Откачка во флювиогляциальном горизонте

Данные по откачке опубликованы в работе (Шестаков и др., 1987, стр. 166, 167). Откачка проводилась из водоносного гори­зонта в песчаных флювиогляциальных отложениях одинцовско­го межледникового горизонта (московско-днепровский горизонт), мощность которого составляет в основном 30 м, уменьшаясь на некоторых участках до 20 м. Флювиогляциальные отложения пе­рекрыты слабопроницаемыми супесчано-суглинистыми отложени­ями московского ледникового комплекса, имеющими пестрое стро­ение и переменную мощность (6-10 м). Они могут быть приняты за водоупорный пласт. Выше залегают надморенные отложения, представленные преимущественно среднезернистыми песками с глинистыми прослоями, включениями гальки и гравия, в кото­рых на глубине 1-1.5 м залегает уровень грунтовых вод. Подсти­лается московско-днепровский водоносный горизонт слабопрони­цаемыми супесчано-суглинистыми отложениями днепровской мо­рены мощностью 30-50 м, принимаемыми за водоупор.

Таким образом, геолого-гидрогеологическое строение может быть схематизировано как два водоносных пласта — нижний на­порный во флювиогляциальных отложениях и верхний со свобод­ной поверхностью в над моренных песках. Разделяющий их во­доупорный пласт — супесчано-суглинистые отложения москов­ской морены (схема Б). Однако верхний пласт сложен мелко­зернистыми песками небольшой мощности, и его проводимость, по-видимому, значительно меньше проводимости нижележащего пласта. Поэтому геолого-гидрогеологическое строение участка от­качки на первом этапе обработки может быть схематизировано как однопластовый напорный поток с разделяющим пластом и постоянным уровнем в верхнем безнапорном пласте (схема А).

Выполнение расчета по схеме Б после расчетов по схеме А про­водится для подтверждения достоверности величин полученных параметров, исходя из постулата теории идентификации систем о том, что параметры разных моделей, имеющие один и тот же физический смысл, в расчетах получаются близкими по величине.

Опытная откачка проводилась в нижнем пласте из двух сква­жин одновременно (ЦС) с суммарным дебитом откачки из ЦС 3260 м³/сут. Опытный куст состоит из ЦС и НС, расположенных по двум лучам от ЦС («влево» и «вправо»). НС оборудованы на нижний пласт и на верхний пласт. Расстояние до НС на опробу­емый водоносный горизонт от ЦС и расположение их на лучах приведены в таблице

Сопоставление данных таблице 8 и мощности флювиогляци- альной толщи позволяет уверенно использовать в расчетах от­качки все НС, полагая, что даже НС 144 практически не попа­дает в область резкой деформации потока при откачке, потому что именно на участке, где она расположена, мощность нижнего пласта уменьшается до 20 м. Таким образом, в расчете можно использовать замеры понижений во всех НС.

Замеренные понижения уровня в НС во флювиогляциальном горизонте

Время замера, сут	Номера НС:
	141	101	142	144	145	146
0.00069444	0.57	0.09	0.04	0.5	0	0
0.00138889	0.98	0.14	0.05	0.79	0	0
0.00208333	1.14	0.22	0.06	1.03	0.33	0.01
0.00347222	1.43	0.51	0.08	1.56	0.56	0.03
0.00416667	1.59	0.63	0.09	1.7	0.67	0.05
0.00555556	1.82	0.72	0.11	1.9	0.78	0.07
0.00625	1.91	0.78	0.13	2	0.84	0.11
0.00694444	1.99	0.84	0.14	2.1	0.91	0.13
0.00763889	2.07	0.89	0.15	2.17	0.98	0.15
0.00833333	2.11	1	0.17	2.25	1.02	0.17
0.00902778	2.17	1.09	0.2	2.31	1.06	0.19
0.00972222	2.22	1.14	0.23	2.36	1.1	0.22
0.01180556	2.38	1.25	0.27	2.46	1.2	0.3
0.01388889	2.48	1.33	0.31	2.61	1.32	0.38
0.01736111	2.58	1.46	0.4	2.76	1.46	0.46
0.02083333	2.69	1.59	0.49	2.9	1.54	0.54
0.03125	2.9	1.8	0.67	3.08	1.74	0.71
0.04166667	3.02	1.95	0.78	3.28	1.91	0.75
0.08333333	3.38	2.23	1.09	3.72	2.32	1.18
0.125	3.59	2.38	1.26	3.89	2.51	1.39
0.16666667	3.64	2.43	1.32	3.93	2.55	1.46
0.20833333	3.67	2.48	1.38	3.96	2.59	1.51
0.25	3.73	2.56	1.42	4.01	2.66	1.57
0.29166667	3.78	2.62	1.51	4.07	2.71	1.63
0.33333333	3.81	2.64	1.52	4.09	2.74	1.67
0.375	3.83	2.65	1.54	4.11	2.76	1.7
0.41666667	3.85	2.66	1.56	4.12	2.76	1.72
0.625	3.89	2.7	1.62	4.17	2.83	1.79
0.875	3.92	2.76	1.68	4.23	2.89	1.85
2.66666667	3.91	2.82	1.73	4.27	2.93	1.89
4.33333333	3.93	2.82	1.73	4.27	2.92	1.9

Понижения уровней в НС во флювиогляциальном горизонте приведены в таблице

Кроме НС на опробуемый горизонт, имеются НС с фильтра­ми, оборудованными на верхний водоносный пласт в надморенных отложениях. Расположение этих НС показано в таблице.

Расстояние до НС в надморенном водоносном горизонте, м

№	НС 3	НС 4	НС 5	НС 6	НС 7	НС 8	НС 9	НС 10
Г, м	71	48	30	13	1	10	20	33

Отметим, что НС 3, 4, 5, 6 находятся на левом луче, причем НС 3 рядом с НС 101, НС 5 рядом с НС 141. НС 7 находится рядом с ЦС. На правом луче находятся НС 8, НС 9 рядом с НС 144 и НС 10. Понижения уровня воды в НС на подморенный горизонт были отмечены спустя 4 часа после начала откачки и интенсивно увеличивались в течение 12 часов, а затем скорость их изменения заметно уменьшилась.

Понижение уровней в НС в верхнем водоносном пласте, м

Время за- мера, сут	Номера НС (в скобках — расстояние до ЦС, м)
	нсз (71)	НС4 (48)	НС5 (30)	НС6 (13)	НС1 (1)	НС8 (10)	НС9 (20)	НС10 (33)
0.002778	0.09	0.06	0.1	0.15	0.06	0.08	0.07	0.1
0.008333	0.14	0.18	0.28	0.4	0.34	0.32	0.26	0.12
0.034722	0.19	0.34	0.44	0.55	0.54	0.48	0.4	0.16
0.069444	0.2	0.36	0.46	0.58	0.56	0.52	0.45	0.2

Сопоставление понижений уровня в парных НС 101 и НС 3, НС 141 и НС5 , НС 144 и НС 9 свидетельству­ют о гидравлическом разделении верхнего и нижнего водоносных пластов, что обусловливается водоупорной московской мореной в кровле нижнего водоносного пласта. График комбинированного прослеживания по НС 141, 101 и 146, находящихся на обоих лучах на расстояниях 30, 71 и 143 м, показывает, что опытные точки ло­жатся достаточно кучно и образуют систему кривых, качественно соответствующих основной схеме перетекания .

Графики комбинированного прослеживания по НС 141, 101, 146 (откачка из флювиогляциального горизонта).

В то же время данные таблицы показывают отсутствие за­кономерной связи между величиной понижения в НС и ее рассто­янием от ЦС. Так, понижение в НС 5 и НС 10 на расстояниях 30 и 33 м одинаково, понижение в НС 5 на расстоянии 30 м больше, чем в НС 9 на 20 м, понижение в НС б на расстоянии 13 м больше, чем в НС 8 на расстоянии 10 м. Это свидетельствует о неоднородности перетекания через разделяющий пласт по площади.

График площадного прослеживания, построенный по всем НС на опробуемый горизонт на конец откачки, достаточно точно может быть аппроксимирован прямой (R = 0.9965), при этом точ­ность аппроксимации прямой графика площадного прослеживания по трем НС на разных луча еще выше и одинакова (R = 0.999) . Графоаналитический расчет по всем НС проводим на основе полученного уравнения прямой зависимости S = f(logг), в результате Т =410 м /сут.

График площадного прослеживания по НС на нижний пласт
(откачка из флювиогляциального горизонта)

Графики временного прослеживания по НС в нижнем пласте приведены на рисунке . По всем скважинам за период откач­ки отмечается выход на стационарный режим. Заметим, что ход изменения понижений в НС на примерно одинаковом расстоянии, но на разных лучах, практически одинаков.

Для диагностики режима перетекания в разделяющем пласте проводится определение проводимости в схеме А1 (однопласто­вый поток с жестким режимом перетекания) с использованием программы NAS по временному прослеживанию (по данным за­меров понижения в каждой НС раздельно).

Графики временного прослеживания по НС в нижнем пласте
(откачка из флювиогляциального водоносного горизонта).

При расчете в нестационарном режиме получены величины проводимости от 355 до 516 м /сут. Сравнивая с результатом рас­чета проводимости по площадному прослеживанию, отметим, что величины проводимости, определенные по временному и площад­ному прослеживанию, близки между собой, что позволяет считать схему жесткого перетекания приемлемой. На следующем этапе обработки откачки после выбора модели определение расчетных величин параметров выполняется по ком­бинированному прослеживанию за период нестационарного режи­ма также по разным наборам НС.

Результаты расчета параметров модели А1

№№ НС в расчете	Параметры			Точность прогноза е, м
	T, м2 /cут.	µ х 10-4	X х 10-3 , сут -1
141,101,142	364	4.45	2.19	0.07
141,101	384	3.90	1.75	0.08
101,142	358	4.57	2.29	0.08
144,145п*,146п	410	5.08	1.60	0.07
144п.145п	426	4.42	1.19	0.08
145п.146п	384	5.19	1.78	0.06
144п.145п.146п. 141.101	404	4.37	1.49	0.11
145п.101.146п	384	4.63	1.80	0.08
141.145n.101. 146п.142	366	4.73	2.15	0.07

* Буквой «п» отмечены НС на правом луче.

В результате имеем искомые расчетные величины парамет­ров: Т = (358 -5- 410) м²/сут, µ = (3.9Е -04-5- 5.19Е - 04), X = (1.19Е - 03 -5- 2.29Е - 03) сут^-1. Точность прогноза с найденны­ми параметрами во всех вариантах расчета меняется от 0.06 до 0.11 м, чаще составляя 0.07-0.08 м.

Рассматривалась возможность определения параметров по ми­нимальному количеству НС —- двум. Отметим, что по величине точности прогноза понижения с найденными величинами пара­метров модели наилучший вариант размещения двух НС это — НС 145 и НС 146 на расстояниях r₁ = 63 и г₂ = 143 м, соотно­шение _r1/г2 2.3, тд « 2.1m (m — мощность пласта). Несколько хуже результаты расчета по двум другим парам НС:

• НС 144 и НС 145 на расстояниях тд= 30 м и г₂= 71 м, соотношение _{г1/г2 =} 3.2, тд и 2.4т;
• НС 141 и НС 101 на расстояниях тд 20 м и г₂= 63 м, соотношение г₁/г₂ = 2.4, тд « 0.7т.

В целом расчеты показывают, что достаточно достоверно па­раметры пласта в схеме А1 определяются по двум НС, расположенным на расстояниях г₁/г₂ = 2.3 ч- 3.2 при условии г_г = (0.7 4- 2Л)т.

Параметры двухпластового потока определялись в модели Б1 способом комбинированного прослеживания по разным сочетани­ям НС на верхний и нижний пласт. При этом проводимость верх­него пласта достоверно не определялась ни в одном варианте рас­чета, поэтому далее она фиксировалась и принималась равной 50 м /сут (исходя из строения пласта и литературных данных о ко­эффициентах фильтрации отложений). По НС 141, НС 101, НС 142 получены следующие величины параметров: Т = 366 м²/сут, д = 4.517? — 04, х = 2.187 — 03 сут ¹ (водоотдача на свободной поверхности задавалась равной 0.05). Таким образом, обработка откачки в двухпластовом потоке при откачке из одного (нижнего) пласта по модели А1 дает достоверные величины параметров это­го пласта, при этом параметры верхнего пласта достоверно опре­делить невозможно.

При диагностике откачки на первом этапе расчетов величины проводимости, определенные по временному прослеживанию по каждой из НС, зависят от расстояния до НС, увеличиваясь по ме­ре удаления НС от ЦС. Эта зависимость особенно четко (точность аппроксимации R = 0.99) получается, если исключить результат, полученный по НС 146 на правом луче. В таком случае можно по­лагать, что режим перетекания через разделяющий пласт может иметь упругий характер, и, следовательно, для обработки откач­ки должна быть использована модель А2 — однопластовый поток с упругим режимом фильтрации в гомогенной среде с упругоёмкостью η^*.

Расчет параметров модели А2 выполнен способом комбиниро­ванного прослеживания по понижениям в НС 141, НС 101 и НС 142, расположенным на левом луче. Одновременно определялись четыре неизвестных параметров схемы А2: проводимость водонос­ного пласта Т, упругая водоотдача µ*, коэффициент перетока че­рез разделяющий пласт х и упругоёмкость if. В расчете получены следующие величины параметров: Т = 360 м²/сут, µ = 3.17? — 04, X = 2.17? — 03 сут ¹, η^* = 3.22E — 05. Как видно из таблицы ,в модели А1 по этим НС получена такая же величина проводи­мости пласта, практически одинаковая величина коэффициента перетока, но величина упругой ёмкости отличается на 40 %.