Фільтрація в зоні впливу взаємодіючих свердловин

(групових водозаборів)

В даній темі викладений матеріал, що дає поняття про підходи до вивчення процесів фільтрації в районах дії груп свердловин. Показані особливості проведення гідродинамічних розрахунків взаємодіючих свердловин в різних природних умовах та в зв’язку з різними технічними прийомами відкачувань.

Запитання, що розглядаються в даній темі:

1. Що таке взаємодіючі водозабори?

Взаємодіючими називаються такі два чи кілька водозаборів, коли дебіт кожного зменшується при одночасному відкачуванні, в порівнянні з дебітом, що мав би місце при одиночній дій. Суть взаємодії полягає в тому, що депресійні поверхні окремих водозаборів накладаються. Тобто вони розташовані в зоні взаємної дії.

2. Що таке групові водозабори?

Взаємодіючі водозабори утворюють групу, систему чи так званий груповий водозабір, якщо в межах площі на якій розташовані взаємодіючі водозабори виникає загальне поле зниження, а за її межами загальна депресійна воронка, розмір якої визначається груповим радіусом впливу - .

3. Як визначається фільтрація в зоні дії групових водозаборів?

При дії системи водозаборів з заданим дебітом в потоках сталої водопровідності для отримання розрахункових залежностей можна використати метод суперпозиції (складення течій). Згідно з цим методом зниження напору в будь якій точці поля зниження, що створюється під дією відкачування з системи водозаборів, визначається як сума знижень викликаних дією кожної свердловини окремо.

4. Як виконується розрахунок водозаборів у необмеженому пласті при постійному дебіті свердловин?

Існують такі методи розрахунків:

- метод розрахунку дискретних свердловин;

- метод “великого колодязя”;

- метод узагальненої системи свердловин.

5. У чому полягає суть методу розрахунку дискретних свердловин?

Метод заснований на використанні формули Тейса:

.

Виходячи з методу суперпозиції можна записати:

,

де дебіти свердловин з номерами 1,...,n,

відстані від свердловин з номерами 1,...,n,

час початку відкачування із свердловин з номерами 1,...,n.

6. Як визначити зниження в будь-якій точці, що знаходиться в зоні впливу взаємодіючих свердловин?

Визначається за залежністю , де - сума знижень викликаних дією системи взаємодіючих свердловин.

7. Як визначити зниження в будь-якій свердловині, що знаходиться в зоні впливу взаємодіючих свердловин?

Зниження в конкретній свердловині визначається як , зниження напору викликане дією конкретної свердловини, - сума знижень викликаних дією інших свердловин, що входять до системи взаємодіючих свердловин.

8. При якій умові вірне твердження, що та ?

При умові, що дебіт свердловин сталий та відкачування почалось одночасно з усіх взаємодіючих свердловин.

9. У чому полягає суть методу великого колодязя?

Якщо взаємодіючі свердловини розташовані по площі відносно рівномірно, то розрахунки можна виконати, розглядаючи групу свердловин, як великий колодязь, з радіусом . Радіус великого колодязя визначається за формулою:

, де коефіцієнт, що залежить від числа свердловин (визначається за графіком), площа, що зайнята системою свердловин, число свердловин великого колодязя.

10. Чому рівний дебіт великого колодязя?

Дебіт великого колодязя приймається рівним сумі дебітів свердловин, що входять до нього.

11. Чи можна за методом великого колодязя визначити зниження в окремій свердловині?

За методом великого колодязя можна визначити лише зниження в точці, що знаходиться за його межами.

12. У чому полягає суть методу узагальненої системи свердловин?

Метод запропонований Ф.М.Бочевером. Розглянуті залежності для розрахунку систем названих узагальненими, в яких свердловини розташовані у вигляді лінійного ряду, кільцевого ряду чи у вигляді сітки. Метод дозволяє виконувати розрахунки як в умовах необмежених пластів, так і в типових обмежених пластах.

13. Як визначається зниження по методу узагальненої системи свердловин?

Визначення ведеться за такою залежністю:

, де

- сумарний дебіт узагальненої системи свердловин, - величина гідравлічного опору, викликана дією узагальненої системи свердловин. залежить від розмірів ділянки, умов на межах ділянки, п’єзопровідності пласта, тривалості відкачування.

14. Як виконується розрахунок водозаборів у необмеженому пласті при зміні дебіту свердловини?

В цьому випадку зниження в точці на відстані від свердловини на момент часу слід розглядати як функцію змінного дебіту . При цьому можуть мати місце такі залежності:

- стрибкоподібна (ступінчаста) залежність;

- лінійна залежність;

- параболічна залежність;

- експоненційна залежність.

При стрибкоподібній залежності зміни дебіту весь розрахунковий період розбивається на інтервалів в межах яких дебіт постійний та рівний . В цьому випадку зниження рівня в будь-який момент часу від початку відкачування буде рівне сумі знижень, викликаних стрибками дебіту.

15. Як виконується розрахунок взаємодіючих свердловин в умовах постійного зниження рівня води у свердловинах?

При постійному зниженні рівня у свердловині, в умовах неусталеного руху, збільшується депресійна воронка, що приводить до зменшення напірного градієнту, а значить і до зниження величини дебіту в часі. Для такого випадку Ф.М.Бочевером отримана залежність: , де . Тут радіус свердловини, , функція, що задана у вигляді графіків та таблиць. Так, наприклад, величина зниження у будь-якій точці на відстані , при >500 рівна:

Додаткові запитання до теми:

1.Які причини можуть викликати зміну дебіту свердловини?

Задача № 12.1

Умова:

Визначити величину зниження напору в точці М напірного водоносного горизонту на момент часу t= 50,100,150,200, діб в результаті впливу 3-х взаємодіючих свердловин.

За такими даними:

Відстань від точки М до свердловини 1 - 300м.

Відстань від точки М до свердловини 2 - 500м.

Відстань від точки М до свердловини 3 = 600м.

Дебіт свердловин однаковий і складає - 540 м³/добу.

Коефіцієнт фільтрації водовмісних порід - 5м/добу.

Потужність пласту – 20м.

Коефіцієнт пружної водовіддачі пласту – 0,002.

Задача № 12.2

Умова:

Визначити сумарне зниження в свердловині 1в результаті роботи 3-х взаємодіючих свердловин, якщо відомо:

Загальна тривалість відкачування =270діб.

Час роботи першої свердловини =150діб.

Після цього в роботу були включені друга та третя свердловини, що працювали до кінця відкачування.

Дебіт свердловин однаковий і складає – 50м³/добу.

Коефіцієнт водовмісних порід – 5м/добу.

Потужність пласту – 20м.

Коефіцієнт пружної водовіддачі пласту – 0,002.

Свердловини розташовані по площі в лінію.

Відстань між свердловинами 1 та 2 – 200м.

Відстань між свердловинами 2 та 3 – 200м.

Радіуси свердловин однакові і складають – 0,2м.

Задача № 12.3

Умова та варіанти завдань:

Визначити величину сумарного зниження в свердловині 1 в умовах неусталеної фільтрації, якщо відомо:

Загальна тривалість відкачки складає – 150 діб.

Дебіти свердловин 1,2,3 відповідно складають – , , м³/добу..При цьому відомо, що перша свердловина працювала 150діб. Друга свердловина почала роботу через 30діб після початку відкачування. Третя свердловина почала роботу через 60діб після початку відкачування. Відстань між першою та другою свердловинами складає 100м. Відстань між другою та третьою свердловинами складає 150м. Середня потужність пласта складає 20м..Коефіцієнт фільтрації водовмісних порід 5м/добу. Коефіцієнт пружної водовіддачі пласту – 0,005. Величина напору над покрівлею пласта складає 25м. Радіус свердловини однаковий і складає 0,108м