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

10 H50

So

IQ

n Ю~3

40 V

вают характер возмущения, следует считать равноценными. Следова­ тельно, если факторы аномальности опытных закономерностей свя­ заны только с характером возмущения, параметры, получаемые на стадиях понижения и восстановления, должны быть равны между собой при всех способах обработки: при временном, площадном и ком­ бинированном прослеживании. Напротив, расхождения между пара­ метрами, полученными при прослеживании понижения и восстано­ вления уровня с соблюдением необходимых приемов обработки, есть признак иных действующих факторов аномальности.

В настоящей главе приводятся приемы обработки опытной ин­ формации для тех случаев, когда переменный характер возмущения является единственным фактором аномальности; остальные условия, при которых справедлива формула Тейса •— Джейкоба, сохраняются, т. е. испытуемый пласт является однородным, неограниченным в плане

мени, приведенного расстояния, приведенного понижения, учета «наследства» стадии понижения при прослеживании восстановления уровня.

Таким образом, выбор и использование необходимого приема обработки, учитывающего конкретный характер возмущения, яв­ ляется необходимой начальной ступенью интерпретации опытной информации, независимо от вида и количества факторов аномаль­ ности.

При отсутствии иных факторов, кроме переменного характера возмущения, изложенные способы и приемы обработки являются равноценными, следовательно, основным признаком условий подоб­ ного рода является стабильность получаемых параметров незави­ симо от способа обработки (временное, площадное, комбинированное прослеживание) и вида информации (на стадии понижения или вос­ становления уровня). Несоблюдение этого условия требует поиска иных вероятных факторов аномальности. Если сложный характер возмущения является единственным фактором аномальности, то обработку необходимо и достаточно производить двумя способами — на основе временного и площадного прослеживания.

Усложнение характера возмущения при проведении опытов ведет к усложнению обработки опытной информации и увеличению ее трудоемкости. Прямым следствием этого является уменьшение точ­ ности определяемых параметров, вызванное увеличением числа рас­ четных операций и уменьшением абсолютных значений приведенных величин. В этих случаях едва заметное изменение углового коэф­ фициента приводит к заметным относительным ошибкам. Следова­ тельно, вероятность ошибок первичной обработки, случайных по

своей природе, возрастает с усложнением характера возмущения, усложнением приемов обработки. По этой причине вполне есте­ ственно стремление к проведению опытных откачек с постоянным дебитом.

Описанные в настоящей главе способы обработки опытной инфор­ мации при сложном возмущении пласта предназначены для случаев, когда сложный характер возмущения является вынужденным, нере­ гулируемым. Это относится к выпускам, когда характер возмущения не может быть задан исследователем, к групповым опытам, когда необходимая степень возмущения не обеспечивается одной скважиной, наконец, к вынужденным перерывам в работе насосного оборудо­ вания. Способы обработки при сложном возмущении необходимы также при анализе опыта эксплуатации водозаборов или водо­ отлива.

мало. Между этими крайними вариантами может существовать целый ряд промежуточных, когда в одной и той же опытной законо­ мерности участки отвечают этим крайним вариантам с переходными отрезками кривой. Протяженность каждого из них по времени будет зависеть от конкретного положения возмущающей и наблюдательной скважины относительно границ.

Задача интерпретации опытных данных в условиях действующих границ в тех пределах, которые позволяют воспользоваться методом Джейкоба, заключается в поисках представительного участка на временных и комбинированных и представительных моментов вре­ мени на площадных графиках прослеживания. Успех этого поиска решает вопрос о том, какими критериями пользоваться при этом. Практически выделение представительных участков производилось до сих пор по форме графиков. За представительные принимаются обычно начальные участки временных графиков прослеживания. Ранее [106] на ряде примеров нами было показано, что графики прослеживания, несущие информацию о различном влиянии гра­ ниц, в начальный период совершенно аналогичны по форме. На осно­ вании этого был сделан вывод о том, что форма деформаций не мо­ жет быть надежным критерием для выбора представительного участка графика прослеживания.

Существуют также аналитические критерии для установления факта влияния границ. Последние включают в качестве исходных данных квадрат расстояния до границ и коэффициент пьезопроводности [22], они распространяются на случаи, когда действие границ может быть приравнено к зеркальным отображениям одинаковой

среальным возмущением интенсивности. Воспользоваться этими

критериями не всегда возможно, поскольку расстояние до границ во многих случаях известно лишь приблизительно, а действительным коэффициентом пьезопроводности к началу обработки мы вообще не располагаем. Отсутствие надежных критериев для диагностирова­ ния опытных закономерностей изменения уровня становится причи­ ной широко распространенных ошибок квалификации расчетного участка. Эти ошибки являются систематическими. Знак таких оши­ бок определяется природой действующих границ — фактором ано­ мальности: при положительных факторах — ошибки в сторону за­ вышения, при отрицательных — в сторону занижения коэффициен­ тов водопроводимости. Величина ошибок зависит от степени ано­ мальности опытных закономерностей и положения возмущающих и наблюдательных скважин относительно действующих границ. Величины ошибок изменяются в очень широких пределах и в наи­ более грубых случаях многократны. Основным свойством парамет­ ров, определяемых с ошибкой квалификации, или кажущихся [106] параметров, является их нестабильность, т. е. зависимость от харак­ тера, интенсивности, длительности возмущения, местоположения опытной и наблюдательной скважин. Это свойство служит диагно­ стирующим признаком ошибок квалификации.

Представляем время, равное продолжительности представитель­ ного участка, выраженное через величину кратную контрольному времени:

га • г2

t — tnp ~ п 'tK — ~Q^~ •

После подстановки получаем выражение, в котором величина ко­ эффициента п определяется только отношением расстояния до зер­ кального отображения к расстоянию до возмущающей скважины:

M - - ^ - ^ ) = 0 ' 2 3 1 g 5 ' 6 r a -

Задаваясь значениями коэффициента пропорциональности п =

=0,5; 1 ; 3; 5; 7; 10, получаем соответственно ряд значений отноше­

Предполагая, что зависимость приведенного расстояния от этого коэффициента будет определяться ориентировкой лучей относительно действующих границ, вычисляем приведенное расстояние для трех направлений: для луча, параллельного границе, луча, нормального к ней (встречного), и нормального, но противоположного (внутрен­ него) направления. Два последних направления, очевидно, предста­ вляют собой крайние случаи всех возможных направлений, а парал­

мую и достаточную величину коэффициента п. Нами проанализиро­ вано 139 графиков прослеживания, на каждом из которых опреде­ лена достаточная и необходимая продолжительность представитель­ ного участка, кратная контрольному времени. По выборке из 139 значений найдено, что наиболее часто встречающиеся значения ко­ эффициента пропорциональности п = 5.

По графикам рис. 9 находим значения г п р , соответствующие зна­ чению п = 5. В зависимости от направления луча относительно границы гпр находится в пределах 2,5—3,5.

Поскольку величина гидравлического сопротивления зависит от конфигурации границ, очевидно, величина предельного приведен­ ного расстояния может зависеть от числа отображений, отвечающих конкретной расчетной схеме. Проследим возможность и степень та­ кой зависимости. Если выразить различную сложность границ чис­ лом зеркальных отображений т и при этом допустить для простоты анализа заведомо неблагоприятное условие примерного равенства

и минимального значения расстояний от зеркальных отображений до интересующей наблюдательной скважины, вывод предельного приведенного расстояния, как и в предыдущем случае, можно про­ извести, задаваясь допустимым расхождением в 10%. Порядок рас­ чета и его результаты для параллельного луча представлены на рис. 10.

Р и с . 9. Зависимость продол­ жительности представитель­ ного участка от положения наблюдательных скважин в ограниченных пластах

—внутренний луч

-W W - ' -

параллельный луч .

получены для граничных условий, при постоянстве напора и нуле­ вого расхода (Н = const, Q = 0). Рассмотрим возможные отступле­ ния от этих условий.

Первое отступление относится к границам Н = const. Оно обу­ словлено наличием дополнительного гидравлического сопротивления русел водотоков и водоемов и выражается гидравлическим со­ противлением дополнительного участка водоносного горизонта дли­ ной A L , эквивалентного сопротивлению русловых отложений [135].