Способ гидродинамического исследования водоносного пласта

Способ гидродинамического исследования водоносного пласта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ГВДРОДИНА 1ИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ВОДОНОСНОГО ПЛАСТА, включающий изменение уровня столба Боды в скважине и контроль его восстановления , отличающийс я тем, что, с целью повьшения достоверности исследования пластов с низкими коллекторскими свойствами, размещают электроды в исследуемом пласте и вне его .и пропускают через электроды однонаправленный электрический ток, причем напряженность электрического поля при пропускании тока создают равной 0,05-0,7 В/см, а электрический ток пропускают в течение не более 5ч.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН а<я) E 21 В 47/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬ1Й НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3455733/22-03 (22) 18.06.82 (46) 30.04.85. Бюл. И- 16 (72) Л.В.Боревский, Ю.Г.Ткаченко, .

Г.Я.Черняк и Н.Н.Шарапанов (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии (53) 621.241(088.8) (56) 1. Справочное руководство гидрогеолога. Т. 1 Л., "Недра", 1979.

2. Алексеев В.С., Курманенко А.Д. Опыг определения коэффициента водопроводимости пластов по данным экспресс-налива в скважине. Вып.9, М., ВИЭМС, 1979, с. 1-11 (прототип).

„„SU„„1153048 А (54) (57) СПОСОБ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО

ИССЛЕДОВАНИЯ ВОДОНОСНОГО ПЛАСТА, включающий изменение уровня столба воды в скважине и контроль его восстановления, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения достоверности исследования пластов с низкими коллекторскими свойствами, размещают электроды в исследуемом пласте и вне его .и пропускают через электроды однонаправленный электрический ток, причем напряженность электрического поля при пропускании тока создают равной 0,05-0,7 В/см, а электрический ток пропускают в течение не более 5 ч.

1153048

Изобретение относится к гидрогеологии и может быть использовано для проведения гидрогеологическои съемки, поисков и разведки месторождений подземных вод, при проведении 5 изысканий для обоснования строительства гидротехнических и мелиоративных сооружений и других задач.

Известен способ гидродинамического исследоваНия водоносного пласта для определения его гидрогеологических параметров {коэффициент фильтрации, пьезопроводность и т .д.) по изменению уровня (давления) столба воды в скважине, включающий опытные 15 откачки; выполняемые в буровых скв uraeиaх 1 .

Недостатками известного способа являются необходимость использования сложного оборудования и низкая до- 20 стоверность исследования пластов с плохими коллекторскими свойствами.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ гид- 25 родинамического исследования водоносного пласта, включающий изменение уровня столба воды в скважине и контроль его восстановления, !

В указанном способе подъем уровня воды в скважине осуществляют путем погружения специальных емкостей под статический уровень воды и после- дующего контроля восстановления первоначального уровня (2). 35

Однако данный способ характеризуется низкой достоверностью исследования водоносных пластов с ухудшенными коллекторскими свойствами.

Целью изобретения является повышение достоверности исследования пластов с низкими коллекторскими свойствами.

Цель достигается тем, что согласно способу гидродинамического иссле- дования водоносного пласта, включающему изменение уровня столба воды в скважине и контроль его восстановления, размещают электроды в исследуемом пласте и вне его и пропускают 1О через электроды однонаправленный электрический ток, причем напряженность электрического поля при пронускании тока создают равйой 0,050,7 В/см, а электрический ток пропускают в течение не более 5 ч.

На чертеже показан пример осуществления предлагаемого способа при вскрытии скважиной безнапорного горизонта.

Сущность способа заключается в том, что при пропускании однонаправленного электрического тока (постоянного или импульсного) в водонасыщенной капиллярно-пористой горной породе наблюдается явление электроосмоса. При этом в водоносном горизонте под действием электрического поля возникает электроосмотический поток, приводящий к изменению уровня воды в скважине.

Для благоприятного протекания процесса электроосмоса в горной породе необходимо, чтобы напряженность электрического поля соответствовала диапазону 0,05-0,7 В/см, а время пропускания тока не превышало 5 ч.

Соблюдение этих условий необходимо для предотвращения изменения структуры горной породы и осушения прианодной зоны.

При напряженности электрического поля ниже 0,05 В/см скорость электроосмоса может оказаться ниже скорости обратного потока воды и изменения уровня (давления) столба воды в скважине, в пределах принятой точности измерений {1 см), может не наблюдаться. При пропускании электрического тока через водоносный пласт свыше 5 ч могут измениться физико-химические свойства самой горной породы, что может повлиять и на ее естественные гидродинамические параметры.

Электроосмотический поток, вызванный с помощью электрического тока в водоносном горизонте, приводит к количественному перераспределению воды у электродов. В зоне электродов определенной полярности уровень (давление) столба воды в скважине изменяется. При выключении электрического тока под действием гравитационных сил уровень {давление) столба воды в скважине вновь начнет изменяться, пока не восстановится до исходного состояния. Определение гидрогеологических параметров водоносного пласта производится по результатам наблюдений за указанными изменЕниями уровня (давления) столба воды в скважине.

Источник электрического тока 1 через кабель 2 подключен к расположенному в скважине металлическому элек, Составитель И.Карбачинская

Редактор Т.Митейко Техред Ж.Кастелевнч Корректор В.Синицкая

Заказ 2465/26 Тираж.540 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал НПП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

3 11530 троду.3. Другой заземляющий электрод:

4 расположен около устья скважины и подсоединен к источнику 1 н обсадной трубе 5. Обсадная труба 5, переводник из электроизоляционного материала 6 и металлический фильтр 6 перекрывают водоносный пласт 8 со статическим уровнем подземных вод 9 и депрессионной воронкой 10.

Для изменения естественного статического уровня (давления) воды 9 и определения фильтрационных параметров водоносного горизонта 8, в случае, например, вскрытия его одиноч/ ной скважиной, от источника электрического тока 1 через кабель 2 подают определенный. потенциал либо на электрод 3 (в случае, если обсадная труба и фильтр выполнены из электроизоляционного материала), либо непосредственно на металлический фильтр

7, который в этом случае должен быть отделен от металлической обсадной трубы переводником из электроизоляционного материала 6. Другой полюс источника электрического тока может быть подключен либо к специальному заземлителю 4, либо к металлической обсадной трубе 5. Пропуская постоянный или импульсный электрический

;ток и нужной величины и направления, создают электроосмотический поток воды, что вызывает либо повышение, либо понижение уровня (давления) столба воды в скважине и, соответственно, образование депрессионной воронки 10. Таким образом достигается изменение естественного статического уровня, за которым следуют общепринятые операции по исследованию его восстановления и расчет гидро40 геологйческих параметров пласта.

Испытание способа при полевых условиях проводилось при гидродинами48 4 чес ком ис следов ании гидро геоло гической скважины. Эксгеримент производился по схеме согласно чертежу. Была пробурена экспериментальная скважина глубиной 6 м в моренном суглинке.

Металлический фильтр этой скважины служил электродом. Другой электрод располагался от скважины на расстояния 4 м. Электроды в соответствии со схемой подключались к источнику электрического тока, которым служил двухполупериодный выпрямитель, изготовленный из диодов ВК-200 и запитывавшийся от сети переменного тока.

При напряжении 180 В и силе тока

9 А уровень столба воды в скважине зменился в течение 1 ч на 21 см. ри выключении электрического тока уровень столба воды в скважине восстановился до исходного. Рассчитанный по восстановлению уровня коэффициент фильтрации породы оказался pasным 0 016 м/сут

Технико-зкономическая эффективность предлагаемого способа заключается в том, что производятся гидродинамические исследования водоносного пласта с низкиьы коллекторскими свойствами, что трудно осуществить другими способами, исключается применение сложного и тяжелого оборудования и специальных герметических оголовков, используются скважины малого диаметра и упрощается конструкция скважины.

Сокращаются затраты времени и трудовых ресурсов на проведение опытнофильтрационных работ.

Реализация способа позволяет сократить затраты на исследование скважины, вскрывающей водоносный пласт с низкими коллекторскими свойствами, и упрощает его проведение по сравнению с известными способами.