В. А. Мироненко динамика ползших поп московский

ЗАДАНИЕ. Докажите это положение, пользуясь методом сложе­ния течений. Для этого достаточно сопоставить v_Q со скоростью воз­мущенного потока на расстоянии r_fflax от скважины (определяемой согласно формуле Т ейса).
Кроме того, при слишком большом расстоянии между скважина­ми в трещиновато-пористых породах резко падает значимость массо- переноса в трещинах в сравнении с молекулярно-диффузионным оттоком в блоки, что приводит к возрастанию погрешностей при определении активной трещиноватости в средах с высокими массо­обменными параметрами. И, несмотря на то что в таких породах коэффициент трещиноватости обычно не столь важен для длитель­ных прогнозов (см., например, раздел 8.4.2), его экспериментальную оценку следует считать обязательной: полученное значение трещи­новатости является показателем, контролирующим надежность все­го расчетного алгоритма.
С этих позиций для ОМР в трещиновато-пористых породах же­лательно, наряду с индикаторами, усваиваемыми блоками, приме­нять соединения (обычно полимеры), диффузия в пористые блоки которых незначительна. Это позволяет, используя при интерпрета­ции расчетную схему микродисперсии (см. раздел 6.3), определить и константу гидродисперсии dj, значение которой обычно коррелирует
с характерным размером блоков (см. пример в разделе 7.3.4). Кроме того, такая информация позволяет учесть при планировании ОМР возможную роль гидродисперсионного рассеяния, снижающего на­дежность анализа опытов на основе решения Ловерье (см. паздел
7.3.2).
Неизбежные погрешности планирования индикаторных опытов по вероятным значениям миграционных параметров делают целесо­образным проведение эксперимента в трещиноватых породах при нескольких различающихся режимах (расходах нагнетания). С этой же точки зрения, опытный куст должен включать несколько наблю­дательных скважин (не менее трех) на каждом луче. При дуплетном опробовании также желательно предусматривать запасные скважи­ны, позволяющие привести опыт при различных размерах зон опро­бования.
Наконец, следует иметь в виду, что при опытах с химическими индикаторами необходамая надежность оценки параметров массопе­реноса в ряде случаев вообще не может быть достигнута, причем скорее всего такое положение может возникнуть в условиях трещи­новато-пористых сред с низкими массообменными параметрами: за время опыта емкость блоков не успевает достаточно проявить себя. В этой ситуации в проектируемой схеме опыта должно быть предусмот­рено применение теплового индикатора, так как при этом опыт вы­водится на существенно другие соотношения диффузионной (кон- дуктивной) и конвективной составляющих переноса (см. раздел 6.5). Интерпретация данных теплового воздействия на пласт, основанная на решениях задачи плоскорадиального теплопереноса в трещинова­то-пористой среде (а их легко получить, пользуясь рассмотренной в разделе 6.5 аналогией между процессами массо- и теплопереноса), позволяет оценить один из важнейших параметров - удельную по­верхность пористых блоков Sq.
В заключение подчеркнем, что планирование и реализация опытных схем при миграционном опробовании водоносных комплек­сов всегда предполагает исключение ряда нежелательных эффектов (только тогда возможна корректная интерпретация результатов), которые в прогнозных расчетах часто, наоборот, приобретают особое значение. К ним прежде всего отнесем плотностную конвекцию в пласте (см. раздел 6.1.3) и поперечную дисперсию (см. разделы 6.3 и

4. 
   . Тем самым круг экспериментально определяемых в полевых условиях параметров сознательно сужается до того минимального предела, которых в лучшем случае может служить основой лишь для простейших одномерных прогнозных моделей (да и то не всегда, так как за пределами возможностей локальных ОМР остаются асимпто­тические параметры макродисперсии, если говорить о пористых по­родах — см. раздел 7.3.1). Наряду с недостатком информации о миграционных параметрах обычно остается экспериментально недо- изученной также степень гидродинамической и гидрохимической связи бассейнов промышленных стоков с подземными водами, так что неопределенность граничных условий становится еще одним пре­пятствием для прогноза миграционных процессов. Наконец, про­гнозные оценки нуждаются в достаточно подробной информации о поле скоростей фильтрации; в условиях реальной фильтрационной неоднородности и анизотропии водоносных пластов, а также отме­ченной недоизученности граничных условий фильтрации это обычно требует информации, заметно превышающей возможности гидроге­ологических изысканий. Отсюда ясны важная роль и задачи режим­ных наблюдений в период эксплуатации инженерных объектов с точки зрения изучения процессов загрязнения подземных вод (см. раздел 7.4).
   

4. 
   Конкретные примеры
   

Рассмотрим пример миграционного опробования водоносного го­ризонта, приуроченного к трещиновато-пористым меловым породам (район одного из месторождений КМА). Оно проводилось по схеме кустового налива в центральную скважину с прослеживанием за движением индикатора в пласте по двум наблюдательным скважи­нам 1 и 2, удаленным от нее на расстояния 15 и 20 м соответственно. Предварительно во всех скважинах был проведен расходометриче­ский каротаж, в результате которого была выделена верхняя, наибо­лее проницаемая зона мощностью 3 м, определившая практически всю гидравлическую проводимость пласта (его суммарная обводнен­ная мощность около 20 м). Можно предположить поэтому, что в процессе опыта оценивались параметры именно этой зоны. Скорость фильтрации естественного потока v₀ по данным резастивиметрии скважин составила 0,2 м/сут.
В качестве индикаторов использовали два химических соедине­ния — слабо концентрированные растворы поваренной соли (наблю­дения велись по хлор-иону) и высокомолекулярного соединения — полиакриламида (ПАА). Индикаторы вводили после достижения ре­жима налива, близкого к стационарному .при расходе Q_c**225 м³/ сут (удельный дебит налива q * Qjtn * 75 м²/сут). Полученные выход­ные кривые по скважинам 1 и 2, пересчитанные на относительные концентрации, приведены ка рис. 7.4,а.
На индикаторных графиках для хлор-иона достаточно опреде­ленно (по их резкой асимметрии относительно точки средней отно­сительной концентрации с ™ 0,5) диагностируется проявление эф­фекта двойной пористости: по прошествии первых часов опыта на перенос индикатора заметно влияет процесс его молекулярной диф­фузии в пористые блоки. Этот процесс становится особенно ощути­мым в сравнении с характером миграции ПАА, проникающая способ­ность которого в поры блоков весьма низкая (он ведет себя подобно индикатору в чисто трещиноватой среде).
Обработка выходных кривых для хлор-иона осуществлялась пу­тем линеаризации зависимости (7.14). Для этого опытные точки
были нанесены на график в координатах (см. рис. 7.4,6), где
видно, что кривые,полученные для усваиваемого блоками fpaccepa, достаточно хорошо согласуются с теоретической зависимость^. Миг­рационные параметры, рассчитанные графоаналитическим методом с использованием значений t_pi&\g
(см. формулы (7.16) и (7.17)), приведены в таблице.
Лабораторными опытами были установлены коэффициенты мо­лекулярной диффузии в блоках (D_M = 5 10"⁵ м²/сут) и пористость последних (п₀ = 0,45). Эти данные позволяют определить по извест­ным значениям комплексного массообменного параметра S%D_M п₀
удельную поверхность блоков S₆, которая составила в среднем 4м"¹, что в пересчете на средний размер блока изометрической формы отвечает т₆ - 6 JS₆ = 1,5 м.
Кроме того, обработка выходной кривой для ПАА по схеме мик­родисперсии (см. раздел 7.3.2) дала расчетные значения активной трещиноватости п *0,005 и параметра микродисперсии <5j = 1 м. Как видно, значения параметров, определенные по различным ицдика-
•i

Рис. 7.4. Графики изменения относительных концентраций инди­каторов в наблюдательных скважинах (а) и представление опыт­ных данных при графоаналитическом способе их интерпретации (б):