Способ определения гидравлических характеристик прискважинной зоны

(2 (2 (4 (7 идкост ткачки ости измеряют расп жидкости пограмму (РГ)линейные уча глубине Разделя стки, со(72 (56 соответствующих этим интервалам.Строят рабочую РГ, исключая из исходной РГ интервалы с постояннымрасходом. Затем изготавливают две палетки из полупрозрачного материала ссемейством теоретических кривых ТК),получаемых аналитически на основеприменения уравнения Мещерского кдвижущемуся по БС потоку с присоединением массы. Палетки и РГ перемещают относительно друг друга до совмещения ТК палетки с выделеннымиквазилинейными участками РГ и определяют значения соответствующих безразмерных коэффициентов относительных гидравлических сопротивлений.После этого по формулам определяютгидравлические характеристики прискважинной зоны. 6 ил,19 еделение зонызакона фильтрак в напорныхЛатв. ССР, Р н СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР) Всесоюзный научно-исследоваьский институт гидрогеологиивкенерной геологии) Мироненко .В.А., Шестаков В.М.рия и методы интерпретации опытфильтрационных работ. М.: Недра,8, с. 326.Грикевич Э прушения лин о ции по данным откачеусловиях - Изд-во АН ига,1966, Мф 6. с; 47-57.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНКЧ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРИСКВАЖИННОЙ ЗОНЫ(57) Изобретение относится к гидрогеологии при исследовании буровыхскважин (БС) на воду и позволяет исключить сооружение пьезометрическихскважин и измерения уровней в них,что повышает достоверность определения гидравлических характеристик. Изопытной БС с постоянным дебитом от-.качивают жидкость. В процессе откачки измеряют динамический уровень нтервалам разрезовичной интенсивности границы интервалов.меряют давления в БС прекращением ции уровня жидделение расхода строят расходо т ее на квазитветствующие притоками рази уточняют осле этого изна глубинах, 12 б 3831Изобретение относитсяк гидрогеологии и может быть использовано при исследовании буровых скважин на водозаборах, мелиоративных, строительных и горно-добывающих объектах для оп ределения величины потерь напора н зоне нарушения линейного режимаФильтрации, радиуса этой эоны, гидравлического скачка на внутренней стенке скважины и расчета ряда производных от них гидравлических показателей прискважинной зоны: гидравлического сопротивления, коэффициента проницаемости, коэффициента расходаи др.Целью изобретения является поны.шение достоверности определения за счет исключения сооружения пьезометрических скважин и измерений уровнейн них,20На фиг.1 показана схема распределения гидравлических потерь напора н скважине и прискнажинпой облас -ти пласта; на Фиг.2 - графики растределения расходов и давлений поглубине скважины с выделенными кназилинейными участками , 11 ина Фиг.З - график изменения динамического уровня в скважине н процессе откачки и после ее; на Фиг,4 - номограмма палетки для определения безразмерных коэффицие; тон относительныхгидравлических сопротивлений участков квадратичного режима Фильтрации;на Фиг,5 - то же, линейного режима 35Фильтрации; на Фиг.б - схема совмещения кназилинейных участков Фактической расходограммы с теоретическими кривыми палетки,40В соответствии со схематизацией распределения потерь напора в скважине и н заскнажинной области, показанной на фиг., приток н зоне К - г является линейным, а в зозмне г - г - нелинейным (квадратичоным 1, В области фильтрации имеет место профильная деформация линий тока, затухающая по мере удаления от скнажины, Гидравлические сопротивле ния в соответствующих зонах априори неизвестны и выражаются н общем виде, Общее уравнение баланса потерь напора следующее:где Б - потеря напора н зоне линейной фильтрации; Б - потеря напора в зоне скиньэффекта (область нелинейнойфильтрации),В - потеря напора на трениевнутри скважины.Теоретической основой данного технического решения являются решения о водопритоках сочетающие гидромеханические, гидравлические и гидродинамические аспекты их формирования по глубине скважины. На основе применения уравнения Мещерского для движения переменной массы поток поскважине связывается с переменными боковыми силами уравнением Бернулли, Нормирование боковых сил по величине скоростного напора потока по скважине при сохранении общего баланса сил в системе скважина - пласт дает возможность их оценить для заскнажинной области. А на основе известныхгидродинамических уравнении депрессий для фильтрующегося потока даетсяраспределение этих сил для зон различного режима и определяется граница между этими зонами,Реализация способа заключается нследующем.В скважине, подготовленной дляпроведения гидродинамических исследований, проводят комплекс измерений, который разделяется на три последовательных этапа,На первом этапе при гГ, гдемомент пуска скважины, измеряютзначение установившегося уровня водын скважине в значениях приведенногок поверхности земли напора.На втором этапе при гг. измеряют изменение уровня воды в скважинеЯ(Г) но времени с момента пуска скважины (Функция понижения) и распределение расхода жидкости по ее глубине. Строят расходограмму о(Е) (см.фиг.2), на которой выявляют интервалы расположения проницаемых пластов, соответствующие интервалам приращения расхода по глубине скважины,причем измерение распределения расходов по глубине скважины приурачиваютк концу откачки. Производят кусочнолинейную аппроксимацию расходограммыи уточняют границы кназилинейныхучастков распределения расходов поглубине скважины.После этого измеряют давлениеР(Е) в скважине на глубинах, соответствующих границам квазилинейныхучастков расходограммы, причем изме 26383рения давлений производят на конечной стадии откачки из скважины непосредственно перед ее остановкой,когда динамика уровня близка к стабилизации за время измерения давлений (см, фиг,2), Откачкуидкостипрекращают.На третьем этапе при 11 , гдеоф- момент прекращения откачки жидкости из скважина, изготавливают две Опалетки из полупрозрачного материалас номограммами для определения безразмерных коэффициентов относительных гидравлических сопротивленийучастков квадратичного (фиг.4 ) и линейного режимов фильтрации (Фиг.5)в пределах изотропного пласта: одну палетку с теоретическими рассчитанными кривыми по уравнению (2)и вторую - по уравнению (3):а з, (Йт 2),Ч-(2)Йскс = - = -Ср(Р .с2 ) (3) 25%в том же масштабе, что и теоретические кривые палеток. Затем последовательно накладывают каждую из палеток на. безразмерную расходограмму. Перемещают каждую палетку таким образом, 35 чтобы координатные оси номограмм палетки были параллельны координатным осям безразмерной расходограммы. Такое перемещение осуществляют до тех пор, пока одна из кривых (ее участок) 40 номограммы не совпадает с одним из квазилинейных участков безразмерной расходограммы, Таким образом определяются коэффициентыи%гт участков фактической расходо граммы. Аналогично поступают для всех квазилинейных участков расходограммы.Схема совмещения фактической расходограммы с теоретическими кривымипалетки показана на фиг.б. Средне;взвешенное для скважины значение без%размерных коэффициентови Чучитывающее кусочное совмещение фактических и теоретических участковрасходограмм, определяется по формуле (4)=1Значение потерь напора внутрискважины Б определяется по Формуле1 г Б =- - (Р - Р ) - (2 - 2). (5).1Значение потерь напоров н зонег - г нелинейной (квадратичной)М офильтрации определяется по формуле Значение гидропронодности вычисляют по известной формуле(7) После этого значение радиуса зоны нарушения линейного режима фильтрации определяется по формуле 2КИ Б.г =г( --- + )ь д Я(8) Для определения значения гидравлического скачкана стенке скважины необходимо предварительно определить значение коэффициента пьезопроводности, Для этого определяют значение понижения Б/ = путем экстраполяции представительного прямолинейного участка зависимости Б = Г(.д) до пересечения с осью рг = О. Значение коэффициента пьезопронодностн вычисляют по формуле ра --- = -+ 2 рг, - К"(Б/: -Б с) О, 83 О,( + - ;),+- ---ф+Для определения радиуса зоны на-. рушения линейного режима необходимо предварительно определить гидропроводность М. Для этого строят зависимость Б = Г(1 дг), выявляет на ней представительный прямолинейный участок и определяют его угловой коэФ- фициентБ- Б.Тр(с,7 с, 1 Р 618 1После этого значение гидрявлического скачка определяется по форму- ле 2 25 аТ 2 25 аТ5 Б-Бг ьБ=Б ---фд = 1,2,3.и - кусочные кназилинейные участки расходограммы;г - радиус зоны скин-эффекта,м;6 Б - гидравлический скачок , м;15расход, измеренный на глубине Е, отсчитываемой от кровли водо-ЗРносного горизонта, м /с;- дебит скважины при откачке,скм /с;20О - безразмерный расход, сс 1/Я ск;М - мощность ВОДОнОснОГО ГОРизонта, м,Р, Р - давление на глубине забоя 25 скважины Е Р и под насосом на глубине Е соответственно, Па;удельный вес жидкости, Н/иш; - дебит и мощность кнаэиоднородного слоя, соответствующего князилинейному участку расходограммы, м /с, ы, м;г, - радиус скважины, м;а - пьезопроводность водоносного горизонта:время, отсчитываемое от момента пуска скнажины, с;Т - продолжительность откач 35 ки, с;Б - понижение уровня, измеренное в скважине н процессе откачки;с, - коэффициент, определяемыйиз уравнения соответствующего граничным условиям 50Е - безразмерная глубина, Е = Е/1:.Формула изобретения55 Способ определения гидравлическиххарактеристик прискважинной зоны,В формулах (2) - (1 О приняты следующие обозначения: 10Включающий откачку жидкости из сква.жины с постоянным дебитом и измерение уровня жидкости н скнажине,о тл и ч я ю щ и й с я тем, что, сцелью поньппения достоверности определения за счет исключения сооружения пьезометрических скнажин и измерений уровней в нйх, после стабилизации динамического уровня н скважине производят измерения распределения расхода жидкости по глубине,Выявляют границы интервалов разрезас притоками различной интенсивности и измеряют давление н скважине наглубинах, соответствующих этим интерналам, а гидравлическиеристики прискнажинной зоныляют по формуламБ-Б,Беэк1+ф,С в характеопреде 2 25 аТ- 1 тсгЕ;О;где д=1,2,п - кусочные кваэилинейные участки рясходограммы, соответствующие интервалам разрезя с однородным притоком;Б 1, - потеря йапора в зоне скин- эффекта, м;д- радиус зоны скин-эффекта,м;йБ - гидравлическийскачок", м;щ; - мощность единичного квазиоднородного участка притока, м;И - суммарная рабочая мощностьводоносного горизонта, м;дебит единичного квазиоднородцого участка притока, м /с;эЧ с 1 дебит скважины при откач.ке, м /с;Б - понижение уровня, измеренное в скважине при откачке, м;Т - продолжительность откачки, с;г- радиус скважины, м;КМ - гидропронодность водоносного горизонта, м /с;2а - пьеэопронодность водоносго горизонта;7 Б - потеря напора на трение внутри скважины, определяемая по фор муле.удельный вес жидкости, Н/и 1Р - давление на глубине подошвы 1 О1 ф Ч1-го квазиоднородного участка притока2 и поднасосом на глубину 2 соответ 1ственно, Па;Ф, - теоретические безразмерные коэффициенты относительных гидравлических сопротивлений участков квадратичного (зона скин-эффекта и линейного режимов фильтрации в пределах иэотропного.пласта, определяемые путем сравнения безразмерной рабочей расходограммы с теоретическими кривыми палеток, построенными по уравненияма аЬ(4 т 2"),ЧэЬ 4 фс Г" Фс 1: гя( Ф с 2 ),тФ- безразмерный расход, = ч/Я,ц - расход, измеренный на глубине 2, отсчитываемый от кровли водоносного горизонта, м /с;Ф2 . - безразмерная глубина, 22/М;с - коэффициент, определяемый из уравненияс, = Ф агсСр, (-9,. с,)1263831ру+Пг аЗ П аЗ Пб ОПВ аа2 О./ Позиция при со 8 мещенииуиаслна Ф 4 /Лозиция при соУмеисении уиагтна Ф 1абие б Составитель М.ТупысевРедактор М,Бандура Техред А,Кравчук Корректор В.Синицк 5/32 Тираж 54 ВНИИПИ Посударственног по делам изобретени 113035, Москва, Ж, аз 5 одписн афическое предприятие, г.ужгор оизводствен о Проектна/Ъяидиг уи сей меифнии уиасл э/ бозицм ля соЮмщГонии уюсоггю л 2 оное оаооммнсмд оЯуграмМы