Особенности фильтрации

Радиальная и планово-радиальная (фильтрация формируется при движении воды к скважинам. Для совершен­ных по степени вскрытия пласта скважин при В,L⩾т выполняется условие , и фильтрация в неограниченном по распространению пласте схематизируется в силу симметрии потока к радиальной, а при наличии границ — к планово-радиальной. Несколько ра­ботающих в пласте скважин приводят к «обобщенной» скважине, гид­родинамический эффект от действия которой аналогичен одиночной скважине радиусом R₀ с дебитом, равным суммарному дебиту всех взаимодействующих скважин.

В формировании нестационарной фильтрации выделяют три ста­дии: а) нестационарную (нерегулярный режим); б) квазистационарную (регулярный режим); в) стационарную (стационарный режим). В про­цессе формирования фильтрации выделяют два периода: первый, когда поток принимается неограниченным в плане, и второй, в течение ко­торого действие границ является ведущим, а поток считается ограни­ченным. На рисунке ниже показаны схемы с открытой внешней границей, на которой задано условие Н_к = сonst (схемы а, б), и с закрытой, непроницаемой, где Q=0 (схемы в, г). Вначале зона влияния откачки R_пр<R_к — это расстояние до границы, и процесс развития депрес­сионной воронки идет как в неограниченном пласте. С момента, когда R_пр=R_к, начинают влиять внешние границы, но различно: граница первого рода уменьшает скорость снижения уровней, и быстро насту­пает стабилизация; граница второго рода, наобо­рот, ускоряет темп снижения уровней, и могут произойти сработка всего избыточного напора и частичное осушение пласта.

Схема формирования депрессионных воронок в зоне действия скважины в пласте с граничным условием первого рода Н_к=const и второго рода Q=0 

Основным граничным условием на скважине является задание ее расхода Q_cкв постоянным во времени, в сложных случаях график Q_cкв = f(t) аппроксимируется ступенчатой линией. Менее распро­странено граничное условие в виде постоянного уровня воды в сква­жине, которое не позволяет использовать метод суперпозиции. Из рисунка видно, что при условии Q_cкв =const на стенке скважины уклон пьезометрической кривой постоянен во времени, что и обеспе­чивает выполнение граничного условия. В этом случае наблюдаются:развитие воронки по площади и уменьшение скорости снижения уровня воды в пласте. При Н_скв = const формируется близкая .ситуация, однако характер динамики уровня иной, так как на стенке скважины градиент потока уменьшается во времени, что обусловливает сниже­ние величины расхода скважины.

Фильтрация изучена главным образом в однородных и условно однородных толщах, к которым приводятся пласты с хаотической не­однородностью. Решения получены при отсутствии инфильтрацион­ного питания и не учитывают наличия естественного (бытового) по­тока подземных вод (уклон естественного потока I_б =0, что отвечает схеме «бассейна».

Схема работы скважины с граничными условиями первого и второго родов