Взаимодействие скважин с потоком подземных вод

• Автор: Суючева, Диляра Таировна
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 80 с. : ил.

Постановка задачи
§ 1. Два источника с одинаковыми расходами в потоке
§2. Источник и сток при одинаковых по модулю расходах в потоке 31 §3. Источник и два стока в потоке
§4. Источник и сток при произвольных расходах в потоке
§5. Батарея источников в потоке
5.1 Четное число источников в потоке
5.2 Нечетное число источников в потоке
§6. Нагнетательная скважина в потоке
Примечание
Заключение
Литература

Актуальность темы. Сложность проблемы защиты подземных вод от загрязнения со временем лишь возрастает. В насыщенных водой пластах возможны природные региональные потоки, которые способны переносить загрязнения на большие расстояния, в результате чего образуются крупные ареалы загрязнений. Поэтому проводят мероприятия по их локализации и ликвидации. Одним из способов защиты подземных вод является воздействие на поток через скважины путем закачки в пласт или откачки из пласта воды. В частности, таким образом на пути потока можно создать гидродинамические барьеры, препятствующие продвижению загрязнений [1,2].
Как указывается в [1], может представлять интерес сооружение ряда нагнетательных скважин вниз по потоку загрязненных вод с последующей непрерывной закачкой в них чистой воды, подводимой из независимого внешнего источника. Там же отмечается, что возможно сочетание нагнетательной скважины с откачивающими, при этом откачиваемая вода, предварительно пройдя очистку, непрерывно подается в нагнетательные скважины.
Для определения влияния множества откачивающих и нагнетательных скважин на поле регионального потока широко используется численное моделирование [3-8]. Численные методы позволяют рассмотреть сложные системы, которые, в частности, включают в себя неоднородность пористой среды и нестационарность течения. Особый интерес представляет определение огибающей зоны захвата, что важно при использовании системы скважин для защиты подземных вод от загрязнения. При двумерном течении огибающая зоны захвата определяется как линия, которая отделяет воду, текущую мимо скважины, от воды, текущей к скважине. К сожалению, численные методы не позволяют осуществить прямое вычисление огибающей зоны захвата, и существует необходимость
численно воспроизводить непрерывно увеличивающееся количество линий тока для более точного определения зоны захвата [9]. Показательным в этом отношении является рис. 1 из работы [2], где изображены найденные численно линии тока течения под действием пары нагнетательной и откачивающей скважин, расположенной поперёк потока: среди этих линий огибающих зон захвата нет.
Если реальные гидродинамические условия достаточно просты и допускают описание сравнительно небольшим числом расчетных параметров, то границы зон захвата и областей, защищаемых гидродинамическими барьерами, удается эффективно определить аналитически.
Согласно распространенной схематизации процесса далее считается, что скважины расположены в однородном и изотропном пласте единичной толщины, где существует плоско-параллельный природный поток, жидкость однородна и несжимаема, справедлив закон Дарси, фильтрация стационарна и двумерна, скважины имитируются источниками и стоками.
Определение зоны захвата скважин, находящихся в потоке, началось с решения задачи для случая одиночной скважины [10]. Ряд авторов использовал теорию функций комплексного переменного для развития аналитических и полуаналитических методов при оценке воздействия скважин на поток. Результаты исследования нескольких схем скважин в потоке стали широко известными и вошли в монографии [11-17].
В [18] исследовалась рециркуляция между нагнетательной и эксплуатационной скважинами, размещенными поперек направления набегающего потока. Для развития дальнейших исследований важную роль сыграла работа [19], где были определены огибающие зоны захвата в случаях двух, трех и четырех скважин в прямолинейных батареях, расположенных поперек потока. При этом варианты с прорывом течения между скважинами не рассматривались. В статье [2] в связи с активным
Рис. 19. Концентрация жидкости, извлекаемой на поверхность через
стоки.