Способ определения коэффициента фильтрации горных пород кр, разделяющих два водоносных горизонта

(088.8) кий Л.И свойст аука,о ды интер ционных 8, с. 10 СУД ТВЕНН(Й НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГП 4 И(71) Всесоюэнытельский инстиинженерной гео(54)(57) СПОСОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЗЕФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ ГОРНЫХ ПОРОДКр РАЗДЕЛЯЮЩИХ ДВА ВОДОНОСЯ 4 Х ГОРИЗОНТА, э аклточ ат 0 цттйс Я нии Откачки иэ скважины женкой в одном горизонте нии за уровнем подземиьтх гом горизонте, О т л и ч с я тем, что, с ттельто и тОчнОсти Оетределения КОэ фильтрации, От бирают кер ляют 11 ега слоя и Опредатят 0 градиент Фильтрации - и фттЛЬттт;.цктт К ПО Езттзд И.т ГО слОЯ э лабОратОрных у ле че ГО по дан Етым От к ач е( лявт начальный градиент 3(т В НаТУР НЫХ УСЛОВИЯ Хкоэффициент т( Опр челяк нотттения в проведе- располои наблоде" вод в дру- автттийОВт.Дт;Е Н т.т Я Ффициерта н иэ раздет начальный коэффициент раэлетятлц:. СЛОВКЯХ, ПОС и ОпредеФильтрацик а кстотьтттиэ1.0 15 20 величины, Естественная неоднородность массива приводит к таму, что 25 экспериментальные точки не ложатьсяна прямую, в результате чего аппроксимация их прямой линией также связана с возникновением ошибок, эна;чзние которых возрастает после потен 30 циравания, Таким образом, опрецеление Кр па способу-прототипу приводит к ошибкам, измеряемым несколькими порядками искомой неличины,Цель изобретения - нонышение точ 35 ности определения коэффициента фильтрации массива горной породы, раэПоставленная цель достигаетсясогласно способу определения коэфФициента фильтрации. Кр горных пород,разделяющих два водоносных горизонта, заключающему н проведении ат-качки,из скважины, расположенной нодном горизонте, и наблюдении за 45 уровнем подземных Вад н другам .Горизонте, отбирают керн иэ разделяющего. слоя.и определя)т начальный;градиент Фильтрации о и коэффициентФильтрации К по керну иэ разделяю-,щего слоя в лабораторных условиях,после чего па данным откачки определяют начальный градиент фильтрацииДн натуральных условиях, а искомыйкоэффициент Кр определяют иэ соотношенияоКОНачальный градйент фильтрацииопределяется известной Формулой4 , Д60 ор д (1)где А - постоянная Гамакера, учитывающая энергию связи жидкости и скелета породы;а - межмолекулярное расстояниев жидкости; О,5666 ,л 8б"м Р ) где Я - дебит скважины;я - понижение уровня от статистического; Изобретение относится к контрольно-измерительной техникегеологораэеведочных работ на подземные воды,нефть и гаэ и мажет применяться приопределении искусственного и естественного эаноднения нефтяных и газоных залежей, гидротехническом стра"ительстне, строительном водопонижении и осушении горных выработок.Известен способ лабораторногоопределения коэффициента фильтрации слабопроницаемых пород, основанный наотборе образцон из интересующего слоя с последующим определением расхода жидкости через образец при заданном перепаде давлениян лабораторных услониях 1) .Недостаток способа заключаетсян там, что не обоснована представительность оценки параметра дляраспространения ее на весь пластвниду случайности выбора. точки от-,бора образца и, ва-вторых, не учитывается структура пласта (наличиев нем трещиноватости, песчаных линзн т,д,),Наиболее близким па технической. сущности к предлагаемому являетсяспособ опрецеления коэффициента,"лльтрации К горных пород, разделяюаих два водоносных горизонта,за".ключацщийся в проведении откачкииз скважины, расположенной в одномгоризонте и наблюдении за уровнемподземных вод в другом горизонте(21Способ-прототип включает следующие технологические операции: проведение откачки из центральной скважины, наблюдения за уровнем подземных вод в наблюдательной скважине,расчет логарифма, а затем и самогозначения параметра перетекания, аГЬ иему определения проницаемостиразделяющего слоя. Иэ результатовопыта непосредственно определяетсяталька логарифм показателя.перетекания,чта приводит к тому,что ошибка измерения, достигающая, как пра-вила,. нескольких десятков процентов, вызывает погрешность определения коэффициента проницаемости доодного-двух порядков.Технология реализации способа"прототипа заключается в следующем.В нижнем водоносном горизонтебурят несколько скважин (не менее трех) иэ одной из них проводят откачку, Уровни в наблюдательныхскважинах далжчы располагаться нсоответствии с уравнением. Кв - вадапронодимость пластак - расстояние ат возбуждающейскважины;ВМа ирпараметр перетекания,.щ мощность слабопроницаемогоРслоя;Кр в . коэФФициент Фильтрации сла-,бапроницаемога слоя,В координатах 5-9 г график уравнения должен иметь вид прямой, в соответствии с этим фактические иэ" мерения понижения уровня в наблюдательных скважинах наносят на диаграмм му 5-(9 г, по которым находят значение 9 К при 8=0, Из равенства В=, .1,12 В находят значение В, а так- же из выражения для параметра перетекания - Кр , Ошибки и вычислении конечной величины по способупрототипу значительно превышают ошибку измерения (9 ввиду необходимости последующего патенцирования измеренной деляющего два водоносных горизонта, 1052943В - приведенный радиус пор водосодержащей породы.Средний, радиус пор водосодержа- . щей породы можно выразить формулой2 8 РКЙ =ъ(2) где: К - коэффициент фильтрации;и:. пористость;(н - коэффициент динамическойвязкости. 10Комбинируя между собой (1). и (2), имеем4,1 Апо)( 8(ц Я а(3)Правая часть выражения (3) пред ставлена параметрами, неизменными для данной жидкости и данной породы, следовательно, для данной жидкости и данной породы произведение коэффициента фильтрации на значение на-. 20 чального градиента есть величина постоянная3 К=с-совМ Одной из технологических операций для реализации предлагаемогоспособа определения проницаемостислоя, разделяющего два пластокол-лектора, является экспериментальное определение коэффициента фильтрации образца и начального градиента фильтрации, Вследствие того,что эти параметры теоретическиобратно пропорциональны между собой,а коэффициент пропорциональностиопределяется материалом образца ихимическим составом фильтрующей воды, но йе геометрией поровогопространства, изменение внутренней структуры породы при неизменном минералогическом составе,т.е,изменение коэффициента фильтрации,приводит к пропорциональному изменению начального градиента фильтрации. Вещественный состав образцапороды, испытываемого в лаборато- ф 5рии, идентичен минералогическомуооставу массива, что позволяет,используя для эксперимента пластовую воду, определить коэффициентпропорциональности. Он равен произведению коэффициента фильтрации.образца на начальный градиент фильтрации. Вследствие изложенного коэффициент пропорциональности междуэтими параметрами для.образца такойже как и для массива порода. Поскольку структура порового пространствав массиве отличается от таковой вобразце, проницаемость массива породы и образца различна, различны и 60величины начального градиента фильтрации. Во сколько раз отличаетсяначальный градиент в массиве породыот этой величины для образца, востолько отличаются и значения козф" Фициентов фильтрации. Поэтому, разделив коэффициент пропорциональности, определенный экспериментальнона образце, на начальный градиент,измеренный при проведении полевогоэксперимента иа массиве породы,получаем коэффициент фильтрации массива.Повышение точности расчета обусловлено тем, что сопряженная пропор"цией с искомой величина начальногоградиента измеряется непосредственно и ошибка в ее измерении равнаошибке в определении коэффициентаФильтрации,На чертеже показана схема реализации способа.Бурят, как минимум две скважины,одна из которых вскрывает основнойводоносный 1 горизонт, а другаяпитающий 2. При проходке более глу- .бокой скважины из нее отбирают керн,характеризукший разделяющий слой 3Проведена откачка из отложенийделювиально-пролювиального комплекса четвертичных отложений, содержащего две пачки водоносных пород,нижняя из которых представлена крупнозернистыми песками с вкраплениямиилинзами галечника, а верхняя - средне- и мелкозернистыми песками.Пачки разделены между собой прослоем суглинка, мощностью 5 и, Коэффициент Фильтрации суглинка, определенный в лаборатории составил3 10 м/сут, начальный градиент .фильтрации 7,8. Центральная скважинн, оборудован. ная на нижний горизонт, работала с постоянным дебитом 1700 м 3/сут в течение б сут водопроводимость горизонта 320 м /сут, коэффициент пьезопроводности 8 10)м 2/сут, В наблюдательной скважине, оборудо" .ванной на верхний горизонт, статический уровень установился на той же отметке, что и в центральной, расстояние между скважинами 30 м, начало реакции отмечено через 12 ч после начала откачки.Если скважины расположены на расстоянии г друг от друга, то понижение в нижнем пласте,в точке,под которой располагается наблюдательная скважина, определяют по формуле грейсаЯ 2 Л 6 а(,рБ: - 1 п 1 (5)ФР ) щгде Я - понижение от статическогоуровня на расстоянии отскважины;к,щ вОДОПРОВОдимОсть нижнего пласта;Я - дебит скважины;а - коэфФициент пьезопроводф ности в нижнем пласте;