Диагностика анализ особенностей водопритока к скважинам

Выяснение общих закономерностей формирования понижений в скважинах при их работе в различных гидрогеологических условиях имеет важное диагностическое значение при интерпретации данных опытных и эксплуатационных откачек. Зная, какими особенностями характеризуются теоретические графики зависимости понижения уровня воды в скважине от времени для типовых гидрогеологических условий, т. е. для типовых расчетных схем, можно путем сопоставле­ния опытных' графиков с теоретическими (эталонными) уточнить, ка­кую гидродинамическую структуру имел поток в процессе опыта и ка­кой теоретической расчетной схеме отвечала фильтрация, и в соот­ветствии с этим выбрать уравнения для гидродинамических расчетов.

При мониторинге за нарушенным режимом подземных вод в зоне действия водозаборов (аналогично описанному для плоскопараллельной фильтрации можно диагностическим анализом выя­вить факторы, формирующие этот режим, и установить, правильно ли была принята расчетная схема и оценены условия формирования по­нижений.

Рассмотрим закономерности формирования понижений при откачке для трех эталонных схем: неограниченный и полуограниченные пласты с граничными условиями первого и второго родов. Такие диагностические графики показаны на рисунке ниже.

Формирование депрессионных кривых при откачке из скважин

Где,а — изолированный неограниченный напорный пласт (I, II — зоны соответственно неста­ционарной и квазистационарной фильтрации); б, в — полуограиичениый напорный пласт с граничным условием первого (б) и второго в) родов (I, II, III — периоды формирования депрессионной поверхности)

В формировании депрессионной кривой в неограниченном потоке выделяют два периода с нестационарной и квазистационарной филь­трацией. Первому на графике отвечает зона нели­нейной связи S ln f₀, второму (с момента ln f₀) —линейная связь при которой темп снижения уровня постоянен и ха­рактеризуется тангенсом угла α наклона прямой к оси абсцисс (ln f₀). Как видно из уравнения  тангенс угла а_г зависит от сомножи­теля, стоящего перед ln f₀ и связан с величиной водопроводимости пласта. Чем больше Т, тем меньше значение тангенса, а следовательно, меньше зона наклона прямолинейного участка графика.

В полуограниченном пласте с граничным условием второго рода тоже выделяют три периода в формировании депрессионной поверх­ности  в): I — начальный, в течение которого влияние границы отсутствует; II — переходный, в течение которого влияние границы нарастает согласно уравнению; III — интенсивного квазистационарного режима по , при котором снижение, уров­ней происходит при удвоенном дебите скважины, ч. График S — ln f₀  в этот пе­риод прямолинеен и уклон его в два раза больше, че у графика для такого же по фильтрационным свойствам неограниченного пласта.

Из анализа следует, что некоторое время графики S — ln f₀  по­хожи для всех трех расчетных схем и только со временем начинают различаться. Наиболее полно проявляются диагностические законо­мерности в изменении понижения во времени для скважины, из которой идет откачка, и в непосредственной близости от нее. На удалении по­нижение уровня начинается не сразу, и чем дальше расположена на­блюдательная точка, тем позже оно начинается. Поэтому не все диаг­ностические особенности успевают отразиться на графике S — ln f₀ . Как показывает анализ (см. выше), в полуограниченных потоках их гидродинамическая структура в начале откачки мо­жет не совпадать с гидрогеологической структурой, установленной по данным бурения, геофизических и других работ. Они идентифици­руются в процессе опыта (откачки) постепенно, по мере проявления действия граничных элементов ГГС. Следует отметить, что по форме опытных графиков S — ln f₀  можно выявить наличие внутренних гра­ниц в пласте (резкий фациальный переход, разрывное нарушение), которые в процессе изысканий не были установлены, но влияют на динамику потока при откачке.