Проблемы гидрогеоэкологии. Том 2 - Мироненко В.А.
ISBN 5-7418-0123-4
Скачать (прямая ссылка):
(15.3)
Однако и в этом варианте планирование далеко не всегда может привести к желаемым результатам, поскольку принятая по (15.3) длительность эксперимента заставляет ориентироваться на расчетные концентрации с > 0,5 (часто с > 0,8-0,9). Это сильно сказывается на точности определения не только коэффициента трещиноватости, но и массообменного комплекса.
Из (15.2) физически ясно, что уменьшить требуемый масштаб эксперимента можно также, снизив расходд нагнетания д (тем самым увеличивается длительность контакта индикатора, находящегося в трещинах, с пористыми блоками); однако это может привести к осложнениям иного свойства, в частности, к более серьезносму искажению создаваемого опытного возмущения естественным фильтрационным потокам.
Приведенные критериальные соотношения (15.2) и
(15.3) могут, вообще говоря, использоваться и для планирования дуплетного опробования трещиновато-пористых пород. В этом, однако, нет настоятельной необходимости: чувствительность дуплетного опробования к дис-персивности dL — весьма низкая (по крайней мере, при концентрациях более 0,1-0,2 — см. рис. 14.7), что в данном случае следует воспринимать как еще одно преимущество этой опытной схемы. К тому же, дисперсивность можно оценить посредством импульсного дуплетного запуска.
Рассмотрим теперь вопрос об учете гидрохимической инерционности наблюдательных скважин (см. разд. 14.4). В общем случае, она вынуждает предусматривать специальное оборудование для кратковременной прокачки скважины перед отбором пробы. Для трещиновато-пористых пород с высокими массообменными свойствами существует и альтернативный вариант — выбрать масштаб опробования, позволяющий свести к минимуму искажающее влияние инерционности (см. 14.68). Однако, при низких массообменных свойствах это требует опять-таки больших масштабов опробования: например, если критерий (15.2) выполняется «на пределе» (г = rmin), то из (14.68) вытекает требование:
5гн/%г<п, (15.4)
согласно которому величина г/гн (где гн —радиус наблюдательной скважины) должна иметь порядок 103. В данном варианте только одновременное выполнение критериев (15.2) и (15.4) позволяет пренебречь дисперсией по трещинам и инерционностью наблюдательных систем, т.е. рассчитывать на интерпретацию опыта согласно простейшему решению (14.35) для гетерогенной среды. В противном случае, следует более внимательно рассмотреть возможности дуплетного опробования.
Итак, на первый взгляд, для специально проходимых опытно-миграционных кустов всегда можно снизить влияние основных нежелательных эффектов путем наращивания масштаба эксперимента, т.е. увеличивая расстояние до наблюдательных скважин. Однако, максимально допустимое расстояние между оптыными скважинами гтах также контролируется рядом факторов — прежде всего скоростью и направлением естественного фильтрационного потока, искажающее влияние которого должно ограничиваться при планировании опыта. Если задаться уровнем погрешности в оценке трещиноватости 15-20%, то допустимое значение можно найти по графику (см.
169
рис. 14.4); для наименее благоприятного случая расположения луча скважин против потока имеем соотношение:
г<гтах~ °»° 5?/V
это условие может оказаться весьма жестким. При дуп-летном опробовании соответствующее предельно допустимое расстояние между скважинами гтах может быть увеличено в несколько раз. Во всех вариантах ось «дуплета» предпочтительнее ориентировать по направлению естественного потока, так как при этом искажающее влияние последнего будет минимальным и легче учитываемым. Ситуация, однако, может существенно осложниться наложением плановой анизотропии, с возможностью проявления которой всегда приходится считаться в трещиноватых породах (см. разд. 14.1.4). В этом случае оптимальная ориентация основного луча (оси «дуплета») и величи-на гтах подбираются расчетом, исходя из направлений и скорости естественного потока и главных направлений анизотропии (если они известны — разд. 20.1.4).
На расстояния ттах есть и другие ограничения: при слишком большом удалении скважин падает значимость массопереноса по трещинам по сравнению с молекулярно-диффузионным оттоком в блоки, что приводит к возрастанию погрешностей при определении активной трещиноватости в средах с высокими массообменными параметрами. К тому же, с удалением наблюдательных скважин резко увеличивается требуемая длительность эксперимента (при больших значениях г она пропорциональна г4) и, конечно, возрастает расход индкатора.
Таким образом, из сказанного следует вывод о том, что в некоторых случаях опыты с химическим индикатором ограничены слишком жесткими требованиями и тогда их планирование может вообще не гарантировать приемлемого варианта размещения скважин (или приемлемых временных диапазонов для уже оборудованных точек наблюдений) ; скорее всего, такое положение может возник-
170
нуть при изучении миграционными опытами трещиновато-пористой среды с низкими массообменными параметрами (А^ 10 сут'1), которая, вместе в тем, не может трактоваться как гомогенная трещиноватоая среда. В этой ситуации либо приходится идти на заведомое ухудшение качества эксперимента (доверяя, согласно критерию
