Проблемы гидрогеоэкологии. Том 2 - Мироненко В.А.
ISBN 5-7418-0123-4
Скачать (прямая ссылка):
В целом, опыты должны проводиться в режимах, позволяющих охватить индикаторным воздействием достаточно представительную по масштабам область; это относится прежде всего к трещиноватым породам, что следует из особенностей макроблочного строения среды и анизотропии ее фильтрационных свойств.
При пренебрежимо малой емкости пористых блоков распространение индикатора характеризуется сравнительно большими скоростями, так что за несколько суток реально может быть охвачена зона радиусом в десятки, а иногда и первые сотни метров:
/ , \l/2 lqtr\
пп ’ (15.1)
\ /
где tr — время прихода основной массы (несорбируемого) индикатора к скважине, удаленной на расстояние г от центральной*; q — приведенный дебит скважины; п — активная трещиноватость (ориентировочно определенная, например, по запуску трассера при проведении кустовой откачки). При опытах в естественных потоках, ориентированных на оценку параметра поперечной дисперсии, группы наблюдательных скважин должны располагаться по линиям, нормальным направлению фильтрационного потока, с отклонением до 15-20° от него.
* При дуплетном опробовании здесь под величиной г следует понимать половину расстояния между скважинами.
При доминирующей емкости блоков, когда для интерпретации опыта заведомо оправдано применение решения Ловерье (14.35), уже через относительно короткое время значительная доля индикатора усваивается порами и скорость его продвижения по трещинам существенно определяется интенсивностью процессов молекулярной диффузии в блоках. Для сугубо ориентировочных оценок можно считать, что при характерной пористости 25-30% и времени, измеряемом первыми сутками, целесообразное максимальное значение г (м) имеет порядок 10 Vqmb (где тв — характерный размер блоков). Чаще всего в подобных породах с довольно высокими массообменными свойствами за указанное время охватывается зона радиусом 5-10 м, реже, при крупных размерах блоков, — первые десятки метров; при этом, однако, малые концентрации индикатора могут отмечаться и в пьезометрах, существенно удаленных от его основного фронта. Характерно, что при опробовании трещиновато-пористых комплексов время tr сильно зависит от расстояния (г) между скважинами: tr~r4.
Трудности выбора оптимального расположения наблюдательных скважин в этих условиях могут приводить к осложнениям противоречивого свойства. Так, при излишне большом удалении пьезометров (время t велико) скорость переноса будет полностью определяться диффузией индикатора в блоки. Наряду с увеличением требуемой продолжительности опыта, это приведет к тому, что значения активной трещиноватости окажутся практически неопределенными; для исправления ситуации полезно в данном случае повторить опыт с индикатором, не усваиваемым блоками (например, некоторые растворимые полимеры), — если, конечно, определение упомянутого параметра имеет какой-то смысл в этих условиях.
Наоборот, при слишком близком расположении пьезометров диффузия в блоки выражена недостаточно чет-
ко, а взаимное наложение молекулярного переноса в блоки и гидродисперсии по трещинам делает опыт трудно интерпретируемым (см. разд. 14.3); в этом случае для повышения информативности опыта целесообразно повторить его с тепловым индикатором, намного интенсивнее усваиваемым блоками. Подробнее эти вопросы рассматриваются в разд. 15.3.
Во всех вариантах расстояния между скважинами (минимальные масштабы опробования должны удовлет-
ворять требованиям сплошности среды; для трещиноватых пород это равносильно условию, что величина rmin/тб или rmin/дь (где тб — размер блока; дь — константа микродисперсии) , примерно отвечающая характерным числам Пекле, имеет порядок, как минимум, нескольких десятков. В противном случае, более-менее достоверные результаты может дать лишь дуплетное опробование, особенно когда оно проводится при нескольких, последовательно возрастающих, расстояниях между скважинами дуплета.
Односкважинная схема эксперимента позволяет достаточно надежно идентифицировать обменные процессы при выполнении критерияв t* >0,1 п2/Хм, т.е. время выстаивания индикатора в пласте it*) порядка нескольких часов — десятков часов оказывается обычно достаточным.
15.1.3. Обоснование интервалов опробования и конструкций скважин
Весьма желательно, хотя и не всегда выполнимо на практике, соблюдение условия сплошности трещиноватой среды также при выборе длины опытного интервала:
число водопроводящих трещин, пересекаемых скважиной в интервале опробования, не должно быть слишком малым.* В противном случае интерпретация опытов остается весьма неопределенной и их лучше заранее ориентировать на условия, максимально приближающиеся к опытно-эксплуатационным, т.е. на длительное опробование всего водоносного комплекса или той его части, которая будет вскрываться эксплуатационными скважинами (выработками) . Если это требование технически трудно выполнимо, то следует избегать объединения одним опытным интервалом нескольких зон в разрезе пласта, заметно различающихся по своим фильтрационным параметрам (здесь, например, следует учитывать характерные тенденции к уменьшению степени трещиноватости пород с глубиной, а также резко повышенную проницаемость карбонатных пород вблизи уровня грунтовых вод): вынужденное усреднение скорости фильтрации и концентрации индикатора неизбежно приведет к серьезным погрешностями при оценке активной емкости. Наиболее эффективное и целенаправленное распределение расхода нагнетаемой в пласт индикаторной жидкости по стволу скважины достигается использованием тампонов и пакеров (см. разд. 19.3).
