книги из ГПНТБ / Опытно-фильтрационные работы

где г' — расстояние от отраженной центральной скважины до на­ блюдательной (см. рис. 37, б), а величина р по-прежнему опреде­ ляется по данным табл. 18.

Для расчета коэффициента фильтрации выражение (4.3) пе­ репишем в виде

Для центральной скважины, располагаемой вблизи подошвы или кровли пласта, расчетная зависимость для определения коэф­ фициента фильтрации представляется в виде

причем для скважины, примыкающей к кровле или подошве пла­ ста, А = lg 2 = 0,301, а в неограниченном пласте А = 0.

Формулой (4.4) можно пользоваться и при обработке данных опытных нагнетаний (наливов) в водонасыщенные пласты, заменяя только понижение уровня s на повышение напора На и понимая под Q расход нагнетания (налива).

Если воспользоваться представлением об удельном водопоглощении 9 , понимаемом как расход налива, отнесенного к напору и

длине фильтра |q = то при принимаемой обычно размерности

102

При обработке кустовых откачек определение коэффициентов фильтрации следует производить лишь по данным наблюдатель­ ных скважин, а данные понижений в центральных скважинах при этом используются для определения сопротивления прискважин­ ной зоны, которое оценивается приведенным прискважинным со­ противлением Afc:

где Аs0 — потери напора (скачок) в прискважинной зоне, или рас­ четным радиусом скважины

где величина sno для неограниченного и полуограниченного пла­ стов определяется из выражений (4. 4а).

б. Откачки в пласте бесконечной мощности при упругом режиме фильтрации

В неограниченном пласте понижение уровня в наблюдательной скважине при откачке с постоянным дебитом определяется урав­ нением [10, 36].

соответствующий условиям квазистационарного режима фильтра­ ции, причем время tKB поступления квазистационарного режима может оцениваться по формуле

Обычно это время сравнительно невелико, так что для обработ­ ки данных нестационарного режима понижения уровней в этих условиях может использоваться уравнение (4. 10), согласно кото­

рому зависимость понижения s< от величины -^= должна быть пря­

молинейной. Поэтому по данным откачки удобно строить расчетный

103

по опытным точкам, отсекает на оси s< отрезок s, т. е. вели­ чину, равную предельному понижению в наблюдательной скважине,

способ обработки в данном случае будет таким же, как и при ис­ пользовании зависимости (4. 10). Прямая, проведенная по опытным

точкам, нанесенным на графике с координатами st от у=-, будет

отсекать на оси St величину s, соответствующую предельному по­ нижению напора (для данной наблюдательной скважины) в усло-

104

виях полуограниченного пласта и определяемую по формуле (4. 3),

Определение коэффициента фильтрации следует далее прово­ дить по формуле (4.3 а), а коэффициент пьезопроводности нахо­ дить по формуле

2р

(4. 15)

( 1 + р) УЦ '

S-t,M

Критерий применимости такой методики расчета определяется вре­ менем наступления квазистационарного режима

откачки, проведенной в безнапорном водоносном горизонте мощно­ стью 30 м, сложенном флювиогляциальными песками (Щемиловский полигон ВСЕГИНГЕО). Опытные скважины куста располагались вблизи подошвы горизонта таким образом, что можно было приме­ нить схему полуограниченного пласта, пренебрегая влиянием сво­ бодной поверхности (откачка длилась 4 ч). Дебит центральной сква­ жины, оборудованной фильтром длиной / = 4 м, равнялся 147 м3 /сутки. Расстояние от центральной скважины до наблюдательной составляло 5 м, т. е. можно считать р = г° = 5 м; расстояние до

105

- го 5

отраженной скважины г' = 7,2 м, так что р = р = ^ = 0,7. Как вид­ но на рис. 38, прямая, проведенная по опытным точкам, отсекает

проводить по режиму восстановления уровней, поскольку в на­ чальный период откачки может существенно изменяться ее дебит.

Для обработки данных о восстановлении уровней в наблюда­ тельных скважинах при времени восстановления tB, меньшем вре­

понижения уровня заменяются на повышение уровня относительно предельно достигнутого при откачке, а время отсчитывается от момента остановки откачки.

При анализе данных восстановления уровней следует только иметь в виду, что упругие свойства пласта довольно часто прояв­ ляются по-разному при откачке и восстановлении уровней. При этом коэффициент пьезопроводности, определенный по данным восстановления, как правило, несколько больше, чем по данным откачки. Естественно, что при таком положении ход снижения уровней при откачке не соответствует ходу подъема уровней при восстановлении. На рис. 40 предстазлены данные по снижению и восстановлению уровней в наблюдательной скважине, получен­ ные при откачке, проведенной в водоносном горизонте, сложен­ ном мелко- и тонкозернистыми песками. Как видно, кривая восстановления смещена по оси St относительно кривой снижения, что свидетельствует о несколько больших скоростях восстановле­ ния уровней по сравнению с ожидаемыми. Величина коэффициен­ та пьезопроводности, определенная по данным восстановления, оказывается при этом в четыре раза больше величины, полученной

106

можно оценить время наступления квазистационарного режима по формулам (4. 11) и (4. 16). Расчеты по этим формулам, проведенные для реальных величин расстояний между скважинами, показывают, что для неограниченного пласта ілв < 5 мин; для полуограниченного, при расположении скважин на кровле или подошве ^кв< 8 -н -Ч-20 мин. Отсюда следует, что в первом случае для обработки данных необходимо использовать зависимость (4. 10), а в пласте полуограниченном зависимости (4. 13) и (4. 14). Интересно отметить,

Рис. 40. Графики понижения и восстановления напоров в напорном пласте (1 и 2 —кривые восстановления и снижения)

U —" р/

по формуле (4. 3). При этом sKB может составлять .0,7—0,8s. Таким образом, начальный участок нестационарного режима будет весьма информативным и замеры уровней в начале откачки или восстанов­ ления следует проводить часто (через 1 — 2 мин).

Длительность откачки должна обеспечить получение на опыт­ ной кривой представительного участка квазистационарного режима,

фильтрации. В реальных пластах для определения гидрогеологиче­ ских параметров обычно достаточно провести откачку из несовер­ шенных скважин длительностью 2 —3 ч.

в. Откачки в пласте ограниченной мощности

Обработка данных откачек, проводимых в пластах ограничен­ ной мощности (см. рис. 37, е), для начального нестационарного пе­ риода откачки существенно затруднена, поскольку характер про­

107

Значительно более простыми оказываются расчетные зависи­ мости для наблюдательных скважин, располагаемых на рассто­ янии более длины фильтра от центральной скважины при наступ­ лении квазистационарного режима фильтрации, когда уравнение, описывающее понижение уровня, можно представить в следующем виде [10, 11, 36]:

Следует иметь в виду, что оценка влияния гидродинамическо­ го несовершенства опытного куста с использованием уравнения (4.17) приемлема только при условии сравнительно однородного строения водоносного пласта и может приводить к заметным по­ грешностям при существенных проявлениях слоистости пласта.

Уравнение (4.17) позволяет провести обработку данных пони­ жений уровня и наблюдательных скважин, удаленных на рассто­ яние более длины фильтра от центральной скважины путем по­ строения графика зависимости St от lg t, который должен иметь прямолинейный характер с угловым коэффициентом 0,183 Q. Сни­ мая с этого графика значения понижений Si и $2 , соответствующие значениям lg ti и lg t%, можно определить проводимость пласта по формуле

а по значению so» отсекаемому этой прямой на оси s, определится коэффициент пьезопроводности по формуле

Проводимость пласта при квазистационарном режиме откачки может быть также определена по разнице понижений в двух на­ блюдательных скважинах, находящихся от центральной на рассто­ яниях г1 и г2 , используя формулу

непосредственно следующую из (4. 17), причем |і и | 2 определяются для соответствующих наблюдательных скважин.

Условие квазистационарности потока предварительно может быть установлено исходя из прямолинейного характера графика

108

зависимости s от lg 1. После определения коэффициента пьезопро­ водности можно оценить время наступления квазистационарного режима

понижения уровня в любой точке пласта, получаются из аналогич­ ных зависимостей для изотропных пластов путем деформации одной

определения понижения уровня в наблюдательных скважинах оста­ ется в силе выражение (4. 1), в котором только при определении р по табл. 23 следует принимать

уровне с центральной при k < kz может оказаться г |Лд<0,3; в этом случае следует считать

ПО