Плутоний Фундаментальные проблемы Том 2 - Надыкто Б.А.
Скачать (прямая ссылка):
Многоточечная
нагнетательная
скважина
Собирательная скважина'
(о>
Нагнетательные отверстияf (с интервалом ~1 метр)
Поток через основной массив породы ------------10 м
¦ ¦ ¦ ¦
Собирательные площадки (с интервалом ~1 метр)
- Поток по трещине >I
?
торы не попали в собирательные скважины даже через шесть месяцев после нагнетания. Образцы, взятые из испытательного блока, в настоящее время анализируются, чтобы определить, насколько далеко были перенесены индикаторы.
Испытание фазы Ia было проведено в туфе Calico Hills Formation. В этом испытании индикаторы вводились через единичные отверстия в каждой из четырех горизонтальных скважин с двумя скоростями: 1 и 10 мл/ч. Через 8 месяцев после непрерывного нагнетания мы начали брать вертикальные срезы испытательного блока путем поэтапного бурения поверхности породы, чтобы сделать замеры переноса индикатора (рис. 13). Это было испытание “вслепую” в том смысле, что мы использовали расчеты переноса, чтобы предсказать движение индикатора и место бурения породы. Сейчас мы сравниваем расчеты с результатами измерений для несорби-рующегося флуоресцентного индикатора и начинаем анализировать образцы на наличие в них реактивных и коллоидных индикаторов.
Оказывается, что в туфе Calico Hills действуют большие капиллярные силы, которые будут модулировать течение вдоль трещины, исходящее из вышележащих слоев породы, уменьшая импульсы инфильтрационного потока воды и обеспечивая обширный контакт между радионуклидами и основным массивом горной породы. Даже если жидкость нагнетается недалеко от трещины, вода быстро всасывается в окружающий основной массив, а поток по
Рис. 13. Конечный участок породы в испытаниях фазы Ia, проводимых в туфе Calico Hills
Испытания фазы Ia заключались в том, что флуоресцирующий индикатор нагнетался в туф Calico Hills через один вход в каждой из четырех горизонтальных скважин (см. постановку испытаний на рис. 11). Через 8 месяцев после непрерывного нагнетания мы облучали вертикальные срезы испытательного блока, полученные путем поэтапного снятия туфа. На этой фотографии вертикальная плоскость проходит через выход четырех скважин. Ультрафиолетовые лучи позволяют выявить наличие флуоресцирующего индикатора (желто-зеленые участки) вокруг отверстий этих скважин. Два флуоресцентных участка большего размера являются результатом нагнетания со скоростью 10 мл/ч; участки меньшего размера - результат нагнетания со скоростью 1 мл/ч. Оказывается, перенос индикатора осуществляется в основном за счет рассеяния при капиллярной фильтрации. Верхняя левая скважина демонстрирует диффузию индикатора в двух перпендикулярных плоскостях вследствие наличия левой стенки. Более яркая желто-зеленая полоса в направлении нижней части центральной флуоресцентной области показывает накопление индикатора на границе между двумя подслоями туфов Calico Hills, разделенными 3-5 см содержащего кремний пепла. Другая граница, с большим содержанием глины, проходит горизонтально над верхней левой областью скважины, препятствуя капиллярной фильтрации, направленной вверх
Number 26 2000 Los Alamos Science
485
Гора Юкка
Насыщение жидкостью 10.45
0.40
*
0.35
Стратиграфическая граница с пеплом
Рис. 14. Капиллярное течение в испытании фазы Ia в сравнении с прогнозами моделирования
Нижняя фотография, представляющая центральный флуоресцентный участок на рис. 13, не показывает заметного потока с индикатором вдоль основной трещины, которая проходит по диагонали ниже места нагнетания. Незначительный перенос индикатора вдоль этой трещины показывает, что последняя ведет себя как большая пора в пористом массиве. Фотография также показывает накопление индикатора (более яркая желто-зеленая полоса) на слое пепла, который тормозит перенос индикатора. Расчет переноса индикатора (верхнее изображение) хорошо согласуется с результатами испытаний. Асимметричная форма переноса индикатора является точной; к сожалению, наша модель не учитывает стратиграфическую границу, образованную тонким слоем пепла. Сейчас мы вносим изменения в программы, чтобы учитывать влияние неоднородностей такого типа
трещине оказывается незначительным по сравнению с диффузией в основном массиве (рис. 14). Такие результаты предвещают хорошую эффективность естественных барьеров в хранилище: перенос воды из трещин в основной массив породы будет приводить к увеличению контакта с сорбирующими минералами, такими как цеолиты и глины. Диффузия в основном массиве и сорбция будут способствовать увеличению времени переноса радионуклидов.
Там, где нет неоднородностей (таких как стратиграфические границы), наши прогнозы по переносу несорбирующих-ся индикаторов хорошо согласуются с результатами измерений, отражая асимметричный перенос, который является результатом нагнетания жидкости через одно отверстие на одной стороне скважины. Более того, наша модель предсказывает преобладание капиллярной фильтрации над фильтрацией по трещинам в стекловатых (пепловых) туфах
Calico Hills (см. рис. 14). Однако модель не учитывает границы между подслоями туфов; оказывается, эти границы локально сдерживают перенос индикатора, независимо от того, где проходит граница - выше или ниже скважины.
