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

тогда

Поскольку a < 1, экспоненциальная интегральная функция воз­ растает, а ее аргумент уменьшается. Уменьшение аргумента при

постоянном п возможно только за счет уменьшения отношения -у .

Следовательно, по сравнению с заданными условиями, т. е. равен­ ством дебитов возмущений и их отображений, величина предельного приведенного расстояния для границ неоднородности будет меньше.

различалась в 100 раз. Возмущение производилось в зоне с меньшей водоотдачей. Точки съема информации располагались в той же зоне в диапазоне приведенного расстояния г = 0,4—5 по трем направле­ ниям: встречному, параллельному и внутреннему. Представив ре­ зультаты моделирования в виде графиков комбинированного просле­ живания, определяем коэффициенты водопроводимости по началь­ ным участкам. По полученным данным строим график km = f (г). Как видно на рис. 11, общий график в интервале г = 5—3, парал­ лельный оси приведенных расстояний, расходится при г ^ 3 на три ветви, отвечающие избранным направлениям лучей: нижний —

квалификации начального участка за пределами площадного огра­ ничения зависит от направления луча. Так, при г = 2 ошибка на

веденное расстояние интересующей наблюдательной скважины отно­ сительно возмущающей и границ пласта, при котором влияние дей­

величины общего понижения. Указанной протяженности начального участка временного графика прослеживания в большинстве случаев достаточно для его надежной интерпретации и построения площад­ ных графиков на два-три момента времени при t < 5tK.

2. О С Н О В Н Ы Е П Р И Н Ц И П Ы О Б Р А Б О Т К И И И Н Т Е Р П Р Е Т А Ц И И Р Е З У Л Ь Т А Т О В О П Ы Т Н Ы Х Р А Б О Т В О Г Р А Н И Ч Е Н Н Ы Х В О Д О Н О С Н Ы Х П Л А С Т А Х

Все случаи, рассматриваемые в настоящем разделе; предполагают справедливым условие 1~^>т, т. е. расстояние до границы пласта намного превышает мощность водоносного горизонта, что в пода­ вляющем большинстве случаев легко выполнимо. Случаи при обрат­ ном условии чрезвычайно сложные для интерпретации встречаются относительно редко и здесь не рассматриваются.

Зональность области возмущения

Полученные в предыдущем разделе критерии предельного приве­ денного расстояния в ограниченном относительно равномерно про­ ницаемом водоносном пласте позволяют представить всю область опытного возмущения, состоящей из нескольких зон в зависимости

от степени деформации гидродинамической сетки во времени и по площади. Предполагаемая зональность области возмущения поможет сформулировать основные принципы интерпретации в зависимости от положения точки съема информации в той или иной зоне.

В направлении от центра к периферии депрессионной воронки выделяются следующие зоны (рис. 12).

I . Зона прискважинных деформаций, обусловленных скин-эф­ фектом или прискважинными помехами. Радиус этой зоны меньше или равен мощности водоносного горизонта.

Результатом прискважинных деформаций является завышение понижений и увеличение темпа понижения в начальный период воз­ мущения. Протяженность этого периода обычно неизвестна, но прак­ тически небольшая при принятых продолжительностях опытных откачек.

I I . Зона практического отсутствия деформаций гидродинамиче­ ской сетки как со стороны прискважинных, так и со стороны гранич­ ных помех. Положение внешней границы этой зоны может быть

определено из величин предельного приведенного расстояния, полу­ ченного в предыдущем разделе для трех основных направлений: встречного г п р = 3,5, параллельного г п р = 3 и внутреннего г п р = 2,5. Отсюда внешняя граница зоны находится от центра возмущения на

расстояниях по направлениям: встречному г2 = — = 0,28/; парал-

лельному г2 = 0,33/; внутреннему г 2 = — = 0,4/. Как видно, внеш-

няя граница нейтральной зоны не является окружностью, но если принять за основу критерий предельного приведенного расстояния по встречному лучу, т. е. более жесткий, критерий, то радиус ней­ тральной зоны практически можно принять равным r 2 ^ 0,3/. В эту зону попадают все наблюдательные скважины с расстоянием от воз­

= 10/к. Такой продолжительности вполне достаточно, чтобы вос­ пользоваться способами временного, площадного и комбинирован­

лено из величин минимального приведенного расстояния. Последнее

ностью, но практически, руководствуясь наиболее жестким крите­ рием встречного луча, радиус ее можно принять примерно равным

тьей зоны период времени, в течение которого влиянием границы

менного и комбинированного прослеживания.

IV . Зона максимальных деформаций гидродинамической сетки за счет граничных помех. Ближняя граница этой зоны отстоит от центра возмущения: по встречному лучу на расстоянии г4 = 0,45/; параллельному г4 = 0,62/; внутреннему г4 = 0,85/. Дальней грани­ цей этой зоны является граница водоносного пласта. Приведенные расстояния ближней границы по встречному, параллельному и вну-

треннему направлениям соответственна равны: г «с 2,2; 1,6; 1,2. Следовательно, согласно графику для наблюдательных скважин на рис. 9, в четвертой зоне справедливо условие t tK. Это значит, что наряду с максимальной степенью деформации гидродинамической сетки во всем диапазоне времени опыта не соблюдается также усло­ вие квазистационарности до наступления влияния границы.

Рассмотрим особенности интерпретации в пределах каждой из выделенных зон.

В зоне прискважинных помех определение основных гидрогеоло­ гических параметров производится по возмущающим и ближним на­ блюдательным скважинам; число последних из-за малых размеров зоны недостаточно для того, чтобы воспользоваться способом пло­ щадного прослеживания. Поэтому определение параметров произ­ водится способом временного прослеживания и по формуле Дюпюи для возмущающей или по возмущающей и наблюдательной скважи­ нам. Остановимся вначале на способе временного прослеживания. Специфическим для этой зоны является наличие прискважинных помех и влияние нерегулярных колебаний дебита. Поэтому чтобы избежать влияния последнего обстоятельства при временном про­ слеживании, пользуются информацией, получаемой на стадии вос­ становления уровня.

Комплекс прискважинных помех является причиной завышения абсолютных величин понижений и деформации временного графика прослеживания. Поскольку эти помехи практически не устранимы аналитическими приемами, определение коэффициента пьезопровод­ ности в возмущающих и ближних наблюдательных скважинах (гг ^

=5— ) не представляется возможным, а коэффициент водопроводи­

мости определяется обычным способом по угловому коэффициенту конечного участка графика.

Основным вопросом интерпретации является здесь диагностиро­ вание представительного конечного участка. При отсутствии иных факторов аномальности вероятные ошибки квалификации расчет­ ного участка ведут к занижению величины коэффициента водопро­ водимости.

Для расчета коэффициентов водопроводимости (фильтрации) по возмущающим или возмущающей и наблюдательной скважинам в справочной гидрогеологической литературе существует много фор­ мул [110], в разной мере и различными способами учитывающих степень несовершенства. Анализ способов определения коэффициен­ тов фильтрации по данным откачек из несовершенных скважин вы­ полнен в работе [148], авторы которой пришли к выводу, что наи­ более достоверные результаты могут быть получены по формуле Дю­ пюи с поправками Веригина. Этот вывод верен, но следует заметить, что поправками Веригина, учитывающими несовершенство только по степени вскрытия, не исключаются все виды прискважинных по­ мех. По этой причине по формуле Дюпюи с поправками Веригина получают во многих случаях заниженные величины коэффициента

водопроводимости (фильтрации). Следовательно, определение не­ обходимых расчетных параметров с гарантией необходимой досто­ верности возможно по наблюдательным скважинам за пределами первой зоны.

В нейтральной зоне радиусом г 2 = 0,3/, независимо от природы границ, фильтрационных и емкостных свойств водоносного гори­ зонта и положения наблюдательных скважин в пределах зоны, опыт­ ная закономерность изменения уровня с достаточной для практики

способами временного, площадного и комбинированного просле­ живания. Сложность обработки будет определяться лишь характе­ ром возмущения. Приемы обработки при сложном характере воз­ мущения изложены в предыдущей главе.

В зоне заметных деформаций за счет граничных помех отрезок времени, в течение которого справедливо уравнение Тейса — Джей­ коба (tK < t < 5tK), недостаточен для того, чтобы воспользоваться способом временного прослеживания. Обработка способом площад­ ного прослеживания при условии соответствия выбранных моментов времени указанным временным ограничениям производится так же, как и в предыдущем случае, т. е. используются все приемы, выве­ денные для неограниченного пласта в соответствии с характером возмущения. Для площадного прослеживания в этой зоне можно использовать скважины, расположенные в радиусе тп <^ г < 0,45/, т. е. по сравнению с предыдущим в данном случае можно использо­ вать более удаленные наблюдательные скважины.

Возможность использования способа площадного прослеживания для определения основных гидрогеологических параметров в огра­ ниченных пластах, кроме критерия приведенного расстояния, огра­ ничивается временным критерием. Критерий приведенного расстоя­ ния прост и выражается, по существу, в долях расстояния от центра возмущения до границы, положение которой нам известно. Времен­ ной критерий выражается в долях контрольного времени, но послед­ нее определяется коэффициентом пьезопроводности.

Поэтому, строго говоря, мы не можем следовать этому критерию. Разберем, к каким последствиям приводит выход за временные огра­ ничения при площадном прослеживании. Сделаем это на примере

Если площадное прослеживание производится на моменты вре­ мени в пределах временных ограничений, то п — 0, і = 2, а второй член в выражении (4.4) отсутствует. За пределами временных огра­ ничений, в частности, при t > 5ЇК, в формуле (4.4) для расчета коэф­ фициента пьезопроводности появляется второй член, который при непроницаемых границах является положительным числом. Следо­ вательно, коэффициент пьезопроводности оказывается завышенным. В данном и прочих случаях (граница Н = const, граница неоднород­ ности по водопроводимости и водоотдаче) выход за пределы времен­ ных ограничений, при сохранении площадных ограничений, не влияет на величину коэффициента водо'проводимости, но, изменяя ординату площадного графика, влияет на величину коэффициента пьезопроводности. Знак ошибок будет определяться природой дей­ ствующих границ, а величина — степенью превышения временных ограничений. Таким образом, за пределами временных ограничений определяются кажущиеся коэффициенты пьезопроводности, основ­ ным свойством которых является нестабильность во времени. По­ этому в тех случаях, когда выбранные для площадного прослежива­ ния моменты времени нельзя контролировать временным критерием, в качестве расчетных следует принимать величины коэффициента пьезопроводности, полученные на ранние моменты, когда эти вели­ чины не слишком различны по времени. При рассредоточенном рас­ положении наблюдательных скважин, когда они находятся в пре­ делах зон I I и I I I , превышение временных ограничений в переходные моменты времени от начальной к конечной закономерности может иметь результатом и некоторое искажение формы площадного гра­ фика. Но это обстоятельство контролируемо, а следовательно, устра­ нимо выбором подходящих моментов для площадного прослеживания.

в зависимости от относительного местоположения наблюдательных скважин они несут различную информацию, поэтому из всей сово­ купности графиков необходимо выбрать те, начальные участки кото­ рых или графики в целом, несут ограниченную информацию, в част­ ности информацию только о фильтрационных и емкостных свойствах испытуемого пласта. Этому условию удовлетворяют наблюдательные скважины, расположенные в радиусе т s£ г ==£ 0,3/ от центра воз­ мущения. Следовательно, из всей совокупности наблюдательных скважин необходимо выбрать те, которые удовлетворяют данному условию, и определить параметры по начальным прямолинейным участкам этих графиков. Для расчета параметров при сложном ха­ рактере возмущения выбирается тот прием, который соответствует конкретному характеру опытного возмущения. Если имеется не­ сколько наблюдательных скважин, целесообразно построить график зависимости km = f (г). Этот график одновременно является про­ веркой стабильности коэффициента водопроводимости в зависимости от местоположения наблюдательных скважин и способом его осред­ нения (см. рис. 15, 16).

Обратимся к примерам интерпретации опытных данных в огра­ ниченных пластах.

В пределах участка Бешбулак в Центральных Кызылкумах опро­ бован сенон-туронский водоносный горизонт. Опробование произ­ ведено мощным групповым выпуском из трех скважин. Центр воз­ мущения расположен в 5000 м от границы с безнапорной зоной (гра­ ница неоднородности по водоотдаче). Возмущение в течение 31 суток распространилось в радиусе 8000 м. Опытная информация снималась в 14 наблюдательных скважинах, расположенных на расстоянии 800—5000 м от центра возмущения. Обработка опытных данных способом временного прослеживания произведена по всем наблюда­ тельным скважинам, р учетом изменения дебита. На примере времен­ ных графиков понижения в скв. 13 и 19, расположенных соответ­ ственно в 815 и 2900 м от центра возмущения (рис. 14), видно, что они совершенно однотипны, но коэффициенты водопроводимости за­ метно отличаются (610 и 814 м2 /сутки). По всей совокупности коэф­ фициента водопроводимости построен график km = / (г) по данным понижения уровня (рис. 15, б). Как видно, на графике нестабильные величины коэффициента водопроводимости стремятся к некоторой постоянной величине km = 580 м2 /сутки при значении приведенного расстояния г 3, что отвечает предельному расстоянияю для гра­ ницы неоднородности по водоотдаче. В данном случае большинство наблюдательных скважин попадает в зону заметных граничных по­