Тест скважины - Well test

Тест скважины проводится для оценки количества воды, которое можно перекачать из конкретной скважины. Более конкретно, испытание скважины позволит спрогнозировать максимальную скорость, с которой вода может быть откачана из скважины, и расстояние, на которое упадет уровень воды в скважине для данной скорости откачки и продолжительности откачки.

Тестирование скважины отличается от тестирования водоносного горизонта тем, что поведение скважины в первую очередь вызывает беспокойство в первом случае, а характеристики водоносного горизонта (геологической формации или единицы, которая поставляет воду в скважину) количественно оцениваются во втором.

При откачке воды из колодца уровень воды в колодце падает. Это падение называется просадкой . Количество воды, которое можно перекачивать, ограничено производимой депрессией. Обычно просадка также увеличивается с увеличением продолжительности перекачки.

Потери скважин против потерь водоносного горизонта

Компоненты наблюдаемой депрессии в насосной скважине были впервые описаны Якобом (1947), а тест был независимо уточнен Хантушем (1964) и Биршенком (1963) как состоящий из двух связанных компонентов:

${\ displaystyle s = BQ + CQ ^ {2}}$,

где s - депрессия (единицы длины, например, м), - скорость откачки (единицы объемного расхода, например, м³ / день), - коэффициент потерь водоносного горизонта (который увеличивается со временем - как предсказано решением Тейса ) и является коэффициент потерь в скважине (который постоянен для данного дебита). ${\ displaystyle Q}$${\ displaystyle B}$${\ displaystyle C}$

Первый член уравнения ( ) описывает линейную составляющую просадки; т.е. та часть, в которой удвоение скорости закачки удваивает депрессию. ${\ displaystyle BQ}$

Второй член ( ) описывает то, что часто называют «потерями в скважине»; нелинейная составляющая просадки. Для количественной оценки этого необходимо прокачать скважину с несколькими различными расходами (обычно называемыми ступенями ). Рорабо (1953) добавил к этому анализу, сделав показатель степени произвольным (обычно между 1,5 и 3,5). ${\ displaystyle CQ ^ {2}}$

Чтобы проанализировать это уравнение, обе стороны делятся на скорость разряда ( ), оставляя в левой части, что обычно называется удельной просадкой . Правая часть уравнения становится прямой. График зависимости удельной просадки через заданный промежуток времени ( ) с начала каждого шага теста (так как просадка будет продолжать увеличиваться со временем) в зависимости от скорости закачки должна дать прямую линию. ${\ displaystyle Q}$${\ displaystyle s / Q}$${\ displaystyle \ Delta t}$

${\ displaystyle {\ frac {s} {Q}} = B + CQ}$

Если провести прямую через наблюдаемые данные, наклон наиболее подходящей линии будет (потери в скважине), а точка пересечения этой линии будет (потери в водоносном горизонте). Этот процесс подгоняет идеализированную модель к реальным данным и проверяет, какие параметры модели лучше всего подходят для реальности. Затем делается предположение, что эти подогнанные параметры лучше всего отражают реальность (при условии, что допущения, использованные в модели, верны). ${\ displaystyle C}$${\ displaystyle Q = 0}$${\ displaystyle B}$

Вышеупомянутое соотношение относится к скважинам с полным проходом в замкнутых водоносных горизонтах (те же допущения, которые использовались в решении Theis для определения характеристик водоносного горизонта при испытании водоносного горизонта ).

Эффективность скважины

Часто эффективность скважины определяется с помощью такого рода испытаний, это процент, указывающий на долю общей наблюдаемой депрессии в насосной скважине, которая вызвана потерями в водоносном горизонте (в отличие от потока через экран скважины и внутри скважины). . Совершенно эффективный колодец с идеальным экраном для колодца, в котором вода течет внутри колодца без трения, будет иметь 100% эффективность. К сожалению, эффективность скважин трудно сравнивать между скважинами, потому что она также зависит от характеристик водоносного горизонта (такое же количество потерь в скважине по сравнению с более проницаемым водоносным горизонтом даст более низкую эффективность).

Удельная емкость

Удельная мощность - это количество, которое водяная скважина может произвести на единицу сброса. Обычно его получают в результате пошагового теста на просадку. Удельная емкость выражается как:

${\ displaystyle S_ {c} = {\ frac {Q} {h_ {0} -h}}}$

где

${\ displaystyle S_ {c}}$- удельная производительность ([L ² T ⁻¹ ]; м² / день или галлоны США / день / фут)

${\ displaystyle Q}$- скорость откачки ([L ³ T ⁻¹ ]; м³ / день или галлоны США / день), и

${\ displaystyle h_ {0} -h}$ это просадка ([L]; м или фут)

Удельная производительность скважины также зависит от скорости откачки, при которой она определяется. Из-за нелинейных потерь в скважине удельная производительность будет уменьшаться с увеличением скорости закачки. Это усложнение делает малопригодным абсолютное значение удельной емкости; хотя это полезно для сравнения эффективности одной и той же скважины во времени (например, чтобы увидеть, требует ли скважина реабилитации).

Ссылки

• Биршенк, Уильям Х., 1963. Определение эффективности скважины с помощью нескольких тестов на снижение депрессии. Международная ассоциация научной гидрологии , 64: 493-507.
• Хантуш, Махди С., 1964. Достижения в гидробиологии , глава « Гидравлика скважин» , стр. 281–442. Академическая пресса.
• Джейкоб, CE, 1947. Испытание на депрессию для определения эффективного радиуса артезианской скважины. Сделки, Американское общество инженеров-строителей , 112 (2312): 1047-1070.
• Рорабо, М.И., 1953. Графический и теоретический анализ испытания на глубину депрессии артезианских скважин. Сделки, Американское общество инженеров-строителей , 79 (отдельный 362): 1-23.

Дополнительные ссылки на методы анализа насосных испытаний, отличные от описанного выше (обычно называемые методом Хантуша-Биршенка), можно найти в общих справочных материалах по испытаниям водоносных горизонтов и гидрогеологии .

Смотрите также

• Гидрогеология
• Водоносный горизонт и подземные воды