Главная arrow Подземные воды в осадочных породах arrow Производительность скважин

Производительность скважин

Большинство скважин в умеренно сцементированных осадочных породах имеет дебит от 1 до 500 галл/мин, в мелкозернистых породах — в общем менее 5 галл/мин, в песчаниках — от 5 до 200 галл/мин, а в известняках — иногда более 2000 галл/мин, но чаще всего 5—20 галл/мин.

Хотя приведенные величины производительности скважин дают некоторое представление о водных свойствах пород, крайнее разнообразие методов сооружения и опробования скважин влияет на эти величины. Различия в получаемых значениях производительности нельзя относить за счет характеристик водоносного горизонта. Более полезную информацию дает величина удельной производительности скважин, выраженная в галлонах в минуту на фут понижения уровня воды в скважине. Если известна мощность водоносного горизонта, то для получения коэффициента удельной производительности величину удельной производительности делят на мощность водоносного горизонта. Коэффициент удельной производительности используют при прогнозировании возможных дебитов для тех участков водоносного горизонта, по которым нет данных опробования, но мощность которых поддается оценке.

Распределение повторяемости удельной производительности скважин в большинстве умеренно сцементированных осадочных пород представляет собой строго правое, или положительное, асимметричное распределение (рис. 8.5). Эта асимметричная зависимость особенно характерна для известняков и трещиноватых ортокварцитов. Уолтон решил нанести коэффициенты удельной производительности на логарифмическую клетчатку вероятности и получил приблизительные зависимости для трех различных стратиграфических подразделений (рис. 8.6). Эти величины затем можно использовать при определении вероятности производительности скважин с данным дебитом при данной мощности водоносного горизонта.

Рис. 8.5. Распределение, повторяемости удельной производительности 105 скважин в породах ордовика штата Миссури. Большинство водоносных горизонтов представлено известняками.

Начальный дебит скважины можно увеличить различными методами: пульсацией, кислотной обработкой, в результате которой в карбонатных породах расширяются трещины, путем повышения трещиноватости пород с помощью взрывов (торпедирование скважин) или нагнетанием в скважину жидкости под большим давлением, а также посредством различных комбинированных методов. Кениг показал, что наиболее эффективно увеличение водообильности скважин с низким начальным дебитом. Обычно удельную производительность таких скважин удается увеличить на 20—800%. Около 2—10% всех попыток применения методов увеличения водообильности скважин заканчиваются неудачей. Но поскольку стоимость таких работ составляет до 40% начальной стоимости скважины, в экономическом отношении их проведение невыгодно, даже если производительность скважин возрастет.

Увеличение производительности скважины в результате использования различных методов повышения водообильности объясняется изменениями, происходящими при этом в водоносном горизонте и самой скважине. В глубоких скважинах, вскрывающих песчаники в штате Иллинойс, против водоносных зон были взорваны заряды нитроглицерина весом от 100 до 600 фунтов. Среднее увеличение водообильности различных отдельностей песчаников составило 22—38%. Увеличение дебита скважин произошло вследствие расширения ствола скважины, а также от того, что тонкозернистый материал, образующийся при бурении, был удален из забоя скважины. Взрывчатые вещества также успешно применяются для увеличения трещиноватости в кристаллических и других плотно сцементированных породах. В Миссури и других штатах практикуется кислотная обработка скважин, пройденных в карбонатных породах. Кислота, вероятно, очищает забой скважины, но, проникая в мелкие трещины вокруг ствола скважины, также увеличивает локально водопроницаемость за счет растворения. Результаты кислотной обработки скважин обычно предвидеть труднее, чем при торпедировании. В некоторых районах среднее увеличение водообильности скважин после кислотной обработки составляет более 250% (рис. 8.7).

Рис. 8.6. График коэффициентов удельной производительности для водоносных горизонтов в палеозойских доломитах на севере, штата Иллинойс. Кривая для Ниагарской свиты обозначена буквой Н, для Александрийской свиты — буквой А, для группы Макокета — буквой М.

Рис. 8.7. Распределение повторяемости коэффициентов изменения дебита скважин (отношения производительности скважин после увеличения водообильности к начальному дебиту) в водоносных горизонтах осадочных пород штата Миссури. Увеличение водообильности скважин производилось главным образом методом кислотной обработки.

 
< Пред.   След. >