Проблемы гидрогеоэкологии. Том 2 - Мироненко В.А.
ISBN 5-7418-0123-4
Скачать (прямая ссылка):
5) последние требуют задания большого числа расчетных частиц N— в рамках принятого в программе метода случайных блужданий
— в сочетании с малым размером временного шага, удовлетворяющего известному условию Куранта (превышение этого условия в 5-10 раз допускалось нами лишь в непосредственной прискважинной зоне; на деле, вычисления велись при N=* 300-1000, причем максимальное число частиц принималось при моделировании импульсных за-
пусков, и при А/=0,01-0,002 сут, что требовало 100-500 временных шагов при принятом расчетном периоде ^max= 1 сут: при несоблюдении этих требований в промежуточных точках поля возникали большие осцилляции концентраций с появлением значений, существенно, иногда — в несколько раз, превышающих заданную входную величину;*
б) авторы программы ASM рекомендуют увязывать размеры сеточных блоков с параметрами дисперсивиости, так, чтобы последние
и дт) не превышали первых (Ах и Ау), — это улучшает качество
расчетов методом случайных блужданий; вместе с тем, с ростом отношения Ах/дь понижается чувствительность результатов к параметрам дисперсии, и поэтому мы старались придерживаться соотношения: Ах=Ay s (l+5)0LnpH<5T=^Q,5*(U)<5i,
Проведенные численные эксперименты позволяют прийти к следующим выводам применительно к рассмотренной крупноблочной трещиноватой среде.
Опыты с центральной нагнетательной скважиной дают практически неприемлемые результаты, что связано с подавляющей ролью миграции индикатора по «макротрещинам»: быстро достигая ближайших сильнопроницаемых зон, основная доля индикатора в последующем движется лишь в пределах «макротрещинного» пространства, так что показания наблюдательных скважин решающим образом зависят от их расположения относительно «макротрещин». При этом расчетные величины активной емкости (я) могут принимать практически любые значения, начиная от очень малых величин — по наблюдательным скважинам, пересекающим макротрещины, — до неправдоподобно больших значений — по скважинам, приуроченным к центральным частям «матричных» блоков (несмотря на то, что проницаемость последних в рассмотренных примерах была, сама по себе, весьма высокой). Результаты сильно зависят от принятых параметров дисперсии и молекулярной диффузии: с увеличением последних гетерогенное поведение среды несколько сглаживается, так что при запуске теплового трассера и при характерных для горных п^род коэффициентах температуропроводности (порядка 10" м /сек) можно рассчитывать на более-менее удовлетворительное
* Правда, даже в этих условиях выходная концентрация в откачивающей скважине вела себя довольно устойчиво.
определение обобщенною параметра теплообмена или удельной поверхности блоков.
Теоретически рассуждая, результаты опробования по схеме с нагнетанием в центральную скважину можно улучшить, уменьшая расход нагнетания: в случае гетерогенно-неоднородных сред результаты миграционных экспериментов зависят от величины расхода нелинейно, так как примерно эквивалентное уменьшение скоростей переноса по наиболее проницаемым зонам сопровождается ростом относительной роли дисперсионно-диффузионного поступления вещества в относительно слабопроницаемую матрицу, т.е., в конечном счете, сглаживанием гетерогенного поведения системы. И действительно, численные эксперименты подтверждают это предположение: расчетные показатели активной пористости при значительных величинах дисперсивности (dL - 1 м, От - 0,5 м) оказываются ближе к
заданной на модели цифре. Однако практические возможности такого подхода часто сильно ограничиваются другим критическим фактором — влиянием естественного потока, которое для этой экспериментальной схемы вообще особенно велико (ввиду быстрого падения наведенных градиентов с удалением от скважин), а в данном случае усугубляется макротрещинами, перехватывающими индикатор на путях его возможного движения к наблюдательным скважинам. В рассматриваемом примере сильное искажающее влияние естественного потока с градиентом I - 0,001 проявилось уже на расстоянии порядка 10 м от центральной скважины, что практически исключает целесообразность проведения опробования с уменьшенным (по сравнению с заданным) расходом. Таким образом, наличие макротрещин в сочетании с естественным градиентом уже само по себе может сделать испытание поданной схеме бесполезным. Еще менее определенными оказываются опыты с запуском индикатора в естественном потоке, решающим образом зависящие от расположения точки запуска относительно макротрещин.
Наоборот, опыты с «дуплетным» кустом дают практически приемлемые результаты даже в худших вариантах расположения опытных скважин, когда обе они приурочены к «матрице»: максимальные отклонения (обычно в большую сторону) расчетной емкости от заданной не превышали 50%, — при использовании значений выходной относительной концентрации в диапазоне с* 0,2-Ю,5. Последнее требование вполне согласуется с аналитическим решением для гомогенных сред, из которого следует, что в этом диапазоне имеет место
практически линейный рост относительного объема (массы) откачанного индикатора во времени. Интерпретация по первому времени появляёния индикатора в откачиваемой воде (t^ подвержена существенно большим колебаниям и дает, в целом, тем худшие результаты, чем слабее дисперсионно-диффузионные свойства пласта*; однако, она также не приводит к неправдоподобным значениям активной емкости, хотя погрешности достигают сотен процентов. Примерно тот же уровень погрешностей отмечается и при кратковременных импульсных запусках; на выходной кривой при этом может фиксироваться несколько «пиковых» значений концентрации, в чем еще раз проявляется нелинейность процесса миграции в изучаемой гетерогенной среде.
