Уральский Государственный Горный Университет
Институт геологии и геофизики
Кафедра: гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине «Динамика подземных вод»
на тему: Расчетное моделирование кустовой откачки
Преподаватель: Тагильцев С.Н.
Студентка: Меделян С.С.
Группа: ПГ (ГИГ)-4-2з
Екатеринбург
2015 г
CОДЕРЖАНИЕ
|
ВВЕДЕНИЕ |
3 |
|
|
1. |
Построение и обработка графиков прослеживания уровней |
4 |
|
1.1. |
Расчет моментов времени реакции скважин и развития квазистационарного режима |
4 |
|
1.2. |
Методика построения графиков и их анализ |
|
|
2. |
Оценка правильности расположения наблюдательных скважин и обоснование оптимальной схемы куста |
|
|
ЗАКЛЮЧЕНИЕ |
||
|
Список использованной литературы |
||
Список рисунков в тексте |
||
|
1. |
Временной график прослеживания понижения по скважинам (S÷lgt) |
|
|
2. |
Комбинированный
график прослеживания понижения по скважинам (S÷ |
|
|
3. |
Площадной график
прослеживания понижения на три момента времени (S÷
|
|
Список таблиц в тексте |
||
|
1. |
Исходные данные |
|
|
1.1. |
Моменты времени реакции скважин на откачку и развитие квазистационарного режима |
|
|
1.2. |
Характеристика скорости реагирования скважин |
|
|
1.3. |
Промежуточные
параметры – tрасч,
u, W(u), |
|
|
1.4. |
Значения для построения площадных графиков прослеживания по скважинам: r, lg r, S |
|
|
2.1. |
Гидродинамическая характеристика наблюдательных скважин по степени удаления от центральной скважины |
ВВЕДЕНИЕ
Среди разнообразных гидрогеологических исследований кустовые откачки воды из скважин занимают особое место, так как являются наиболее надежным методом получения расчетных гидрогеологических параметров: коэффициентов водопроводимости, пьезопроводности, перетекания, сопротивления русловых отложений и ряда других. Достоверность этих параметров – необходимое условие надежности гидрогеологических прогнозов, выполняемых при решении многочисленных задач народного хозяйства.
При планировании кустовых отка0чек одной из главных задач является достоверное прогнозирование возможных результатов будущего опыта. Решение данной задачи позволяет обосновать рациональную схему куста скважин, учитывающей возможные предельные варианты гидродинамической схемы пласта. Обоснованная схема куста и продуманная методика проведения опытно-фильтрационных работ позволяет в дальнейшем, после получения результатов, выполнить уверенную диагностику всех необходимых параметров и граничных условий изучаемого пласта.
С помощью кустовых откачек решаются разнообразные гидрогеологические задачи:
1. достоверное определение гидрогеологических параметров;
2. оценка граничных условий пласта;
3. обоснование геофильтрационной схемы.
Таблица 1.
Исходные данные
|
T, м2/сут |
а, м2/сут |
Q, м2/сут |
rc, м |
r1, м |
r2, м |
r3, м |
r4, м |
tот, сут |
|
102 |
7*105 |
103 |
10-1 |
100 |
101 |
102 |
103 |
30 |
В таблице приняты следующие значения:
T – водопроводимость;
а – коэффициент пьезопроводности (уровнепроводности);
Q – дебит воды при откачке;
rc – радиус центральной скважины;
r1, 2….n – расстояние до наблюдаемых скважин, начиная с ближних;
tот – продолжительность откачки.
Предполагаемая гидродинамическая схема пласта представляет собой куст скважин, в котором есть ближние, удаленные и дальние скважины. В зависимости от расположения наблюдательных скважин относительно центральной (возмущающей) скважины, все они решают, кроме общих, и самостоятельные задачи. Эти задачи особенно различаются при сложных граничных условиях пласта, наличии неоднородности и внутренних источников питания Данная схема характерна для безграничного однородного изолированного пласта.
1. Построение и обработка графиков прослеживания уровней
1.1. Расчет моментов времени реакции скважин и развития квазистационарного режима
В первую очередь рассчитываются tвл для каждой наблюдательной скважины в сутках и минутах.
Момент возникновения реакции на откуачку можно оценить, используя уравнение:
,
(1.1)
где Rвл- радиус влияния, м;
a – коэффициент уровнепроводимости или пьезопроводимости, м2/сут;
tвл – время влияния (реакции), сут.
Следовательно:
,
(1.2)
Далее рассчитывается значение tкв для каждой наблюдательной скважины. Наступление квазистационарного режима ( tкв) можно оценить, исходя из уравнения:
,
(1.3)
где tкв – время наступления квазистационарного режима, сут;
rкв – радиус зоны квазистационарного режима, м.
Опираясь на уравнение (1.3), можно получить:
.
(1.4)
В гидрогеологической практике обычно используется уравнение с коэффициентом «2,5». В этом случае расчетное время наступления квазистационарного режима в наблюдательной скважине в 30 раз больше, чем время начала влияния откачки. При необходимости достоверного прослеживания квазистационарного режима, т.е. для оценки tкв с помощью уравнения (1.4), следует использовать коэффициент 8,2. В этом случае соотношение tкв/ tвл= 100.
Рассчитаем 
и tвл
для всех скважин:
1)
центральная скважина: 
,
,
2) скважина 1 
,
,
3) скважина 2 
,
,
4) скважина 3 
,
,
5)
скважина 4 
,
.
Значения моментов времени реакции скважин на откачку (tвл) и развитие квазистационарного режима в скважинах (tкв) сведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1
Моменты времени реакции скважин на откачку и развитие квазистационарного режима
|
Скважина |
Центр.скв |
Скв.1 |
Скв.2 |
Скв.3 |
Скв.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При дальнейшем изложении будет использоваться последнее соотношение, что связано с удобством ориентировочных оценок и более высокой достоверностью установления момента времени, начиная с которого можно начинать уверенное прослеживание квазистационарного режима. В некоторых случаях возникает необходимость оценивать время, за которое определенное расстояние будет соответствовать условному радиусу питания:
,
(1.5)
где
- условный радиус
питания, м;
- время достижения .
Опираясь на уравнение (1.5), получим:
.
(1.6)
Принимая
расстояние до наблюдательной скважины равным радиусу питания, можно получить
значение для конкретной
наблюдательной скважины.
Рассчитаем 
для всех скважин:
1)
центральная скважина: 
,
2)
скважина 1 
,
3)
скважина 2 
,
4)
скважина 3 
,
5)
скважина 4 
,
Значения времени достижения условного радиуса питания
() для каждой
скважины и характеристика скорости реагирования скважин сведены в таблице 1.2.
Таблица 1.2.
Характеристика скорости реагирования скважин
|
Скважина |
Центр.скв |
Скв.1 |
Скв.2 |
Скв.3 |
Скв.4 |
|
|
0.1 |
1 |
10 |
100 |
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
название реакции |
мгновенная |
практически мгновенная |
быстрая |
быстрая |
замедленная |
1.2. Методика построения графиков и их анализ
Сначала выполняется построение временных графиков прослеживания понижения уровней (S÷lgt). Расчет графиков ведется, начиная со значения времени близкого к tвл, по уравнению Тэйса:
, (1.7)
,
(1.8)
где:
S – понижение уровня в определенной скважине (SЦ, S1, S2, S3, S4);
Т – водопроводимость (Т=100 м2/сут);
Q – расход центральной скважины (Q = 1000 м2/сут);
R – расстояние до точки измерения понижений (см.табл. 1);
t – момент времени;
W(u) – специальная функция.
Расчётные моменты времени относятся к периоду, который
начинается с 
и заканчивается 
. Следует отметить,
что , определенное по
уравнению (1.4), с применением коэффициента 8,2, соответствует значению u≈0,03. Можно продолжать расчеты до u=0,001.
Достижение значений u=0,03÷0,001 означает, что скважина находится в зоне хорошо выраженного квазистационарного режима. При условии tрасч> tкв, понижение уровня в скважине следует рассчитывать на основании уравнения Джейкоба:
.
(1.9)
Последним расчетным моментом времени является t=30
суток. В центральной скважине и в близких наблюдательных скважинах <1 минуты. В этих
случаях расчеты выполняем по зависимости Джейкоба.
Промежуточные параметры – tрасч, u, W(u), 
и
значения понижения для всех скважин предоставлены в таблице 1.3.
Таблица1.3.
Для скважины 4
|
t, мин |
lg t, мин |
|
t, сут |
u |
W(u) |
S, м |
|
1,0 |
0,0 |
-6,00 |
0,0007 |
- |
- |
- |
|
1,26 |
0,1 |
-5,90 |
0,0009 |
- |
- |
- |
|
1,59 |
0,2 |
-5,80 |
0,0011 |
- |
- |
- |
|
2,0 |
0,301 |
-5,70 |
0,0014 |
- |
- |
- |
|
2,5 |
0,398 |
-5,60 |
0,0017 |
- |
- |
- |
|
3,0 |
0,477 |
-5,52 |
0,0021 |
- |
- |
- |
|
4,0 |
0,602 |
-5,40 |
0,0028 |
- |
- |
- |
|
5,0 |
0,699 |
-5,30 |
0,0035 |
- |
- |
- |
|
6,0 |
0,778 |
-5,22 |
0,0042 |
- |
- |
- |
|
8,0 |
0,903 |
-5,10 |
0,0056 |
- |
- |
- |
|
10,0 |
1,0 |
-5,00 |
0,0069 |
- |
- |
- |
|
12,5 |
1,1 |
-4,90 |
0,0087 |
- |
- |
- |
|
16,0 |
1,2 |
-4,80 |
0,0111 |
- |
- |
- |
|
20,0 |
1,3 |
-4,70 |
0,0138 |
- |
- |
- |
|
25,0 |
1,4 |
-4,60 |
0,0173 |
- |
- |
- |
|
30,0 |
1,5 |
-4,52 |
0,0208 |
- |
- |
- |
|
40,0 |
1,6 |
-4,40 |
0,0277 |
- |
- |
- |
|
50,0 |
1,7 |
-4,30 |
0,0347 |
- |
- |
- |
|
60,0 |
1,8 |
-4,22 |
0,0416 |
- |
- |
- |
|
80,0 |
1,9 |
-4,10 |
0,0555 |
- |
- |
- |
|
100,0 |
2,0 |
-4,00 |
0,0694 |
5,143 |
0,001 |
0,001 |
|
120,0 |
2,08 |
-3,92 |
0,0833 |
4,286 |
0,004 |
0,003 |
|
160,0(tвл) |
2,2 |
-3,80 |
0,111 |
3,214 |
0,013 |
0,010 |
|
200,0 |
2,3 |
-3,70 |
0,138 |
2,571 |
0,025 |
0,020 |
|
250,0 |
2,38 |
-3,62 |
0,166 |
2,143 |
0,049 |
0,039 |
|
300,0 |
2,5 |
-3,52 |
0,208 |
1,714 |
0,075 |
0,060 |
|
400,0 |
2,6 |
-3,40 |
0,277 |
1,286 |
0,135 |
0,107 |
|
500,0 |
2,7 |
-3,30 |
0,347 |
1,029 |
0,219 |
0,174 |
|
600,0 |
2,8 |
-3,22 |
0,416 |
0,857 |
0,279 |
0,222 |
|
800,0 |
2,9 |
-3,10 |
0,555 |
0,643 |
0,420 |
0,334 |
|
1000,0 |
3,0 |
-3,00 |
0,694 |
0,514 |
0,548 |
0,436 |
|
1200,0 |
3,1 |
-2,92 |
0,868 |
0,429 |
0,640 |
0,510 |
|
1600,0 |
3,2 |
-2,80 |
1,11 |
0,321 |
0,858 |
0,683 |
|
2000,0 |
3,3 |
-2,70 |
1,38 |
0,257 |
1,014 |
0,807 |
|
2500,0 |
3,4 |
-2,60 |
1,73 |
0,206 |
1,183 |
0,942 |
|
3000,0 |
3,5 |
-2,52 |
2,08 |
0,171 |
1,358 |
1,081 |
|
4000,0 |
3,6 |
-2,40 |
2,77 |
0,129 |
1,589 |
1,265 |
|
5000,0 |
3,7 |
-2,30 |
3,47 |
0,103 |
1,737 |
1,383 |
|
6000,0 |
3,8 |
-2,22 |
4,16 |
0,086 |
1,919 |
1,528 |
|
8000,0 |
3,9 |
-2,10 |
5,55 |
0,064 |
2,220 |
1,768 |
|
10000,0 |
4,0 |
-2,00 |
6,94 |
0,051 |
2,468 |
1,965 |
|
12000,0 |
4,1 |
-1,92 |
8,68 |
0,043 |
2,568 |
2,045 |
|
16000,0(tкв) |
4,2 |
-1,80 |
11,1 |
0,032 |
2,959 |
2,356 |
|
20000,0 |
4,3 |
-1,70 |
13,8 |
0,026 |
3,137 |
2,456 |
|
25000,0 |
4,4 |
-1,60 |
17,3 |
0,021 |
3,355 |
2,634 |
|
30000,0 |
4,5 |
-1,52 |
20,8 |
0,017 |
3,637 |
2,779 |
|
40000,0 |
4,6 |
-1,40 |
27,7 |
0,013 |
3,958 |
3,008 |
|
43200,0 |
4,63 |
-1,36 |
30,0 |
0,012 |
4,038 |
3,070 |
Продолжение таблицы1.3.
Для скважины 3
|
t, мин |
lg t, мин |
|
t, сут |
u |
W(u) |
S, м |
|
1,0 |
0,0 |
-4,00 |
0,00069 |
5,143 |
0,001 |
0,001 |
|
1,26 |
0,1 |
-3,90 |
0,00088 |
4,082 |
0,004 |
0,003 |
|
1,59(tвл) |
0,2 |
-3,80 |
0,00110 |
3,236 |
0,009 |
0,007 |
|
2,0 |
0,301 |
-3,70 |
0,00138 |
2,571 |
0,011 |
0,009 |
|
2,5 |
0,398 |
-3,60 |
0,00173 |
2,057 |
0,049 |
0,039 |
|
3,0 |
0,477 |
-3,52 |
0,00208 |
1,714 |
0,075 |
0,060 |
|
4,0 |
0,602 |
-3,40 |
0,00277 |
1,286 |
0,135 |
0,107 |
|
5,0 |
0,699 |
-3,30 |
0,00347 |
1,029 |
0,219 |
0,174 |
|
6,0 |
0,778 |
-3,22 |
0,00416 |
0,857 |
0,279 |
0,222 |
|
8,0 |
0,903 |
-3,10 |
0,00555 |
0,643 |
0,420 |
0,334 |
|
10,0 |
1,0 |
-3,00 |
0,00694 |
0,514 |
0,548 |
0,436 |
|
12,5 |
1,1 |
-2,90 |
0,00868 |
0,411 |
0,686 |
0,546 |
|
16,0 |
1,2 |
-2,80 |
0,0111 |
0,321 |
0,858 |
0,683 |
|
20,0 |
1,3 |
-2,70 |
0,0138 |
0,257 |
1,014 |
0,807 |
|
25,0 |
1,4 |
-2,60 |
0,0173 |
0,206 |
1,183 |
0,942 |
|
30,0 |
1,5 |
-2,52 |
0,0208 |
0,171 |
1,358 |
1,081 |
|
40,0 |
1,6 |
-2,40 |
0,0277 |
0,129 |
1,589 |
1,265 |
|
50,0 |
1,7 |
-2,30 |
0,0347 |
0,103 |
1,823 |
1,451 |
|
60,0 |
1,8 |
-2,22 |
0,0416 |
0,086 |
1,971 |
1,569 |
|
80,0 |
1,9 |
-2,10 |
0,0555 |
0,064 |
2,220 |
1,768 |
|
100,0 |
2,0 |
-2,00 |
0,0694 |
0,051 |
2,468 |
1,965 |
|
120,0 |
2,08 |
-1,92 |
0,0833 |
0,043 |
2,681 |
2,135 |
|
160,0(tкв) |
2,2 |
-1,80 |
0,111 |
0,032 |
2,959 |
2,356 |
|
200,0 |
2,3 |
-1,70 |
0,138 |
0,026 |
3,137 |
2,456 |
|
250,0 |
2,38 |
-1,62 |
0,166 |
0,021 |
3,355 |
2,602 |
|
300,0 |
2,5 |
-1,52 |
0,208 |
0,017 |
3,637 |
2,779 |
|
400,0 |
2,6 |
-1,40 |
0,277 |
0,013 |
3,956 |
3,008 |
|
500,0 |
2,7 |
-1,30 |
0,347 |
0,010 |
4,038 |
3,186 |
|
600,0 |
2,8 |
-1,22 |
0,416 |
0,009 |
4,142 |
3,331 |
|
800,0 |
2,9 |
-1,10 |
0,555 |
0,006 |
4,544 |
3,560 |
|
1000,0 |
3,0 |
-1,00 |
0,694 |
0,005 |
4,726 |
3,738 |
|
1200,0 |
3,1 |
-0,92 |
0,868 |
0,004 |
4,948 |
3,883 |
|
1600,0 |
3,2 |
-0,80 |
1,11 |
0,003 |
5,235 |
4,112 |
|
2000,0 |
3,3 |
-0,70 |
1,38 |
0,003 |
5,456 |
4,290 |
|
2500,0 |
3,4 |
-0,60 |
1,73 |
0,002 |
5,639 |
4,467 |
|
3000,0 |
3,5 |
-0,52 |
2,08 |
0,002 |
5,986 |
4,613 |
|
4000,0 |
3,6 |
-0,40 |
2,77 |
0,001 |
6,112 |
4,842 |
|
5000,0 |
3,7 |
-0,30 |
3,47 |
0,001 |
6,332 |
5,019 |
|
6000,0 |
3,8 |
-0,22 |
4,16 |
- |
- |
5,164 |
|
8000,0 |
3,9 |
-0,10 |
5,55 |
- |
- |
5,393 |
|
10000,0 |
4,0 |
0,00 |
6,94 |
- |
- |
5,571 |
|
12000,0 |
4,1 |
0,08 |
8,68 |
- |
- |
5,716 |
|
16000,0 |
4,2 |
0,20 |
11,1 |
- |
- |
5,945 |
|
20000,0 |
4,3 |
0,30 |
13,8 |
- |
- |
6,123 |
|
25000,0 |
4,4 |
0,40 |
17,3 |
- |
- |
6,301 |
|
30000,0 |
4,5 |
0,48 |
20,8 |
- |
- |
6,446 |
|
40000,0 |
4,6 |
0,60 |
27,7 |
- |
- |
6,675 |
|
43200,0 |
4,63 |
0,64 |
30,0 |
- |
- |
6,736 |
Продолжение таблицы1.3.
Для скважины 2
|
t, мин |
lg t, мин |
|
t, сут |
u |
W(u) |
S, м |
|
1,0 |
0,0 |
-2,00 |
0,00069 |
0,051 |
2,468 |
1,965 |
|
1,26 |
0,1 |
-1,90 |
0,00088 |
0,041 |
2,681 |
2,135 |
|
1,59(tкв) |
0,2 |
-1,80 |
0,00110 |
0,032 |
2,959 |
2,356 |
|
2,0 |
0,301 |
-1,70 |
0,00138 |
0,026 |
3,137 |
2,456 |
|
2,5 |
0,398 |
-1,60 |
0,00173 |
0,021 |
3,355 |
2,634 |
|
3,0 |
0,477 |
-1,52 |
0,00208 |
0,017 |
3,637 |
2,779 |
|
4,0 |
0,602 |
-1,40 |
0,00277 |
0,013 |
3,856 |
3,008 |
|
5,0 |
0,699 |
-1,30 |
0,00347 |
0,010 |
4,038 |
3,186 |
|
6,0 |
0,778 |
-1,22 |
0,00416 |
0,009 |
4,142 |
3,331 |
|
8,0 |
0,903 |
-1,10 |
0,00555 |
0,006 |
4,544 |
3,560 |
|
10,0 |
1,0 |
-1,00 |
0,00694 |
0,005 |
4,726 |
3,738 |
|
12,5 |
1,1 |
-0,90 |
0,00868 |
0,004 |
4,948 |
3,916 |
|
16,0 |
1,2 |
-0,80 |
0,0111 |
0,003 |
5,235 |
4,112 |
|
20,0 |
1,3 |
-0,70 |
0,0138 |
0,003 |
5,434 |
4,290 |
|
25,0 |
1,4 |
-0,60 |
0,0173 |
0,002 |
5,639 |
4,467 |
|
30,0 |
1,5 |
-0,52 |
0,0208 |
0,002 |
5,946 |
4,613 |
|
40,0 |
1,6 |
-0,40 |
0,0277 |
0,001 |
6,153 |
4,842 |
|
50,0 |
1,7 |
-0,30 |
0,0347 |
0,001 |
6,332 |
5,019 |
|
60,0 |
1,8 |
-0,22 |
0,0416 |
- |
- |
5,164 |
|
80,0 |
1,9 |
-0,10 |
0,0555 |
- |
- |
5,393 |
|
100,0 |
2,0 |
0,00 |
0,0694 |
- |
- |
5,571 |
|
120,0 |
2,08 |
0,08 |
0,0833 |
- |
- |
5,716 |
|
160,0 |
2,2 |
0,20 |
0,111 |
- |
- |
5,945 |
|
200,0 |
2,3 |
0,30 |
0,138 |
- |
- |
6,123 |
|
250,0 |
2,38 |
0,38 |
0,166 |
- |
- |
6,268 |
|
300,0 |
2,5 |
0,48 |
0,208 |
- |
- |
6,446 |
|
400,0 |
2,6 |
0,60 |
0,277 |
- |
- |
6,675 |
|
500,0 |
2,7 |
0,70 |
0,347 |
- |
- |
6,853 |
|
600,0 |
2,8 |
0,78 |
0,416 |
- |
- |
6,998 |
|
800,0 |
2,9 |
0,90 |
0,555 |
- |
- |
7,227 |
|
1000,0 |
3,0 |
1,00 |
0,694 |
- |
- |
7,404 |
|
1200,0 |
3,1 |
1,08 |
0,868 |
- |
- |
7,550 |
|
1600,0 |
3,2 |
1,20 |
1,11 |
- |
- |
7,779 |
|
2000,0 |
3,3 |
1,30 |
1,38 |
- |
- |
7,956 |
|
2500,0 |
3,4 |
1,40 |
1,73 |
- |
- |
8,134 |
|
3000,0 |
3,5 |
1,48 |
2,08 |
- |
- |
8,279 |
|
4000,0 |
3,6 |
1,60 |
2,77 |
- |
- |
8,508 |
|
5000,0 |
3,7 |
1,70 |
3,47 |
- |
- |
8,686 |
|
6000,0 |
3,8 |
1,78 |
4,16 |
- |
- |
8,831 |
|
8000,0 |
3,9 |
1,90 |
5,55 |
- |
- |
9,060 |
|
10000,0 |
4,0 |
2,00 |
6,94 |
- |
- |
9,238 |
|
12000,0 |
4,1 |
2,08 |
8,68 |
- |
- |
9,383 |
|
16000,0 |
4,2 |
2,20 |
11,1 |
- |
- |
9,612 |
|
20000,0 |
4,3 |
2,30 |
13,8 |
- |
- |
9,790 |
|
25000,0 |
4,4 |
2,40 |
17,3 |
- |
- |
9,967 |
|
30000,0 |
4,5 |
2,48 |
20,8 |
- |
- |
10,112 |
|
40000,0 |
4,6 |
2,60 |
27,7 |
- |
- |
10,341 |
|
43200,0 |
4,63 |
2,64 |
30,0 |
- |
- |
10,403 |
Продолжение таблицы1.3.
Для скважины 1
|
t, мин |
lg t, мин |
|
t, сут |
u |
W(u) |
S, м |
|
1,0 |
0,0 |
0,00 |
0,00069 |
- |
- |
5,571 |
|
1,26 |
0,1 |
0,10 |
0,00088 |
- |
- |
5,755 |
|
1,59 |
0,2 |
0,20 |
0,00110 |
- |
- |
5,940 |
|
2,0 |
0,301 |
0,30 |
0,00138 |
- |
- |
6,123 |
|
2,5 |
0,398 |
0,40 |
0,00173 |
- |
- |
6,301 |
|
3,0 |
0,477 |
0,48 |
0,00208 |
- |
- |
6,446 |
|
4,0 |
0,602 |
0,60 |
0,00277 |
- |
- |
6,675 |
|
5,0 |
0,699 |
0,70 |
0,00347 |
- |
- |
6,853 |
|
6,0 |
0,778 |
0,78 |
0,00416 |
- |
- |
6,998 |
|
8,0 |
0,903 |
0,90 |
0,00555 |
- |
- |
7,227 |
|
10,0 |
1,0 |
1,00 |
0,00694 |
- |
- |
7,404 |
|
12,5 |
1,1 |
1,10 |
0,00868 |
- |
- |
7,582 |
|
16,0 |
1,2 |
1,20 |
0,0111 |
- |
- |
7,779 |
|
20,0 |
1,3 |
1,30 |
0,0138 |
- |
- |
7,956 |
|
25,0 |
1,4 |
1,40 |
0,0173 |
- |
- |
8,134 |
|
30,0 |
1,5 |
1,48 |
0,0208 |
- |
- |
8,279 |
|
40,0 |
1,6 |
1,60 |
0,0277 |
- |
- |
8,508 |
|
50,0 |
1,7 |
1,70 |
0,0347 |
- |
- |
8,686 |
|
60,0 |
1,8 |
1,78 |
0,0416 |
- |
- |
8,831 |
|
80,0 |
1,9 |
1,90 |
0,0555 |
- |
- |
9,060 |
|
100,0 |
2,0 |
2,00 |
0,0694 |
- |
- |
9,238 |
|
120,0 |
2,08 |
2,08 |
0,0833 |
- |
- |
9,383 |
|
160,0 |
2,2 |
2,20 |
0,111 |
- |
- |
9,612 |
|
200,0 |
2,3 |
2,30 |
0,138 |
- |
- |
9,790 |
|
250,0 |
2,38 |
2,38 |
0,166 |
- |
- |
9,935 |
|
300,0 |
2,5 |
2,48 |
0,208 |
- |
- |
10,112 |
|
400,0 |
2,6 |
2,60 |
0,277 |
- |
- |
10,341 |
|
500,0 |
2,7 |
2,70 |
0,347 |
- |
- |
10,519 |
|
600,0 |
2,8 |
2,78 |
0,416 |
- |
- |
10,664 |
|
800,0 |
2,9 |
2,90 |
0,555 |
- |
- |
10,893 |
|
1000,0 |
3,0 |
3,00 |
0,694 |
- |
- |
11,071 |
|
1200,0 |
3,1 |
3,08 |
0,868 |
- |
- |
11,216 |
|
1600,0 |
3,2 |
3,20 |
1,11 |
- |
- |
11,445 |
|
2000,0 |
3,3 |
3,30 |
1,38 |
- |
- |
11,623 |
|
2500,0 |
3,4 |
3,40 |
1,73 |
- |
- |
11,800 |
|
3000,0 |
3,5 |
3,48 |
2,08 |
- |
- |
11,946 |
|
4000,0 |
3,6 |
3,60 |
2,77 |
- |
- |
12,175 |
|
5000,0 |
3,7 |
3,70 |
3,47 |
- |
- |
12,352 |
|
6000,0 |
3,8 |
3,78 |
4,16 |
- |
- |
12,498 |
|
8000,0 |
3,9 |
3,90 |
5,55 |
- |
- |
12,727 |
|
10000,0 |
4,0 |
4,00 |
6,94 |
- |
- |
12,904 |
|
12000,0 |
4,1 |
4,08 |
8,68 |
- |
- |
13,049 |
|
16000,0 |
4,2 |
4,20 |
11,1 |
- |
- |
13,278 |
|
20000,0 |
4,3 |
4,30 |
13,8 |
- |
- |
13,456 |
|
25000,0 |
4,4 |
4,40 |
17,3 |
- |
- |
13,634 |
|
30000,0 |
4,5 |
4,48 |
20,8 |
- |
- |
13,779 |
|
40000,0 |
4,6 |
4,60 |
27,7 |
- |
- |
14,008 |
|
43200,0 |
4,63 |
4,64 |
30,0 |
- |
- |
14,069 |
Продолжение таблицы1.3.
Для центральной скважины
|
t, мин |
lg t, мин |
|
t, сут |
u |
W(u) |
S, м |
|
1,0 |
0,0 |
2,00 |
0,00069 |
- |
- |
9,238 |
|
1,26 |
0,1 |
2,10 |
0,00088 |
- |
- |
9,422 |
|
1,59 |
0,2 |
2,20 |
0,00110 |
- |
- |
9,607 |
|
2,0 |
0,301 |
2,30 |
0,00138 |
- |
- |
9,790 |
|
2,5 |
0,398 |
2,40 |
0,00173 |
- |
- |
9,967 |
|
3,0 |
0,477 |
2,48 |
0,00208 |
- |
- |
10,112 |
|
4,0 |
0,602 |
2,60 |
0,00277 |
- |
- |
10,341 |
|
5,0 |
0,699 |
2,70 |
0,00347 |
- |
- |
10,519 |
|
6,0 |
0,778 |
2,78 |
0,00416 |
- |
- |
10,664 |
|
8,0 |
0,903 |
2,90 |
0,00555 |
- |
- |
10,893 |
|
10,0 |
1,0 |
3,00 |
0,00694 |
- |
- |
11,071 |
|
12,5 |
1,1 |
3,10 |
0,00868 |
- |
- |
11,249 |
|
16,0 |
1,2 |
3,20 |
0,0111 |
- |
- |
11,445 |
|
20,0 |
1,3 |
3,30 |
0,0138 |
- |
- |
11,623 |
|
25,0 |
1,4 |
3,40 |
0,0173 |
- |
- |
11,800 |
|
30,0 |
1,5 |
3,48 |
0,0208 |
- |
- |
11,946 |
|
40,0 |
1,6 |
3,60 |
0,0277 |
- |
- |
12,175 |
|
50,0 |
1,7 |
3,70 |
0,0347 |
- |
- |
12,352 |
|
60,0 |
1,8 |
3,78 |
0,0416 |
- |
- |
12,498 |
|
80,0 |
1,9 |
3,90 |
0,0555 |
- |
- |
12,727 |
|
100,0 |
2,0 |
4,00 |
0,0694 |
- |
- |
12,904 |
|
120,0 |
2,08 |
4,08 |
0,0833 |
- |
- |
13,049 |
|
160,0 |
2,2 |
4,20 |
0,111 |
- |
- |
13,278 |
|
200,0 |
2,3 |
4,30 |
0,138 |
- |
- |
13,456 |
|
250,0 |
2,38 |
4,38 |
0,166 |
- |
- |
13,601 |
|
300,0 |
2,5 |
4,48 |
0,208 |
- |
- |
13,779 |
|
400,0 |
2,6 |
4,60 |
0,277 |
- |
- |
14,008 |
|
500,0 |
2,7 |
4,70 |
0,347 |
- |
- |
14,186 |
|
600,0 |
2,8 |
4,78 |
0,416 |
- |
- |
14,331 |
|
800,0 |
2,9 |
4,90 |
0,555 |
- |
- |
14,560 |
|
1000,0 |
3,0 |
5,00 |
0,694 |
- |
- |
14,737 |
|
1200,0 |
3,1 |
5,08 |
0,868 |
- |
- |
14,883 |
|
1600,0 |
3,2 |
5,20 |
1,11 |
- |
- |
15,112 |
|
2000,0 |
3,3 |
5,30 |
1,38 |
- |
- |
15,289 |
|
2500,0 |
3,4 |
5,40 |
1,73 |
- |
- |
15,467 |
|
3000,0 |
3,5 |
5,48 |
2,08 |
- |
- |
15,612 |
|
4000,0 |
3,6 |
5,60 |
2,77 |
- |
- |
15,841 |
|
5000,0 |
3,7 |
5,70 |
3,47 |
- |
- |
16,019 |
|
6000,0 |
3,8 |
5,78 |
4,16 |
- |
- |
16,164 |
|
8000,0 |
3,9 |
5,90 |
5,55 |
- |
- |
16,393 |
|
10000,0 |
4,0 |
6,00 |
6,94 |
- |
- |
16,571 |
|
12000,0 |
4,1 |
6,08 |
8,68 |
- |
- |
16,716 |
|
16000,0 |
4,2 |
6,20 |
11,1 |
- |
- |
16,945 |
|
20000,0 |
4,3 |
6,30 |
13,8 |
- |
- |
17,123 |
|
25000,0 |
4,4 |
6,40 |
17,3 |
- |
- |
17,300 |
|
30000,0 |
4,5 |
6,48 |
20,8 |
- |
- |
17,445 |
|
40000,0 |
4,6 |
6,60 |
27,7 |
- |
- |
17,675 |
|
43200,0 |
4,63 |
6,64 |
30,0 |
- |
- |
17,736 |
Временные графики по скважинам представлены на рисунке 1.
Рис.1. Временной график прослеживания понижения по скважинам (S÷lgt)
Расчет параметров «Т» и «а» осуществляется с помощью следующие зависимостей:
,
(1.10)
, (1.11)
или
,
(1.12)
где A – значение «S» на пересечении оси ординат и аппроксимирующей прямой линии;
;
(1.13)
tр- момент времени, соответствующий значению lg tр в точке пересечения оси lg t и аппроксимирующей прямой линии.
Рассчитаем водопроводимость (Т) для каждой скважины:
по центральной скважине:
,
по скважине 1:
,
по скважине 2:
,
по скважине 3:
,
по скважине 4:
.
Результаты расчетов водопроводимости по отношению к
заданному значению Т=100 
находятся
в пределах 5%-ной зависимости, что может быть связано с неточностью построения.
По уравнению (1.11) определяем коэффициент пьезопроводности для каждой скважины:
центральная скважина:
,
скважина 1:
,
скважина 2:
,
скважина 3:
,
скважина 4:
,
Заданное
значение 
.
Допустимое отклонение параметра «а» возможно примерно в 2 раза.
График
комбинированного прослеживания понижения (S÷
) строится совместно по всем скважинам. Расчет
координат удобно выполнять с
помощью уравнения:
(1.14)
Значения
координаты по скважинам представлены
в таблице 1.3.
По полученным координатам строим график комбинированного прослеживания понижения рисунок 2.
 |
Рис.2 Комбинированный график прослеживания понижения
по скважинам (S÷)
Комбинированное прослеживание подтвердило заданное условие – безграничный однородный пласт, все графики сошлись в одну прямую.
Расчет параметра «Т» выполняется на основании уравнения 1.10.
.
Коэффициент пьезопроводности рассчитываем с помощью формулы:
(1.15)
Значения, полученные по комбинированному графику, совпадают с исходными данными.
Графики площадного прослеживания (S÷lgr) строятся на три момента времени. Первый график
строится на момент времени, равный 30 суткам. Далее следует оценить размеры
зоны квазистационарного режима (при t = 30 суткам) и определить
крайнюю скважину, которая находится в этой зоне. Следующий график строится на
момент времени, когда крайняя скважина зоны квазистационарного режима
находилась в зоне не квазистационарного режима, т.е. выполняются условия r>rкв, r
,
(1.16)
,
(1.20)
(1.21)
где 
- расчетное время
для построения площадного графика.
Последующий (третий) площадной график строится на такой момент времени, чтобы крайняя скважина зоны квазистационарного режима второго графика находилась в зоне квазистационарного режима. Оценка расчетного момента времени выполняется так же, как и для второго графика.
Рассчитаем
для каждого
графика:
·
для графика 1 = 30 суткам;
·
для графика 2 
суток;
·
для графика 3 
суток.
Рассчитаем Rп для каждого графика по формуле (1.20):
·
для графика 1 
, 
,
·
для графика 2 
,
,
·
для графика 3 
, 
Значения для построения площадных графиков прослеживания по скважинам: r, lg r, S приведены в таблице 5.
Таблица 1.4.
|
Центральная скв. |
Скв.1 |
Скв.2 |
Скв.3 |
Скв.4 |
|
|
r, м |
0,1 |
1 |
10 |
100 |
1000 |
|
lg r, м |
-1 |
0 |
1 |
2 |
3 |
|
S, м (на 30 суток) |
17,736 |
14,069 |
10,403 |
6,736 |
3,07 |
|
S, м (на 0,63 суток) |
14,737 |
11,071 |
7,404 |
3.738 |
|
|
S, м (на 0,0063 суток) |
11,071 |
7,404 |
3,738 |
Расчет параметра «Т» для каждого графика выполняется на основании зависимостей:
,
(1.22)
.
(1.23)
Для расчета параметра «а» используется выражение:
(1.24)
где - значение радиуса
питания на момент времени 
.
На каждом графике отмечаются
значения 
, , 
. Следует учитывать,
что соотношения 
, 
, 
в логарифмическом
масштабе сохраняются постоянными:
,
(1.25)
,
(1.26)
.
(1.27)
Приведенные
значения (1.25)-(1.27) равны отрезкам на оси lg r между
,
и 
, что облегчает
нанесение этих характеристик на площадной график.
Рассчитаем Сп, для каждого графика по формуле (1.23):
На момент времени равный 30 суткам:
,
На момент времени равный 0,63 суткам:
,
На момент времени равный 0,0063 суткам:
.
Расчитаем водопроводимость (Т) для каждого графика:
На момент времени равный 30 суткам:
,
На момент времени равный 0,63 суткам:
,
На момент времени равный 0,0063 суткам:
.
По уравнению (1.24) определяем коэффициент пьезопроводности для каждого графика:
На момент времени равный 30 суткам:
,
На момент времени равный 0,63 суткам:
,
На момент времени равный 0,0063 суткам:
.
По данным площадного прослеживания имеем следующие результаты:
на момент времени t=30 сут:
,
,
,
,
.
на момент времени t=0,63 сут:
,
,
,,
,
.
на момент времени t=0,0063 сут:
,
,
,
,
.
По полученным данным строим графики площадного прослеживания (S÷lgr) на три момента рис.3
Рис.2 Площадной график прослеживания понижения на три
момента времени (S÷
)
2. Оценка правильности расположения скважин и обоснование оптимальной схемы куста
В условиях
безграничного пласта наиболее оптимальным следует считать куст скважин, в
котором есть ближние, удаленные и дальние скважины. По промежуточному времени,
за который начинается реагирование
наблюдательной скважины на откачку или наступает
квазистационарный режим снижения
уровней, наблюдательные скважины можно разделить на три группы (таблица 2.1)
Таблица 2.1 Гидродинамическая характеристика наблюдаемых скважин по степени удаления от центральной скважины.
|
Наименование группы скважин |
Характеристика группы |
Метод определения параметров |
|
Ближние |
Реагируют мгновенно или очень быстро. Практически сразу начинается квазистационарный режим |
Метод прямой линии |
|
Удаленные |
Реагируют быстро. Уверенно фиксируются этап неквазистационарного режима, переход к квазистационарному этапу, квазистационарный режим |
Метод эталонной кривой и прямой линии |
|
Значительно удаленные |
Реакция замедленная. Уверенно фиксируется отсутствие реакции на откачку. При длительности откачек в несколько суток квазистационарный режим не прослеживается (не наступает) отслеживается |
Метод эталонной кривой |
Разноудаленные наблюдательные скважины решают различные задачи. Скважины, расположенные близко от центральной скважины, позволяют однозначно определять параметры при схеме безграничного пласта, и проводить диагностику различных гидродинамических эффектов. Скважины, удаленные от центральной скважины, дают возможность детально оценить фильтрационную неоднородность и рассчитать соответствующие параметры.
При проектировании куста скважин необходимо учитывать, что расстояние до нескольких наблюдательных скважин желательно выбирать так, чтобы они располагались равномерно в логарифмическом масштабе. Такое расположение дает лучший результат при площадном прослеживании понижения. Таким образом, расстояния до отдельных наблюдательных скважин связаны между собой. Также следует исходить из реальной техники для наблюдения уровней, которая имеется в производственных организациях.
В данной курсовой работе выполняется схема безграничного однородного изолированного пласта. Проектный куст скважин состоит из 5 скважин: центральная (возмущающей) скважина и 4 наблюдательные скважины. Они находятся в 1 м, 10 м, 100 м, 1000 м от центральной скважины (логарифмический масштаб). По гидродинамическим характеристикам скважины 1 и 2 можно уверено отнести к группе ближних скважин, скважину 3 - к удаленным, скважину 4- к значительно удаленным (квазистационарный режим наступает на 11 сутки).
Описанный в данной работе куст скважин имеет оптимальное расположение наблюдательных скважин, позволяющих определять параметры методом прямой линии для ближних скважин и четко прослеживать квазистационарный режим в удаленных скважинах. Скважины удобно расположены в логарифмическом масштабе и дают достаточно полную информацию по параметрам пласта.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате выполнения курсовой работы сделано расчетное моделирование кустовой откачки. Построены и обработаны графики по заданным параметрам. Получены гидрогеологические параметры пласта. Расчет параметров выполнялся с использованием обычных методов. Соответствие расчетных и исходных параметров свидетельствует о правильности построения графиков и определения параметров. Выполнены оценка правильности расположения наблюдательных скважин. Исходя из этого, можно сказать, что данная схема куста оптимальна.
Список литературы
1. Тагильцев С. Н. Методические указания для курсового
проектирования по курсу «Гидрогеологические исследования для
студентов специальности 08.04 «Гидрогеология и Инженерная
геология». Часть 2. Проектирование куста скважин. - Издание СГИ.,
1989 г.
2. Шестаков В.М., Кравченко И.П., Штенгелов Р.С. Практикум по динамике подземных вод. - М.. МГУ, 1987 - 224с.
3. Шестаков В.М. Динамика подземных вод. - М.:МГУ, 1979 -
368с.
4. Данилов В.В., Чаповский А.Е. Гидрогеологические исследования. – М. :МГИ, 1980 – 68 с.
(zip - application/zip)
Статистика файлового архива
