Виды движения подземных вод и элементы потока

ДИНАМИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Методы гидрогеологического опробования

В НЕФТЕГАЗОПОИСКОВЫХ ЦЕЛЯХ

ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Уровень воды в скважинах замеряют от поверхности земли, плоскости ротора или верха фланца кондуктора. При высоких газовых факторах необходимо привести данные по газонасыщенности вод с возможным выделением свободной газовой фазы в виде пузырьков.

Плотность пластовых вод входит во многие формулы при гидрогеологических расчетах. Особенно большое значение плотность имеет при расчетах приведенного давления и установлении гидродинамической составляющей перепада напоров. В практике гидрогеологических работ плотность воды устанавливают в полевых условиях ареометрами, а более точно в лабораторных условиях - пикнометрами. Весьма важно указать температуру воды, при которой определялась плотность. Приближенно плотность можно определить по минерализации воды (рис. 10).

Отбор глубинных проб воды занимает важное место при гидрогеологическом опробовании. Изучение газонасыщенности подземных вод в пластовых условиях возможно лишь посредством отбора проб специальными глубинными пробоотборниками (ПД-03, ПД-3М, “Приз” и др.). Последние герметично закрываются на нужной глубине в момент отбора проб, т.е. при давлении, близком к пластовому.

Отбор проб на химический анализ наиболее целесообразно производить глубинными пробоотборниками либо с устья скважины в условиях интенсивного самоизлива.

Измерения температуры в скважинах чаще всего проводят ртутными максимальными термометрами, выдерживаемыми 30 мин. Реже применяют электрические термометры.

Вязкость пластовых вод определяют в лабораторных условиях. Для этого необходимо отобрать специальные глубинные пробы пластовых вод с указанием их температуры, минерализации, пластового давления, содержания в них растворенных газов и их состава.

В гидродинамике обычно различают молекулярный и механический энергомассоперенос подземных вод. Наибольший интерес в нефтегазовой гидрогеологии представляют процессы механического, или фильтрационного, энергомассопереноса.

Фильтрационным потоком обычно называют условный поток, проходящий через всю породу. Реальный поток фильтруется по открытым (сообщающимся) порам и трещинам.

К основным элементам фильтрационного потока относят пьезометрический напор, напорный градиент, линии равных напоров, линии тока, скорость фильтрации и расход потока.

Напор (пьезометрический напор) подземных вод (рис. 15) определяют по формуле H=p/g+z, где p - гидростатическое давление в данной точке потока, g - плотность воды (отношение p/g, или h_p, представляет собой пьезометрическую высоту, т.е. высоту подъема воды над данной точкой потока под влиянием гидростатического давления p),
z - высота данной точки потока над выбранной плоскостью сравнения (0-0).

Гидравлический уклон (напорный градиент) - величина падения напора DH на единицу длины DL по направлению фильтрации (DH/DL).

Направление движения подземных вод определяют по карте приведенных напоров (гидроизопьез) или давлений путем проведения линий тока, перпендикулярных к простиранию гидроизопьез или изобар. Соответственно поток подземных вод будет направлен в сторону падения приведенных напоров или давлений.

Для определения скорости фильтрации и расхода потока обычно используют закон Дарси, отражающий линейную зависимость между скоростью фильтрации и напорным градиентом: Q/F=u=kDH/DL, где
Q - расход потока; F - площадь поперечного сечения фильтра; u - скорость движения частиц жидкости; k - коэффициент фильтрации, зависящий от проницаемости фильтра; DH - потеря напора при фильтрации (перепад напора); L - длина фильтра: DH/DL - напорный градиент.

Поскольку коэффициент фильтрации к_п и обратно пропорционален вязкости фильтрующейся жидкости m, то предыдущее уравнение может быть записано в виде u=(к_п/m) / (DH/DL). Величину напорного градиента определяют по карте гидропьез. Значение к_п и m устанавливают по результатам лабораторных исследований. Кроме того, вязкость воды можно определять по графикам (рис. 17, 18).

Скорость фильтрации не равна действительной скорости движения вод, а характеризует лишь фильтрационный поток, приходящийся на весь объем породы. Средняя действительная скорость u=u/m, где
m - коэффициент эффективной пористости (отношение объема сообщающихся пор к общему объему породы). Эффективную пористость определяют в лабораторных условиях.

Расход потока Q в подземных водах рассчитывают по формуле Q=muF, где F - эффективная площадь поперечного сечения водоприводящих пород.

Дата добавления: 2014-01-07