Способ гидродинамического исследования водоносного пласта

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН а(я) Е 21 В 47 ГОСУДАРСТВЕННЬ 1 Й НОМИТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И Р 11 ТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) ИССЛ вклю воды стан с я стов РОД НОСНО57) СПОСОБ ГИДДОВАНИЯ ВОДОающий изменев скважине ивления, о ттем, что, срности иссле НАМИЧЕС КО ГОО ПЛАСТА,овня столбаоль его воса ю щ и й -повышения нт иель до ования пластов кими свойствами коллектор сследуемомускают черезньй электрилектроды азмещаютласте и не его,и и онаправ ричем н лектроды еский то енн У К ле ктрич и пропускан 05-0,7 В/см поля тока созда электри ют равнои еский ток олее 5 ч. опуска в теФ чение н(56) 1. Справочное руководство гидро геолога. Т. 1 Л "Недра", 1979.2. Алексеев В.С., Курманенко А.Д. Опыт определения коэФфициента водо- проводимости пластов по данным экспресс-налива в скважине. Вып.9, М., ВИЭМС, 1979, с. 1-11 (прототип). 801153048 АИзобретение относится к гидрогеологии и может быть использованодля проведения гидрогеологическоисъемки, поисков и разведки месторождений подземных вод, при проведении 5изысканий для обосцования строительства гидротехнических и мелиоративных сооружений и других задач,Известен способ гидродинамического исследовация водоносного пласта 10для определения его гидрогеологических параметров (коэффициент фильтрации, пьезопроводность и т.д,) поизменению уровня (давления) столбаводы в скважине, включающий опытные 15откачки; выполняемые в буровыхскважинах 13.Недостатками известного способаявляются необходимость использованиясложного оборудования и низкая достоверность исследования пластов сплохими коллекторскими свойствами.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является способ гидродинамического исследования водоносного пласта, включающий изменениеуровня. столба воды в скважине и контроль его восстановления,В указанном способе подъем уровня воды в скважине осуществляют путем погружения специальных емкостейпод статический уровень воды и после-дующего контроля восстановления первоначального уровня 2 з. 35Однако данный способ характеризуется низкой достоверностью исследования водоносных пластов с ухудшенными коллекторскими свойствами.Целью изобретения является повы- фшение достоверности исследованияпластов с низкими коллекторскимисвойствами.Цель достигается тем, что согласно способу гидродинамического исследования водоносного пласта, включающему изменение уровня столба водыв скважине и контроль его восстановления, размещают электроды в исследуемом пласте и вне его и пропускают 5 Очерез электроды однонаправленныйэлектрический ток, причем напряженность электрического поля при пронускании тока создают равйой 0,050,7 В/см, а электрический ток пропускают в течение не более 5 ч.На чертеже показан пример осуществления предлагаемого способа при вскрытии скважиной безцапорного горизонта.Сущность способа заключается в том, что при пропускации однонаправленного электрического тока (постоянного или импульсного) в водонасыщенной капиллярно-пористой горной породе наблюдается явление электроосмоса. При этом в водоносном горизонте под действием электрического поля возникает электроосмотический поток, приводящий к изменению уровня воды в скважине.Для благоприятного протекания процесса электроосмоса в горной породе необходимо, чтобы напряженность электрического поля соответствовала диапазону 0,05-0,7 В/см, а время пропускания тока це превышало 5 ч, Соблюдение этих условий необходимо для предотвращения изменения структуры горной породы и осушения прианодцой зоны.При напряженности электрического поля ниже 0,05 В/см скорость электроосмоса может оказаться ниже скорости обратного потока воды и изменения уровня (давления) столба воды в скважине, в пределах принятой точности измерений (1 см), может не наблюдаться. При пропускании электрического тока через водоносный пласт свыше 5 ч могут измениться физико-химические свойства самой горной породы, что может повлиять и на ее естественные гидродинамические параметры.Электроосмотический поток, вызванный с помощью электрического тока в водоносном горизонте, приводит к количественному перераспределению воды у электродов. В зоне электродов определенной полярности уровень (давление) столба воды в скважине изменяется. При выключении электрического тока под действием гравитационных сил уровень (давление) столба воды в скважине вновь начнет изменяться, пока не восстановится доисходного состояния. Определениегидрогеологических параметров водоносного пласта производится по результатам наблюдений за указаннымиизменЕниями уровня (давления) столба воды в скважине. Источник электрического тока 1 через кабель 2 подключен к расположенному в скважине металлическому элекЗаказ 2465/26 Тираж.540 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д,4/5Филиал НПП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 311530 троду.3. Другой заземляющий электрод: 4 расположен около устья скважины и подсоединен к источнику 1 н обсадной трубе 5. Обсадная труба 5, переводник из электроизоляционного материала 6 и металлический фильтр 6 перекрывают водоносный пласт 8 со статическим уровнем подземных вод 9 и депрессионной воронкой 10.Для изменения естественного статического уровня (давления) воды 9 и определения фильтрационных параметров водоносного горизонта 8, в случае, например, вскрытия его одиноч/ной скважиной, от источника электрического тока 1 через кабель 2 подают определенный. потенциал либо на электрод 3 (в случае, если обсадная труба и фильтр выполнены из электро- изоляционного материала), либо непосредственно на металлический Фильтр 7, который в этом случае должен быть отделен от металлической обсадной трубы переводником из электроизоляционного материала 6. Другой полюс источника электрического тока может быть подключен либо к специальному заземлителю 4, либо к металлической обсадной трубе 5. Пропуская постоянный или импульсный электрический30 ;ток и нужной величины и направления, создают электроосмотический поток воды, что вызывает либо повышение, либо понижение уровня (давления) столба воды в скважине и, соответственно, образование депрессионной воронки 10. Таким образом достигается изменение естественного статического уровня, за которым следуют общепринятые операции по исследованию его восстановления и расчет гидро 40 геологйческих параметров пласта.Испытание способа при полевых условиях проводилось при гидродинами 48 4чес ком ис следов ании гидро геоло гической скважины. Эксгеримент производился по схеме согласно чертежу. Была пробурена экспериментальная скважина глубиной 6 м в моренном суглинке. Металлический фильтр этой скважины служил электродом. Другой электрод располагался от скважины на расстояния 4 м. Электроды в соответствии со схемой подключались к источнику электрического тока, которым служил двухполупериодный выпрямитель, изготовленный издиодов ВКи запитывавшийся от сети переменного тока. При напряжении 180 В и силе тока 9 А уровень столба воды в скважинезменился в течение 1 ч на 21 см. ри выключении электрического тока уровень столба воды в скважине восстановился до исходного, Рассчитанный по восстановлению уровня коэффициент фильтрации породы оказался равным 0,016 м/сут.Технико-зкономическая эффективность предлагаемого способа заключается в том, что производятся гидродинамические исследования водоносного пласта с низкиьщ коллекторскими свойствами, что трудно осуществить другими способами, исключается применение сложного и тяжелого оборудования и специальных герметических оголовков, используются скважины малого диаметра и упрощается конструкция скважины.Сокращаются затраты времени и трудовых ресурсов на проведение опытно- Фильтрационных работ,Реализация способа позволяет сократить затраты на исследование скважины, вскрывающей водоносный пласт с низкими коллекторскими свойствами, и упрощает его проведение по сравнению с известными способами.