Способ гидрогеологических исследований Советский патент 1987 года по МПК E21B47/04 

113

Изобретение относится к геологоразведочным работам и каптажу подземных вод, в частности может быть использовано для определения фильтрационных параметров водоносных горизонтов и прифильтровых зон гидрогеологических и инженерно-геологических скважин.

Цель изобретения - сокращение вре- мени исследований.

На фиг.1 изображена схема изменения уровня жидкости в скважине при погружении цилиндрического тела с уровнемером в скважину; на фиг.2 - график изменения уровня жидкости в скважине в процессе исследований.

В результате экспресс-опробований (налива и откачки) совершенных скважин Проводимость пласта определяется по формуле

V ATHt

(1)

где Т - коэффициент водопроводимости пласта.

м/сут;

V Н

- объем налитой воды, м

превьппение уровня воды в скважине относительно статического (при наливе), м; t - время восстановления уровня , сут, ,

При полном погружении тела фиксированного объема V уровень воды мгновенно поднимается на величины Нр . V/Jr, где г. - радиус скважины.

При частичном мгновенном погружении тела 1 цилиндрической формы (фиг.1) радиуса г и высоты Н,- на величину Нр уровень поднимается на величину

Н.

г

- п

(2)

при этом должно выполняться условие, HC + Hf,H, т.е с учетом равенства (2)

Н,Н,-2

(3)

Объем вытесненной воды равен V 7Н (, - г), а процесс восстановления уровня протекает согласно формуле (1) по формуле

Н o/H(/.t

где

i 4Т

(4)

Для выполнения начального условия Hjj рассматривают процесс восстановления в виде

Н

о/Но t +V

(5)

Допустим, что интервал времени t.

(фиг.2) оказывается достаточным для получения информации о фильтрационных характеристиках пласта и нет необходимости далее прослеживать кривую восстановления уровня.

При естественном восстановлении уровня при кривая восстановления достигает (фиг.2, пунктирная часть кривой) величины Н - ошибки регистрации изменения уровня. Время довосстановления (tg) в этом случае определяется из условия tg - t Н o/H,/(t ), откуда

-I

25

(6)

Это время можно сократить, если в момент t частично извлечь тело на такую величину, чтобы уровень воды опустился ниже статического на величину Н. В дальнейшем кривая восстановления является результатом суперпозиции двух кривых:

35

Н

н + Н

причем

Н

0

о . „н o/() + оГ f+o/ Анализ функции Н (-t) показывает, что существует некоторое оптимальное

значение Н,

Н х

при котором время

искусственного довосстановления минимально для данных параметров пласта и скважины. Оно отвечает моменту времени IJ Оя, когда Н5 -Н. При О С о кривая Н не выходит из коридора ошибок 2Н., касаясь прямой лишь в одной точке.

Переходя от величины (Н + Н)

55

снижения уровня в момент t t к величине извлечения тела согласно формуле (2), получают оптимальное значение амплитуды извлечения тела для искусственного довосстановления

Н Н,

tiH. . 2 , (7) с я

где L/

r-2 y-2 i.

Чтобы избежать отрицательного влияния стекающих с тела струй и капель воды при извлечении тела и тем самым повысить точность наблюдений, предлагаемый способ предполагает повторное погружение тела. Чтобы обеспечить возможность двух погружений тела, ограничение (3) на величину погружения в каждом случае должно иметь вид

н ,«2.

2 rl.

(8)

Способ осуществляется следующим образом.

В ствол скважины опускают на тросе цилиндрическое тело 1 до контакта со статииеским уровнем. Тело имеет электрод в нижней плоскости касания с водой (фиг,1). Уровнемером 2 замеряют статический уровень воды. Затем тело мгновенно погружают на величину Hj, с выполнением условия (3). С помощью уровнемера наблюдают за процессом восстановления уровня в кольцевом пространстве между стенками тела и скважины 3, По истечении времени, достаточного для определения параметров пласта, наблюдения прекращают и по известным формулам определяют коэффициент водопроводимости пород. Фиксируют момент времени t с начала опыта извлекают тело на величину, определяемую формулой (7). После стабилизации уровня снова погружа- 40 ™ успешно их проводить в слабо- ют тело на величину, удовлетворяющую условию (8), наблюдают за процессом восстановления уровня и судят о параметрах пласта. За расчетные параметры принимают средние арифметические значения по двум наблюдениям.

Реализация предлагаемого способа проводилась на скважине № 8 П при

45

проницаемых породах.

Формула изобретения

Способ гидрогеологических исследо ваний, включающий изменение уровня жидкости в скважине путем погружения тела фиксированного объема, извлечение тела после стабилизации уровня, наблюдение за процессом изменения уровня после погружения и из влечения тела и определение по данным наблюдения фильтрационных параметров пласта, отличающий- с я тем, что, с целью сокращения времени исследований, погружение и извлечение цилиндрического тела осуществляют частично, причем извлечение тела для стабилизации уровня осуследующих данных: г 0,075 м; TY 0,03 м; Н 3,5 м; Н 0,0005 м. Тело погружалось на величину Н 1,31 м. Наблюдения за процессом восстановления позволяют оценить коэффициент водопроводимости Т 17 . По формуле (4) о( «0,1 (мин).

Через t 10 мин с момента погружения тело извлечено на величину Н, вычисленную по формуле. (7): Н

503A2

0.4 через

м. Уровень довосстановился 7 3,5 мин. После извлечения тела и стабили- - зации уровня опыт повторен по известному способу. Тело погружалось на Н 1,31 м. Восстановление бьшо достигнуто через t 50 мин с момента погружения тела. Следовательно, вре- 10 мя довосстановления через t 10 мин с начала опыта оказалось равно tg 40 мин, что превышает Dдболее чем в 10 раз.

Опыт проводился на скважине № 2н: 15 Г(. .,0,075 м, г 0,03 м, Н 3,5 м, Н 0,0005 м. Тело погружалось на величину Нр 1,31 м. По восстановлению уровня определен коэффициент водопроводимости Т 3,5 , при 2Q этом (У «0,5 (мин). Через t -25 мин тело извлекалось на величину Н 0,612 м, после чего уровень довосстановился через 00 17 мин. Опыт повторен по известному способу. При 25 этом уровень восстанавливался около 4 ч.

Так как проницаемость пород на данном участке оказалась низкой, для сравнения проведен опыт на той же 30 скважине № 2н, но с телом, имеющим больший радиус: г 0,067 м, Н 1,5 м. Тело погружалось на вели- чину Н 0,125 м. Получены следующие результаты: Т 4 . л 0,1 мин, t 25 мин, Н 0,031 м, Dn 6 мин, tg 75 мин.

Таким образом, использование погружаемого тела с большим диаметром позволяет сокращать время исслр.дова35

™ успешно их проводить в слабо-

проницаемых породах.

Формула изобретения

Способ гидрогеологических исследований, включающий изменение уровня жидкости в скважине путем погружения тела фиксированного объема, извлечение тела после стабилизации уровня, наблюдение за процессом изменения уровня после погружения и извлечения тела и определение по данным наблюдения фильтрационных параметров пласта, отличающий- с я тем, что, с целью сокращения времени исследований, погружение и извлечение цилиндрического тела осуществляют частично, причем извлечение тела для стабилизации уровня осу1350342

ществляют на величину, определяемую по формуле:

Н Н н- 1 - 2 о1Ус/

где Н - величина извлечения тела,м; Н„ величина погружения тела,м; t - время от начала погруже- ю ния, мин;

6

Н - абсолютная ошибка регистрации изменения уровня, м;

г1 - г

I. .

; 0/ 360

. Т

мин;

г - радиус скважины, м; г - радиус тела, м; Т - коэффициент водопроводнос- ти пласта, .

Изобретение относится к геолого-разведочным работам и каптажу подземных вод и м.б. использовано для определения фильтрационных параметров водоносных горизонтов. Цель изобретения - сокращение времени исследований. Изменяют уровень жидкости в скважине путем погружения тела фиксированного элемента и извлечения его после стабилизации уровня. Погружение и извлечение тела осуществляют частично. Извлечение тела для стабилизации уровня осуществляют на величину, определяемую по фор- муле Н Н + t,HjV/« - .jE, где Н - величина извлечения тела, м; Н - величина погружения тела, м; t, - время от начала погружения,мин; Н - абсолютная ошибка регистрации изменения уровня, м; (f ( с/ 360-(г| - г.)/, мин; г. - радиус скважины, м; г - радиус тела, м; Т - коэффициент пласта, . Затем наблюдают процесс изменения уровня после погружения и извлечения тела. Определяют по данным наблюдения фильтрационные параметры пласта. Использование погружаемого тела с большим диаметром позволяет проводить исследования в слабопроницаемьрс породах. 2 ил. 05 01 О СО . INO

. 1

Редактор Н.Бобкова

Составитель М, Техред А.Кравчук

Заказ 5237/32Тираж 533Подписное

ВНШПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор А.Тяско