Способ оценки инерционности скважины Советский патент 1988 года по МПК E21B47/10 

4i 4

Изобретение относится к гидрогеологии и м.б. использовано для определения параметров водоносных горизонтов. Цель изобретения - повышение точности оценки. Для этого скважину подвергают последовательным экспресс-воздействиям различной интенсивности с перепадами уровня в пределах заданного интервала его изменения. Интенсивность каждого последующего воздействия больше предыдущего. Определяют отклонение изменения уровня в скважине при экспресс- воздействии от экспоненциальной зависимости. По этому уровню определяют показатель инерционности. Данный способ м.б. использован при оценке качества освоения скважин, определении необходимости повторных прокачек наблюдательных скважин. Показатель инерционности характеризует техническое состояние скважин. i (Л С

Од го

Изобретение относится к гидрогеологии и может быть использовано при определении параметров водоносных горизонтов, изучении режимов подземных вод, при гидротехническом строительстве и мелиорации земель.

Цель изобретения - повышение точности оценки инерционности скважины,

. В качестве показателя инерционноети скважины в настоящее время широко используется в практических целях постоянная времени Т отражающая характер зависимости состояния с истемы скважина - пласт от радиуса скважины г, сопротивлений фильтра и профильтрованной зоны п и проводимости пласта km:

X . -S- 2k m

О)

При этом, если система пласт- скважина является линейным инерционным звеном, должны соблюдаться два условия. Первое состоит в том, что изменение во времени уровня жидкое- ти в скважине S(t) при ее зкспресс- опробьшании описывается эк сперимен- тальным законом

S(t) ,(2)

где S - величина изменения уровня

жидкости в скважине в момент времени ,.

Из (2 следует, что

Tn (s;7s(t))

Для промежуточного участка изменения уровня расчетная формула имеет вид

Т f -7c-7o-r

in () где tj (И tj - время замеров уровня от

начала процесса его

изменения; S, и Sj, - уровни жидкости в сква-

жине от статического на

моменты времени t гИ t Второе условие основано на том, : что по определению линейным элементом является элемент, для которого справедлив принцип суперпозиции, т,е. если при различных входных воздействиях параметры элемента - коэффициент передачи и постоянная времени - не изменены, то для рассматриваемого элемента будет справедлив принцип суперпозиции. Таким образом, проверяя экспериментально соответствие изменения уровня жидкости в скважине экс,

о 5

0

5

0

°

45

JQ ее

поненциальному закону и соблюдение принципа суперпозиции, можно установить степень линейности системы 1ДЛЯ вычисленного значения параметра инерционности Т. Исходя из этого, на каждой скважине проводят несколь- ko (3-4) экспресс-воздействий различной интенсивности с перепадами уровня (с повышениями или понижениями уровня на различную величину) в пределах заданного интервала его изменения. Максимальное изменение уробня принимают равным расчетному (заданному) интервалу изменения уровня при проведении опытно-фильтрационных работ или режимных наблюдений. Интенсивность каждого последующего воздействия больше предыдущего,Время восстановления уровня определяют от момента окончания воздействия до момента, когда уровень в скважине не достиг статического на величину, составляющую 5% от измененного при экспресс-воздействии, Опробьшание с нарастающей интенсивностью позволяет избежать ошибки за счет остаточного уровня,

Изменение уровня жидкости в скважине после экспресс-воздействия осуществляют непрерывно или дискретно с помощью датчика уровня или давления (например, тензометрического), Запись производят на ленту птейфового осциллографа или самописца. При дискретной фиксации уровня интервал времени между последовательными измерениями принимают равным не менее 0,1 от всего времени восстановления уровня от окончания экспресс-воздействия до момента, когда уровень в скважине не достиг статического на величину, не превышающую 5% от измененного при зкспресс-воздейст- вии, С целью повьш ения точности измерений и исключения искажений, вносимых элементами измерительной системы, осзтцествляют градуировку системы на каждой скважине. Для этого до начала экспресс-воздействий при включенных измерительных приборах датчик уровня опускают в скважину и погружают ниже статического уровня на различную фиксируемую на кабеле грубину с привязкой ее к урезу обсадной трубы скважины,

В дальнейшем измерение координат точек на ленте самописца проводят при помощи механического компаратора,

. 31

Координаты точек, измеренные с учетом градуировки и скорости протяжки ленты самописца, являются исходными данными для ручной обработки графоаналитическим методом или аналитической обработки на ЭВМ.

Для каждого экспресс-воздействия строят графики зависимости (t) по которым определяют значение пос- тоянной времени Т как тангенс угла наклона сглаживающей прямой к оси ординат. Выполнение принципа суперпозиции определяют по неизменности значений постоянной времени Т,,полученны при различных уровнях налива (или откачки) , а соответствие закономерности изменения уровня жидкости в скважине экспоненциальному закону по степени близости сглаживающей пря- мой к точкам в координатах t, InS.

Для количественной характеристики параметра инерционности проводят статистическую обработку экспериментального материала. Для этого по всем воздействиям вычисляют среднее значение показателя инерционности и его среднее квадратическое отклонение G , а также среднее квадратическое отклонение полученной при каждом воз- действии зависимости изменения уровня во времени от экспоненциальной

При этом считают, что при Gy сО,5 имеет место экспоненциальная зависимость, при б п 0,5-1,0 процесс бли- зок к этой зависимости, а при&(,1,0 процесс изменения уровня жидкости в скважине не может быть описан экспоненциальной зависимостью,

С другой стороны, считают, что значение Gy О,1 свидетельствует о выполнении пр инципа суперпозиции, при С ц 0,1-1,0 принцип суперпози

В практике гидрогеологических и следований чаще всего имеют место случаи, когда скорость изменения

ции в меньшей степени, но еще имеет

место, а при G 1,0 принцип супер- 45 ..: позиции не выполняется.

На Основании этого при GU 0,5 и GI,O,J скважину рассматривают как линейное инерционное звено, достоверность корректировки полученных при 50 опытно-фильтрационных работах резуль2 см/мин. При этом для обеспечения точности измерения уровня воды в скважине в 1-2 см показатель инерционности не должен превышать 0,5 - 1,0 мин. Если показатель инерционно ти Т 1 мин, то может понадобитьс корректировка замеров.

татов оценивают как хорошую. Соответственно при Gy 0,5-1,0 и 6, 0,1- 1,0 скважину можно рассматривать как инерционное звено лишь ориентировочно, достоверность результатов корректировки будет средняя, а при 1,0 и 1)0 скважина не является линейным инерционным звеном и достовер5 0

0

5

0

ность результатов корректировки, полученных по такой скважине, будет плохая.

Корректировка результатов измерения уровня воды п скважине при опытно-фильтрационных работах и режимных наблюдениях может проводиться по фор - муле.

iS(t) TV(t),(5)

где uS(t) - поправка к уровню воды в скважине на заданное время t;

V(t) - скорость изменения уровня воды н скважине в заданное время t () ,

Показатель инерционности определяют с некоторой погрешностью, характеризуемой величиной среднеквадрати- ческого отклонения от среднего значения Т . Таким образом, значение Т в среднем находится в пределах

Тлп -и ,. Т fc

,

поэтому поправка к уровню воды в

жине также находится в пределах

или

(Тер -ff,)V Д5 (Т,р .+ ) V

T,pV-c5.V6 s

,

где

TcpV iS,p ,

тогда

US - AS.

Обозначив погрешность поправки iS- CiSj-p u(uS), получ11М

(6)

СКВ a(7) (8)

(9) (10)

-GuV - &(iS)Gi, V (11) |u(&S). V.(12)

В практике гидрогеологических исследований чаще всего имеют место случаи, когда скорость изменения

50

2 см/мин. При этом для обеспечения точности измерения уровня воды в скважине в 1-2 см показатель инерционности не должен превышать 0,5 - 1,0 мин. Если показатель инерционности Т 1 мин, то может понадобиться корректировка замеров.

Исходя из того, что наибольшая погрешность определения поправки к 55 уровню, равная A(AS).,, G t,V, не должна Превышать 1 см, получаем,что при скорости изменения уровня - 2 см/мин погрешность определения показателя инерционнос ги должна быть

514

меньше 0,5-1,0 мин, что и принято пределом допустимых отклонений вычисленного значения показателя инерционности скважины. Способ повышает достоверность определения параметра инерционности скважины и позволяет по значению С, и G, установить связь скважины с пластом, а также оценить возможность (или недопустимость) количественной корректировки замеров уровня воды в скважине,

Спосо может быть использован при оценке качества освоения скважин, определении необходимости повторных (периодических) прокачек наблюдатель- нь1х скважин при опытно-фильтрационных работах и режимных наблюдениях. Необходимость проведения работ оценивают по изменению величины показателя инерционности, который характеризует техническое состояние скважин

1062

Формула

изобретения

Способ оценки инерционности скважины, включающий несколько экспресс- воздействий с изменением уровня жидкости в ней, регистрацию восстановления уровня во времени и определение показателя инерционности, о т л и -

чающийся тем, что, с целью повышения точности оценки, скважину подвергают экспресс-воздействиям различной интенсивности с перепадами уровня в пределах заданного интервала

его изменения, причем интенсивность казвдого последующего воздействия больше предыдущего, определяют отклонение изменения уровня в скважине при экспресс-воздействии от экспоненциальной зависимости, по которому определяют показатель инерционности,