Аннотация:Краткое содержание
В полевых изысканиях опробование скважин нередко производится методом экспресс-откачки и налива. Осуществить метод можно в породах с низкой проницаемостью. Обоснованность методов и однозначность определения коэффициента фильтрации представляется спорной. Практикам известно, что опыты дают систематически существенно заниженные значения.
В основу известных графоаналитических методов положена предпосылка пренебрежения упругой емкостью и линейной связи расхода потока и напора в скважине после мгновенного подъема или понижения уровня воды. Решение уравнения осесимметричной фильтрации в разрезе водоносного пласта показывает, что эта предпосылка нарушается с первых минут восстановления. Отсюда – источник ошибок обработки данных методом Хворслева, известным как метод прямой линии на графике lgs-t (логарифм понижения от времени). В статье предложен метод прямой линии в координатах v-s (скорость изменения уровня от понижения), который служит одновременно и для диагностики расчетного участка графика.
Решение Хайдера в модели KGS является более корректным, учитывает кольматацию, но без знания упругоемкости пород и параметров скина коэффициент фильтрации рассчитать нельзя. Эти характеристики неизвестны.
Для анализа используется программа 1WELL численного моделирования МКЭ фильтрации при откачке или наливе с учетом особенностей распределения расхода на фильтре несовершенной скважины, кольматации (скина) и осушения фильтра, кинематики свободной поверхности, неоднородного строения пласта и других факторов. Отмечены строгие требования к построению сетки и точности решения уравнения нелинейной фильтрации в цилиндрических координатах.
Экспресс-откачка – эксперимент с измерением лишь одной характеристики поля напоров, осредненной на фильтре скважины, тогда как решение зависит от множества параметров. Это обстоятельство теоретического характера является объективной причиной многозначности решения. Сравнительные модельные имитации показали, что в реальных условиях проведения экспресс-опытов на гидродинамику влияют и другие факторы. Неоднородность, реальное время откачки (налива), осушение фильтра умножают факторы искажения реакции скважины.
Главной причиной ошибочности является кольматация, неизбежная в разведочных скважинах, которые, как правило, и используются для экспресс-опытов без оборудования и подготовки. И если в длительных одиночных откачках освободиться от параметра кольматации может помочь метод Джейкоба (при некоторых условиях), то в экспресс-опыте это сделать невозможно. Влияние кольматации (скина) фильтра приводит к систематическим грубым ошибкам в определении коэффициента фильтрации. Расчетная проницаемость оказывается заниженной в несколько раз, что делает бесполезным использование экспресс-откачек и наливов. Даже при отсутствии кольматации доказать этот факт на основе опытных данных невозможно.
Brief content
Well tests is often produced by the slug tests in field surveys. The method can be implemented in rocks with low permeability. The validity of the methods and certainty of determining the hydraulic conductivity is a contentious issue. Experts know that the experiments give systematically significantly lower values.
The basis of the known grapho-analytical methods is based on the precondition of neglecting the elastic storage and linear relationship of flow rate and head in the well after the instantaneous rise or drop of the water level. The solution to the equation of radial filtration in the aquifer cross section shows that this precondition is broken from the first minute of water level recovery. Hence the source of error processing method Hvorslev, known as the method of straight line on the graph lgs-t (log drawdown from time). This article proposes a straight line method in the coordinates v-s (the rate of water level change from drawdown), which serves simultaneously for the diagnosis of the estimation section of the graph.
The Haider solving equation in the KGS model is more correct, considers the skin effect, but without knowledge of the rock specific storage and skin parameters hydraulic conductivity is impossible to estimate. These characteristics are unknown.
For analysis is used 1WELL program of numerical FEM simulation of the seepage during pumping or filling with the features of distribution of flow on the filter of a partially penetrating well, mudding (skin) and draining the filter, the kinematics of the water table, heterogeneous structure of the aquifer and other factors. Noted strict requirements to the construction of the grid and the accuracy of the equation solution for nonlinear seepage in radial coordinates.
Slug tests is an experiment with the measurement of only one characteristic of the head field, averaged at well screen, whereas the solution depends on many parameters. This condition is theoretical in nature is an objective reason for the variety of the solution. Comparative model simulation showed that also in real conditions of conducting the slug tests hydrodynamic is influenced by other factors. Heterogeneity, real-time pumping (filling), draining the filter increase the factors in the distortion of the reaction wells.
The main reason for the inaccuracy is skin effect, which is inevitable in the exploration wells, which, as a rule, are used for slug tests without equipment and preparation. Unlike the long-term pumping in single wells to get rid of the skin parameter can be achieved by using Jacob method (under certain conditions), in case of slug tests it is impossible. The influence of screen skin leads to systematic gross errors in determination of the hydraulic conductivity. The estimated hydraulic conductivity is reduced several times, which makes worthless use the slug tests. Even in case of absence the skin to prove this fact on the basis of the field data is impossible.
