработки восстановления после скачкообразного возмущения определяются контрольным временем. Должны выполняться усло­ вия:

t — текущее время восстановления после каждой ступени воз­ мущения.

Прослеживание восстановления уровня после выпусков

В настоящее время отсутствуют теоретически обоснованные спо­ собы обработки восстановления после выпусков, которые давали бы возможность учета «наследства» обратного логарифмического харак­ тера возмущения, что имеет место при выпусках. На практике обычно игнорируют факт сложного возмущения и определяют параметры прослеживанием восстановления по сложному времени на основе

графика S* — ]g г . В расчете коэффициента водопроводимости

используется конечный дебит выпуска. Неучет переменности дебита дает занижение коэффициента водопроводимости. Это видно на рис. 8.

При значительной степени изменения дебита ( ^ = 0,44 ) вели­ чина коэффициента водопроводимости, определенная после доста­

ток) получен результат, совпадающий с величиной, рассчитанной способом прослеживания изменения дебита.

фициенту водопроводимости. Следовательно, игнорирование измене­ ния дебита при определении коэффициента водопроводимости по вос­ становлению после выпусков будет иметь результатом большие ошибки при опробовании менее водопроницаемых водоносных пла­ стов. Наоборот, при опробовании хорошо проницаемых водоносных пластов в определенных условиях эти ошибки могут быть пренебре­ жимо малыми. Попытаемся определить пределы применимости обыч­ ных способов обработки восстановления уровня применительно к вы­ пускам. При этом в качестве критериев принимается отношение де-

битов в начале и в конце выпуска ^~ и продолжительность выпуска.

VH

Для указанной цели обратимся к примерам четырех разведанных участков, водоносные пласты в пределах которых опробованы выпус­ ками. Необходимые исходные данные и результаты обработки при­ ведены в табл. 7. Ошибка вычислялась по отношению к данным, полученным по прослеживанию понижения уровня.

Результаты анализа конкретных объектов обнаруживают следу­ ющие особенности, возникающие при обработке выпусков. При от­