Стаціонарний режим дослідно-експлуатаційної відкачки (ОЕО)

Р.С. Шенгелая

Поки будемо говорити про одну розвідувально-експлуатаційної свердловини. За даними що стабілізувався дослідно-експлуатаційної відкачки маємо вже незмінну питому зрізання:

Здавалося б, тепер можна дати прогноз зниження у водозаборі при заявленому дебіте:

Однак, для цього треба бути впевненим, що величина не залежить від дебіту, тобто збереже своє значення при , який частіше всього більше досвідченого (хоча і не є обов'язковим). У яких умовах цього можна чекати?

-- якщо від дебіту (тобто і від зниження) не залежать параметри водоносній системи і характер дії граничних умов. Наприклад, стаціонар у Звенигороді:

Видно, що при "стійких" величина не повинна змінюватися за будь-яких дебітом. Але ж при збільшенні дебіту воронка поглиблюється і розширюється - отже, в неї потраплять нові елементи опробуемой водоносній системи, які нададуть свій вплив на характер зв'язку зниження і дебіту (наприклад, зони з істотно відмінними параметрами провідності або перетікання).

Тому ОЕО проводиться в декілька "ступенів", тобто при декількох значеннях дебіту; потім будується Индикаторная криві або "Кривий Дебіт" -- графік в координатах .

Якщо питома зрізає дійсно = , то зв'язок і лінійна, графік є ПРЯМОЇ лінією (рис. 1).        

Рис. 1     

Скільки потрібно "ступенів" для підтвердження лінійності зв'язку ? Строго кажучи, достатньо двох, тому що формально існує точка = 0 при = 0. На практиці вважають за краще провести все-таки три сходинки.

Однак, в реальних умовах зв'язок часто нелінійно, причому зазвичай зростає зі зростанням (крива має опуклість вгору). Генетичні причини нелінійності кривої дебіту різноманітні.

Безнапірні ПОТОКИ: провідність залежить від потужності (глибини) потоку . Тому, чим більше дебіт випробування, тим більше зниження - тим менше і , отже, тим менше провідність . Для таких умов можливо аналітичний опис форми кривої дебіту. Загальний вид зв'язку і для стаціонарних радіальних потоків:

,

де - радіальна координата точки спостереження, -" радіус харчування "(при ).

Відповідно пониження в працюючій свердловині .

Аналітичний вид вирази для залежить від конкретної розрахункової схеми -- наприклад, при роботі свердловини на відстані від урізу недосконалою річки (з параметром опору ложа ) .

Для умов безнапірного потоку слід приймати (рис.2), звідки .

Так як то

Звідси: Q = SС -- Sс2 = SС -- Sс2. Це рівняння параболи в координатах (рис. 3).        

Рис. 1.         

Рис. 2.         

Для використання такої кривої в цілях прогнозу (визначення очікуваного при розрахунковому експлуатаційному дебіте ) потрібно її екстраполювати, отже, потрібно визначити її коефіцієнт. Це можна зробити шляхом звичайного регресійного аналізу, але для цього потрібно б мати побільше експериментальних точок - малореально, тому що дорого і клопітно.

Можна застосувати лінійну анаморфозу у вигляді .

Що таке ? Це питома дебіт (величина, зворотній питомої зрізанні).

Отже, якщо причиною нелінійності кривої дебіту є саме залежність провідності від пониження у безнапірних потоках, то в координатах повинен виходити лінійний графік (рис.4). Це найважливіший діагностична ознака!

Скільки потрібно ступенів дебіту, щоб підтвердити лінійність цього графіку? Три, так як є невідомий вільний член.

Провівши мінімум три ступені відкачування з різними дебітом, отримуємо можливість визначити прямо з графіка коефіцієнти прямої і . Після цього для прогнозу зниження при заявленому дебіте вирішуємо квадратне рівняння:

щодо і порівнюємо його з допустимим.        

Рис. 4     

Інша поширена причина нелінійності індикаторного графіка - виникнення явищ турбулентності в пріскважінной зоні; при цьому виникають додаткові втрати напору, величина яких залежить від дебіту.

Приклад, показує високу дійсну швидкість при вході підземних вод у стовбур свердловини - навчальна відкачування на Звенигородському полігоні:

-- Дебіт Q = 40 л/с