Разработка и экспериментально-теоретическое обоснование полевых методов определения фильтрационных свойств необводненных грунтов нагнетанием воздуха в скважины и шурфы

• Автор: Шевлягин, Юрий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.14.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 135 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА I. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОЗДУШНОГО ОПРОБОВАНИЯ ДЛЯ ОЦЕНКИ ШЬТРАЦИОННЬКЛОРОД

ЗОНЫ АЭРАЦИИ.СВОЙСТВ . . . Ю

1.1 Теоретические основы воздушного опробования необводненных пород

1.1.1 Обще теоретические положения и определения .

1.1.2 Виды воздушного опробования необводненных пород. . . .

1.1.2.1 Нагнетание воздуха в скважины

1.1.2.2 Нагнетание воздуха в шурфы .

1.1.2.3 Метод Д.Киркхэма.

1.1.2.4 Метод воздушного опробования трещиноватости
1.2 Оценка водопроницаемости необводненных пород
методом нагнетания воздуха.
1.2.1 Некоторые особенности фильтрации жидкостей
и газов в грунтах,рассматриваемые в связи
с обоснованием нижнейграницы области при менения воздушного опробования.
1.2.2 Сравнительная оценка результатов воздушного и гидравлического опробования пород в лабо раторных и полевых условиях
1.2.3 Исследованияводопроницаемое ти глинистых
пород . . г
1.2.3.1 Состояние глинистых пород в зоне аэрации. .

1.2.3.2 Лабораторное изучениепроницаемости глинистых грунтов.
1.2.3.3 Палевые методы изучения проницаемости гли
яистых пород . . . . . . .
1.2.3.4 Исследования водопроницаемости просадочных
и набухающих грунтов.
1.3 Методические принципы опробования неводонасн
ценных грунтов нагнетанием воздуха .
ГЛАВА. 2. ГИДРАВЛИКА ВОЗМУЩАЮЩИХ СКВАШН И СПОСОБЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ПЛАСТЕ.
2.1 Исследование гидродинамических процессов в возмущающих скважинах
2.1.1 Скваяина в напорном пласте .
2.1.2 Безнапорный приток к скважинам
2.1.3 Анализ кривых восстановления давления
2.1.3.1 Анализ теоретических кривых. . . .
2.1.3.2 Моделирование восстановления давления в возмупцющих скважинах
2.2. Преобразование восстановления давления в воз
мущающих скважинах
2.2.1 Способ единовременного налива
2.2.2 Оценка водопроницаемости пород зоны аэрации
по восстановлению давления воздуха в пласте. .
ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОНИЦАЕМОСТИ ПОРОД В ШУРФАХ .
3.1 Общие теоретические положения и постановка задачи о распределении потенциалов от плоского заряженного диска
3.2 Распределение потенциалов в сложном полупространстве от заряженного плоского диска на электролитической моделигг
3.2.1 Моделирующий стенд и методика моделирования. .
3.2.2 Результаты моделирования распределения потенциалов в сложном полупространстве
3.3 Установка для определения проницаемости необ
водненных пород в шурфах .
3.4 Результатыопределенияпроницаемости необвод ненных пород в нурфах . . . . . .
3.4.1 Методические рекомендации по проведению по
левых нагнетаний воздуха в щурфы и обработка
результатов определения водопроницаемости опытным нагнетанием воздуха
3.4.1.1 Постановка и проведение опытных нагнетаний. .
3.4.1.2 Обработка результатов нагнетаний воздуха
в пурфы.ИЗ
Стр.
3.5. Сравнительная оценка результатов нагнетаний воздуха и наливов воды с результатами определения водопроницаемости опытным нагнетанием воздуха
3.6 Экономическая эффективность воздушного опробования в шурфах
ЗАКЛЮЧЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . .
ЛИТЕРАТУРА


Объекты опытного внедрения послужили экспериментальнополевой базой осуществляемых в отделе инженерногеологических изысканий Гидропроекта исследований в соответствии с координа
циоинкм планом ГКНТ СССР по текши I Усовершенствование определения водопроницаемости пород зоны аэрации методом нагнетания Боздуха в скважины гг. К5Разработать методику определения фильтрационных свойств пород зоны аэрации способом нагнетания воздуха гг. Н6. Руководитель работ по темамк. А.Г. Милихикер,ответственный исполнительинж. Ю.С. Шевлягин. В процессе опытного внедрения выяснилось,что эффективная область применения метода нагнетания воздуха в скважины ограничена. Однако, для решения ряда гидрогеологических задач необходимо знание проницаемости именно приповерхностных слоев,в которых воздушное опробование через скважины не эффективно. Для определения проницаемости приповерхностной зоны необводненных пород в настоящей работе предлагается метод воздушного опробования пород в шурфах. Реализация метода осуществлялась в отделе инженерногеологических изысканий Гидропроекта по плану освоения новой техники в капитальном строительстве Минэнерго СССР в соответствии с темой Разработка и внедрение экспрессметода и приборов по определению проницаемости необводнекных пород в шурфахруководительк. В.В. Каякин, ведущий исполнитель Ю. С.Шевлягин. Целью диссертационной работы является разработка методологической основы к методов определения фильтрационных свойств несбводнениых пород нагнетанием воздуха. Разработка методических принципов использования воздушного опробования пород в зоне аэрации. Совершенствование оборудования и методика опытов по определению проницаемости пород в одиночных скважинах. Разработка и экспериментальнотеоретическое обоснование метода и технических средств для определения проницаемости необводненных пород нагнетанием воздуха в шурфы. Работа состоит из введения, трех глав и заключения. А.Г. Лыкошияа, изложенных в работе Основные принципы методики проведения изысканий и инженерногеологического прогнозирования , применительно к оценке фильтрационных свойств пород зоны аэрации и его же работе . В основу второй и третьей глав положены авторские свидетельства на изобретения ,,. Являясь инициатором разработок и их внедрения, автор участвовал в качестве ответственного исполнителя во всех теоретических, лабораторных и экспериментальных исследованиях. Он входил также в состав коллективов производственных подразделений, выполнявших изыскания на всех перечисленных выше объектах. Им написано три научных и два производственных отчета. Помимо этого автор опубликовал II печатных работ ,,, в числе которых 5 изобретений по теме диссертации. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены в институте Гидропроект им. С.Я. Жука на У и Всесоюзных изыскательских конференциях , гг. Московской молодежной конференции изыскателей г. Всесоюзном научнотехническом совещании г. Ссгозгипроводхоз г. ГЛАВА I. Принципиальная сущность метода воздушного опробования нагнетанием воздуха заключается в пространственновременном прослеживании поля давления от возмущающей изолированной области, по результатам которого определяются фильтрационные свойства пласта. В настоящее время то, что движение фильтрационного потока воздуха в пористой среде подчиняется линейному закону фильтрации закону Дарси, можно считать установленным 4,,,,,,,,. Поэтому фильтрационные параметры, полученные по данным нагнетания воздуха, могут быть использованы для пересчета на параметры фильтрации других жидкостей или газов. V ц 1. Уравнение 1. Л.С. Лейбензоном . Точного решения уравнения I. Приближенные методы интегрирования этого уравнения предложены Л. С.Лейбензоном , но на практике используются способы линеаризации уравнения 1. Среди этих способов широко известны два способа Д. Киркхэма 0 и И. А.Парного . Первый допускает при небольших избыточных давлениях см в. Ошибка в расчетах при такой замене не превышает 2,5. В.М. Шестаков обосновал в неопубликованной работе диапазон допустимых давлений до 0,2 ат, при котором остается допустимой линеаризация Д.