8. Технологические показатели разработки водоносного пласта (комплекса) месторождения подземных вод

8. Технологические показатели разработки

водоносного пласта (комплекса) месторождения

подземных вод

8.1. Обоснование исходных данных для технологических расчетов

На основании комплексного анализа всей геофизической, геологической, гидрогеологической, гидродинамической и технологической информации, изложенной в предыдущих разделах, обосновываются исходные геолого - физические и гидродинамические параметры пласта (комплекса), необходимые для технологических расчетов. Основными параметрами водоносного пласта, используемыми для расчетов, являются водопроводимость и пьезопроводность, которые могут определяться расчетным путем по результатам интерпретации комплекса геофизических исследований (ГИС) и гидродинамических исследований скважин преимущественно методом гидропрослушивания (метод групповых пробных откачек), и для этого в первом случае рекомендуется использовать формулы:

Полученные значения водопроводимости и пьезопроводности расчетным способом и по данным гидродинамических исследований сравниваются. При расхождении между ними в допустимых пределах предпочтение отдается расчетным данным, определенным с использованием комплекса ГИС, как наиболее представительным и многочисленным (табл. 19, 20).

8.2. Задачи и методы гидродинамических расчетов при проектировании разработки подземных водоносных горизонтов

8.3. Требования к режиму эксплуатации подземных вод

Основные требования к эксплуатации подземного водоносного горизонта (комплекса) определяются в задании на проектирование и сводятся к следующему:

- среднесуточный отбор воды;

- фонд действующих, резервных и наблюдательных скважин;

- заданное или максимальное понижение динамического уровня в скважинах на расчетный срок эксплуатации водозабора (рекомендуется 25 лет);

- средний расчетный дебит водозаборных скважин за расчетный срок работы водозабора;

- принятая гидродинамическая модель пласта (комплекса) для расчета технологических показателей;

- количество вариантов расчета технологических показателей, краткая их характеристика в части системы расстановки скважин, их количества, этапов разбуривания и ввода в эксплуатацию, а также техники и технологии добычи подземной воды;

- конструкция и способ эксплуатации водозаборных скважин.

8.4. Обоснование расчетной гидродинамической модели водоносного пласта (комплекса)

На основании геологического строения, гидрогеологических условий водоносного пласта и разреза отложений обосновывается гидродинамическая модель для проведения технологических расчетов по вариантам. Определяются граничные условия и режим работы водоносного пласта (комплекса). Выбирается с учетом конкретных геолого - гидрогеологических характеристик пласта метод расчета падения динамических уровней в скважинах, позволяющий решать задачи о притоке подземных вод к забоям водозаборных скважин на основе дифференциальных уравнений фильтрации жидкости. Понижение уровней воды в скважинах по годам рассчитывается при их работе самих на себя с учетом интерференции всех скважин водозабора, водозаборных участков и т.д. Для водозабора, состоящего из n-го количества скважин и приуроченного к бесконечному пласту с упруговодонапорным режимом, рекомендуется использовать формулу Тейса при неустановившемся режиме фильтрации жидкости:

где Q - дебит скважины, куб. м/сут.;

мю - вязкость воды в пластовых условиях, сПз;

km - водопроводимость, кв. м/сут.;

r - расстояние между скважинами, м;

хи - пьезопроводность, кв. м/сут.,

t - время, сут.

При этом, как правило, реальная геометрия пласта приводится к упрощенной расчетной схеме. Поскольку разработка водоносных пластов ведется при естественном режиме (депрессионные воронки выходят далеко за пределы участков), необходимо в расчетах учитывать и интерференцию водозаборов.

Современные вычислительные средства позволяют рассчитывать интерференцию от каждой скважины водозаборов исследуемого района. Однако для упрощения расчетов практически без ущерба для конечного результата можно каждый взаимодействующий водозабор рассматривать как укрупненную скважину, дебит которой принимается равным суммарному отбору водозабора. При этом радиус взаимодействия определяется как расстояние между скважиной проектного водозабора и центром взаимодействующего водозабора. Для ориентировочных (предварительных) расчетов для оценки интерференции иногда оба водозабора рассматривают как укрупненные скважины.

На изменение уровней воды в работающих скважинах кроме геолого - гидрогеологических факторов оказывает влияние термогазлифт, гидравлическое сопротивление при движении воды по колонне скважины и несовершенство скважины по степени и характеру вскрытия пласта. Их также необходимо иметь в виду при расчете изменения динамических уровней в скважинах.

В случае потребления подземной воды для технических целей, например заводнения нефтяных месторождений, ее отборы определяются в объемах, необходимых для поддержания пластового давления с учетом утвержденных ГКЗ эксплуатационных запасов подземных вод. Последние уточняются технологическими схемами разработки подземных вод на основании расчетных показателей закачки воды в проектных документах на разработку нефтяных месторождений.

8.5. Программное обеспечение

Для проведения гидродинамических расчетов в технологической схеме разработки водоносного пласта (комплекса) используются специально разработанные программы для персональных компьютеров. Одной из таких программ является программа "Сеноман-3", полученная на базе стандартных программ Excel, Windwork и др. Программа составляется таким образом, что исходные параметры заносятся в электронные ячейки компьютера по элементам рабочей формулы (например, Тейса или др.). При этом учитывается весь комплекс воздействий на гидродинамическую систему в результате работы скважин искомого водозабора и взаимодействия скважин всех водозаборных сооружений, приуроченных к ней. Обработка исходных данных производится при помощи связей указанных выше систем. Конечный результат в виде понижений уровней воды в скважинах по годам выдается автоматически сразу после внесения табличных данных в компьютер и комплекса команд.

8.6. Технологические показатели разработки водоносного пласта (комплекса)

Полученные данные по снижению динамических уровней в скважинах в процессе их эксплуатации в течение расчетного срока анализируются по вариантам разработки на предмет запланированного обеспечения подземной водой предприятия. Если расчетные величины падения уровней меньше указанных в задании на проектирование не менее чем на 20% (коэффициент запаса), то предприятие полностью обеспечивается водой на расчетный срок. Выбирается рекомендуемый вариант с наименьшими снижениями среднего по водозабору динамического уровня и минимальными капитальными и эксплуатационными затратами.

Результаты расчетов - падение динамических уровней воды по скважинам приводятся в виде таблиц и изображаются графически, анализируется развитие депрессионной воронки на территории водозабора и за его пределами, ее размеры и темп падения давления (табл. 21; рис. 5, 6, 7).

При составлении технологической схемы разработки действующего водозабора расчеты приводятся по одному варианту - соответствующему фактическому и проектному расположению скважин на месторождении, принятому объему добычи воды с учетом его расширения в перспективе по объему отбора воды, если это оговаривается заказчиком в задании на проектирование. В этом случае в проектном документе рассматривается история разработки и учитывается ее влияние на расчетные величины падения динамического уровня в водозаборных скважинах. Сопоставляются расчетные и фактические показатели разработки, в случае расхождения между ними адаптируется принятая расчетная модель.