Способ определения гидрогеологических параметров водоносного пласта

/МгВщ. ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Н АВТ У, 20 учно-исследов огеологии и и льеВ.Боревски.5 (088,8) ий Б,В Самсон етодика определ оносных горизон ек, М,; Недра,в Б.Г., ния паов п979,4348897 1982. кл, Е 21 В 47/10 (54) СПОСОБ ОПРЕД ЧЕСКИХ ПАРАМЕТРО (57) Изобретение достоверность ре ЛЕНИЯ ГИДРОГЕОЛОГИ- ВОДОНОСНОГО ПЛАСТ позволяет повысить ультатов определеОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный нский институт гиднерной геологии(56) БоревскЯзвин Л.С. Мраметров водданным откачс. 9-16,Патент США У ния гидрогеологических параметровводоносного пласта, содержащего газ,Способ включает вскрытие пласта скважинами. Затем по известной методикеопределяют в скважине глубину зоныгазовыделения (ЗГВ). Далее в скважинуопускают пьезометрическую трубку (ПТ),нижний открытый конец которой помещают ниже ЗГВ, В скважине устанавливают пакер выше нижнего конца ПТ, нониже ЗГВ, Затем ПТ заполняют жидкостью с плотностью, меньшей или равной пластовой жидкости и не содержащей свободного газа. С помощью сжатого воздуха возбуждают в ПТ свободныеколебания уровня жидкости, При этомпакер устраняет возможность перемещения уровня жидкости в скважине. Поизменению уровня жидкости в ПТ определяют гидрогеологические параметрыпласта.1314034 где Я -20 Т30 Кег(оо) лпга = ---Т (оС- - )ч 8 Изобретение относится к гидрогеологии и может быТь применено при определении параметров водоносных горизонтов, содержащих гаэ.Цель изобретения - повьппение достоверности результатов определения гидрогеологических параметров водоносного пласта, содержащего газСпособ осуществляют следующим образом.Исследуемый водоносный горизонт, содержащий газ, вскрывают одной или несколькими скважинами, В последнем случае информативность гидродинамического эксперимента повышается, Затем с помощью глубинного пробоотбор,ника отбирают пробу пластовой жидкости и определяют количество растворенного газа и его состав. По известной методике рассчитывают упругость растворенного газа Рг (МПа) и, следовательно, глубину до границы зоны газовыделения Нг (м), отсчитываемую от уровня жидкости в скважине: 10 РгНг1"- где Р - плотность жидкости, кг/м .Пьезометрическую трубу опускают в каждую из скважин ниже границы эоны газовыделения, Для реализации способа могут быть использованы стандартные насосно-компрессорные трубы (НКТ) диаметром 50-63 мм. В каждую трубу заливают не содержащую свободного газа жидкость с плотностью, меньшей или равной плотности пластовой жидкости, с таким расчетом, чтобы ее нижняя граница была ниже Нг при максимальном подъеме уровня, а верхняя - ниже верхнего края пьезометрической трубы при тех же условиях,С помощью сжатого воздуха пони-. жают уровень жидкости в пьезометрической трубе. После достижения стабилизации уровня залитой жидкости воздух быстро стравливают и тем самым возбуждают свободные колебания. Для того, чтобы колебания развивались в системе труба - скважина - водоносный горизонт, устраняют возможность перемещения уровня жидкости в скважине, Этого можно добиться с помощью пневматического пакера, устанавливаемого выше нижнего конца пьезометрической трубы, но ниже границы эсны газовыделения, Изменение уровня залитой жидкости в процессе колебаний регистрируют и па результатам измерений, используя зависимость частоты и амплитуды колебаний жидкости от 5 гидрогеологических параметров водоносного горизонта, проводят определение последних,Для коэффициента затухания 13 с 1эти зависимости имеют вид:10 2 ро,= ц(Кег(К) - Ке(ж,ь -- (1- - ==:ч- Ке з. (с 6) ),г я г Я)15 Н 2 Т Г 1 - (Р г Нго = (- +з. 1-)ф Б собственная частота колебаний жидкости в пьезометрической трубе, сускорение силы тяжести,м/сг,высота столба жидкости впьезометрической трубе, отсчитываемая от кровли водоносного горизонта, м,радиус пьезометрическойтрубы, м,водопроводимость водоносного горизонта, м /с,коэффициент упругоемкостиводоносного горизонта; и35 Ке.(оЬ) - действительная и мнимаячасти модифицированной функции Бесселя 11-го рода нулевого порядка,- мнимая единица. 0 При) 1 зависимости имеют вид;г2 й 1, =-Кег(об)ф Н 2 Т9 8НИ г д ( + 1-)Б).Т В случае использования в экспери менте нескольких скважин коэффициентпьезопроводности а водоносного горизонта определяют например, по следующей формуле: где Т - период колебаний жидкосчти, с;т - расстояние между возбуждающей и реагирующей скважинами, мМ - фаэовое запаздывание колебаний в реагирующей скважине, рад.Для оценки возможного влияния газовьделения в характерном случае исследования водоносного горизонта,содержащего жидкость с растворенным газом, рассматривают процесс газовыделения в скважине, которая используется в методе колебаний, описанном в прототипе.Уменьшение давления в столбе воды или в какой-то его части вызывает выделение газа в свободное состояние,Пусть скважина глубиной 150 м вскрыла углекислые воды с содержао нием СО, равным 8, б г/л при 40 С, что соответствует газовому фактору Ч = 4,3 м /м, Бунзеновский коэффициент (К) для СО при указанной температуре равен 0,43 м/м, В этомослучае Р = в= 10 атм.КВ любом интервале ствола скважины выше давления насыщения содержится количество растворенного газа, равное Бунзеновскому коэффициенту (в рассматриваемом случае - 0,43 м /м) Если в свободное состояние из-за динамических воздействий на жидкость в скважине вьделится только 17 растворенного газа, то плотность газо- водяной смеси уменьшится на 0,47.Это приведет к понижению уровня жидкости в скважине на 40 см.Кроме того, в методе колебаний амплитуда смещения уровня должна удовлетворять условию малых колебаний, т.,е, должна быть гораздо меньше Н. Таким образом, даже в случае реализации односкважинной модификации метода в рассматриваемом примере с Но150 м, где начальная амплитуда Х 1 м, а далее из-за диссипации энергии уменьшается, величина возмущения уровня из-за газовыделения сопоставима с ХВ многоскважинной модификации наблюдательные скважины размещают как можно дальше от центральной, чтобы увеличить размеры области отклика водоносного горизонта, поэтому амплитуды колебания уровня в них значительно меньше, чем в центральной, и сос 45 50 55 жащего газ ф измеряют В скважине Глу 5 10 15 20 25 30 35 40 тавляют величины порядка несколько сантиметров, Здесь влияние газовыделения сказывается еще сильнее,Динамику вьделения газа в реальных условиях оценить сложно. Если газовыделение произойдет в нижней части ствола скважины, то газовые пузырьки при всплывании увеличат свой объем на порядок и уровень будет подниматься постепенно, а затем падать по мере выхода газа в воздух, Следовательно, возникнут паразитные колебания, не связанные с колебаниями пластового давления. Этот процесс в ходе опыта может неоднократно повторяться, причем период этих колебаний будет зависеть только от глубины газовьделения, Например 17 газавьделился в зоне глубин 70-90 м. В начальный момент времени уровень поднялся на 9 см. По мере всплывания объем газа возрастает в 9 раз и составит в расчете на уровень 80 см, затем последует спад до естественного уровня. Время подъема уровня при этом будет в 3,5 раза больше времени спада. Учесть все это при обработке кривой свободных затухающих колебаний известными методами невозможно,Таким образом, использование пневматического пакера для устранения колебаний жидкости в скважине при одновременной регистрации колебательного процесса в пьезометрической трубе, заполненной жидкостью, не содержащей свободного газа, позволяет установить параметры гидрогеологического пласта, содержащего гаэ, используя зависимость частоты и амплитуды колебаний жидкости. Формула изобретения Способ определения гидрогеологических параметров водоносного пласта, включающий вскрытие пласта,возбуждение в нем колебаний жидкости и регистрацию характеристик колебательного процесса, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности результатов определения гидрогеологических параметров водоносного пласта, содербину эоны газовыделения, опускают в скважину пьезометрическую трубу,ниж. ний открытый конец которой помещают ниже зоны газовыделения, устанавли1314034 та. Составитель В.АрхиповРедактор М.Бандура Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни Заказ 2190/34 Тираж 533 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вают в скважине пакер выше нижнегоконца пьезометрической трубы, но ниже эоны газовыделения, заполняют пьеэометрическую трубу жидкостью с плотностью, меньшей или равной пластовойжидкости и не содержащей свободного газа, возбуждают в ней свободные колебания уровня жидкости и по изменению уровня жидкости в пьезометрической трубе определяют гидроГгеологические параметры плас