Способ определения коэффициента фильтрации водоносного пласта Советский патент 1992 года по МПК G01N15/08 G01V3/02 

Изобретение относится к гидрогеологии и может быть использовано при разведке месторождений подземных вод в рыхлых породах.

Известен способ определения коэффициента фильтрации водоносного пласта, включающий наземные измерения кажущегося удельного сопротивления пород при проведении вертикальных электрических зондирований

Указанный способ не исключает полностью откачек, является трудоемким и доро- гостоя щим, поскольку коэффициент фильтрации определяют по эмпирическим зависимостям между ним и кажущимся удельным сопротивлением пород полученным по результатам проведения вертикального электрического зондирования совместно с кустовыми откачками на части площадки изучаемого участка

Цель изобретения - снижение трудоемкости и ускорение работ.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения коэффициента фильтрации водоносного пласта в рыхлых породах на участках равной общей минерализации подземных вод, включающему бурение скважины и проведение вертикальных электрических зондирований (ВЭЗ), в скважине из исследуемого водоносного пласта отбирают пробы воды и породы, определяют в пробах общую минерализацию воды и гранулометрический состав породы, при этом проводят вертикальные электрические зондирования по двум ортогональным профилям, пересекающимся в месте заложения скважины, по измеренным параметрам определяют пористость и средневзвешенный диаметр частиц (dnp) исследуемого пласга на участках проведения

VI

СП

О О О

ВЭЗ, а коэффициент фильтрации (Кф) определяют из графика зависимости Кф f(dnp),

На фиг. 1 показан график изменения коэффициента фильтрации Кф в зависимости от приведенного диаметра частиц породы dnp; на фиг. 2 - схема расположения точек ВЭЗ в районе буровой скважины. Способ Осуществляют следующим образом.

На площадке участка, подлежащей исследованию, намечают точки бурения и наблюдения ВЭЗ, В центре площадки бурят скважину, а на двух ортогональных профилях, пересекающихся в месте заложения скважины, намечают точки для проведения ВЭЗ. В скважине из исследуемого водоносного пласта отбирают пробы грунта и воды, определяют гранулометрический состав породы и общую минерализацию воды. В точках наблюдения ВЭЗ, условно принимаемых за центр, в одну и другую сторону по прямой линии симметрично относительно центра намечают пункты, где устанавливают питающие (А и В) и приемные (М и N) электроды. Расстояние между питающими электродами А и В последовательно увеличивают до предельного, которое в два раза больше глубины залегания подошвы водоносного пласта, а отношение расстояния между приемными и питающими электродами выдерживают равным или менее 0,1. При этом глубина исследования равна 0,5 расстояния между питающими электродами А и В. По результатам измерений величины силы тока и разности потенциалов между приемными электродами М и N вычисляют кажущееся удельное сопротивление (pf по формуле

/ок-К- У-, .(1)

где К - коэффициент установки;

AU - разность потенциалов;

I - величина силы тока.

Затем вычисляют истинное удельное сопротивление породы в -том интервале, ограниченном глубиной исследования на I- том пункте наблюдения по формуле

- рк«АВН|н- в Н,-1 ь ргде PKIAB - значение кажущегося сопротивления породы в l-том пункте наблюдения: Н|н и HI-IB - глубина залегания соответственно нижней и верхней границ i-того интервала; Hi (AB/2)i; Нив - (АВ/2)и; h|- мощность породы i-того интервала, равная (АВ/2НАВ/2)н. После вычисления истинных удельных сопротивлений пород, сопоставив их с базовым разрезом в точке бурения, осуществляют корреляцию водо(2)

носного пласта по всем точкам наблюдения

ВЭЗ. Если удельные сопротивления породы

водоносного пласта во всех точках по дан, ным ВЭЗ равны между собой, то гранулометрический состав, который обусловливает пористость, соответственно одинаков для водоносного пласта, залегающего в пределах исследуемой площадки. Приведенный диаметр частиц породы водо0 носного пласта по данным лабораторных определений вычисляют по формуле

dnp АС + БС + ДС +,.,.., ГС.(3)

где А, В, Д, .., Г - соответственно размеры частиц, мм; С - содержание частиц в про5 центах к единичному объему,

Если удельное сопротивление водоносного пласта в какой-нибудь точке наблюдения ВЭЗ отличается от удельного сопротивления пласта, установленного в

0 пункте бурения, то косвенно приведенный диаметр частиц породы (через пористость) определяют по формуле ni dnp

dnp 5 где По

hi

(4)

пористость породы водоносного пласта по данным лабораторных определений в базовой точке бурения; ni - пористость породы I-того водоносного пласта в точке проведения ВЭЗ; dnp - приведенный

0 диаметр частиц, вычисленный по данным лабораторных определений гранулометрического состава породы; dnpi - приведенный диаметр частиц породы i-того пласта в точке проведения ВЭЗ. Пористость породы водо5 носного пласта в точке проведения ВЭЗ определяют из соотношения

-Јя

40

гдерь

РП - удельное сопротивле5

0

5

ние породы.

Здесь c(t) - температурная постоянная, установленная для водоносного пласта в скважине, М - минерализация.

Пример. Исходные данные для определения коэффициента фильтрации водоносного пласта на опытном участке работ приведены в табл. 1. Первоначально, используя формулу (1), поданным ВЭЗ в точке бурения и других пунктах определяют глубину залегания водоносного пласта, мощность и истинное удельное сопротивление, Первое измеренное значение рк принимается за удельное значение сопротивления первого пласта, т.е. /OKI fe .

Тогда удельное сопротивление второго пласта равно

РК2 Н2 -рК1 Hi

н2-нГ

(50 2 ) - (70 1 ) 2 - Г

30 Омм

) 33,33 Омм |

где Н2 (АВ/2)2, Hi (AB/2)i - соответственно второе и первое значения АВ/2.

ркз Нз -рк2 N2 ( Нз-Н2 (40-5) -(50 -2

5-2 и т.д.

Зная удельное сопротивление водоносного пласта в точках бурения и проведения ВЭЗ (графа 5, табл. 1), можем определить пористость (графа 6, табл 1)

Јь 16 /On 36,2

i

По

г 0,44,

/%

П|

тг 16,0 Омм, U,b

0,36.

В точке проведения ВЭЗ приведенный диаметр частиц определяют по формуле (4):

dnp

- idnp (0,36) (0.26) n 9K f Sb 0,44 Q 2b

где dnp вычислен по формуле (3) dnp AC + BC+ BC+ ГС + ДС - (0.4X0,27) + (0.25X0.48H0.15) x x(0.15M0.075XO,07)+(0.035X0.003) 0,26

Вычислив dnp в точках проведения ВЭЗ (графа 9, табл 1), по графику dnp т(Кф) определяют коэффициент фильтрации водоносного пласта (графа 10, табл 1). А затем вычисляют среднее значение коэффициента фильтрации по совокупности определений,

которое является наиболее достоверным те 16,8 м/сут По данным откачек Кф 182 м/сут Относительная погрешность en определения равна ± 8% что удовлет- 5 воряет потребности производства гидрогеологических работ при разведке месторождений подземных вод

Технико-экономическая эффективность способа приведена в табл. 2.

0Опытные данные показывают, что обьемы бурения и откачек при реализации пред-1 лОженного сокращаются на 30-40%

Формула изобретения

5 Способ определения коэффициента фильтрации водоносного пласта в рыхлых породах на участках равной общей минерализации подземных вод, включающий бурение скважины и проведение вертикальных

0 электрических зондирований (ВЭЗ), отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и ускорения работ, в скважине из исследуемого водоносного пласта отбирают пробы воды и породы, определяют

5 в пробах общую минерализацию воды и гранулометрический состав породы, при этом проводят вертикальные электрические зондирования по двум ортогональным профилям, пересекающимся в месте заложения

0 скважины, по измеренным параметрам определяют пористость и средневзвешенный диаметр dnp частиц исследуемого пласта на участках проведения ВЭЗ, а коэффициент Кф фильтрации определяют по зависимости

5 Кф-ffdnp)

Изобретение относится к гидрогеологии и может быть использовано при разведке месторождений подземных вод в рыхлых породах. Целью изобретения является снижение трудоемкости и ускорение работ Способ предусматривает отбор проб воды и породы из скважин, определение в пробах общей минерализации воды и гранулометрического состава породы. Проводят вертикальные электрические зондирования пб двум ортогональным профилям, пересекающимся в месте заложения скважины, по измеренным параметрам определяют пористость и средневзвешенный диаметр частиц dnp исследуемого пласта на участках проведения электрических зондирований, а коэффициент фильтрации определяют из графика зависимости Кф f(dnp) 2 ил , 2 табл. Ч.К Ј

3,5-42,37,8

34,0-62,28.2

ЗЗД-41,27.7

36,2

«5.0 38,0 3.3

32,,0

10,5

39,0

Таблица 1

M

0,5-0.3

0,3-0,2 0.2-0,1 0.1-0,05 0,05-0,02

0,27

0,48 0,15 0,07 0,03

0,2618,2

тнто

0,55-0,35

0,35-0.25 0,25-0,1 0,1-0,05 0,05-0,002

0.22

0.51 0,17 0,05 0,05

0,21

0.25

0.28

П76

О,И

0,24

ге50«О

Фиг.1

Таблица 2

i$0

К

м/

сут

СКВ,

X

&ЭЗ-5

##г.г

593-3

X

азы

СК&, ВЭЗ-4