15.09.2011
3 ДИНАМИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Скорость фильтрации представляет собой фиктивную скорость, с которой двигалась бы вода, если бы пористая среда отсутствовала и вода двигалась бы в пустом пространстве пласта от кровли до подошвы.
Коэффициент фильтрации – скорость фильтрации при гидравлическом уклоне, равном 1. Коэффициент фильтрации отражает не только пропускную способность пород, но и фильтрационные свойства самих жидкостей.
;
Верхний предел применимости закона дарси наступает, когда скорость фильтрации превышает критическую скорость. Она определяется числом рейнольдса. Законы, которые описывают движение жидкости в области выше верхнего предела применимости закона Дарси, называются нелинейными законами фильтрации. Нижний предел применимости закона Дарси наступает при очень малых скоростях фильтрации и очень малых напорных градиентах.
Фильтрационные потоки
1 Линейный или одномерный поток – линии тока прямолинейны и параллельны друг другу (движение вод в однородном пласте);
2 Плоский или двухмерный поток. Все частицы жидкости движутся параллельно какой-нибудь одной плоскости (движение жидкости по пласту к скважине, вскрывшей пласт на всю толщину);
3 Пространственный (трехмерный) – Линии тока направлены так, что они не параллельны ни сами себе, ни какой-либо плоскости (Мощное движение жидкости вскрыта кровля пласта).
Приведенное давление – для вычисления приведенного давления выбирается любая горизонтальная плоскость сравнения, на уровень которой пересчитывается давление всех скважин. Приведенное давление складывается из двух составляющих:
1. Пластового давления в данной точке пласта;
2. Давления, создаваемого столбом пластовой воды, заключенной в породе от данной точки пласта до горизонтальной плоскости сравнения.
Коэффициент упругоемкости характеризует суммарное относительное изменение объема жидкости в пласте при изменении давления за счет упругости как самой жидкости, так и пористой среды.
=[cм2/кг]
Коэффициенты упругоемкости среды и флюда.
Коэффициент упругости показывает, какую долю пласта занимает объем жидкости вытекшей из пласта при повышении давления в нем 1 кг/см2.
Коэффициент пьезопроводности
=[см2/сек]
Характеризует скорость перераспределения давления в пласте в условиях упругого режима.
ФОРМИРОВАНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И РАССОЛОВ
Пути образования подземных вод
Выделяются 2 группы: эндогенная и экзогенная.
Эндогенные образуются в горных породах и магматических очагах за счет различных химических реакций и других процессов. Экзогенные подземные воды подразделяются на 2 типа: 1) Седиментационные. 2) Инфильтрационные – образуются за счет просачивания через горную породу всех поверхностных вод и атмосферных осадков.
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ЦИКЛ
Состоит из 2х этапов: 1) Седиментационный этап. 2) Инфильтрационный этап.
Седиментационный этап начинается с тектонического погружения и трансгрессии моря (наступление моря). Седиментационный этап заканчивается поднятием территории и соответственно регрессией моря (отступление). Начинается инфильтрационный этап.
ПРОЦЕССЫ ФОРМИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОДЗЕМНЫХ ВОД И РАССОЛОВ
Содержание и состав растворенных в природных водах веществ формируются в результате взаимодействия вод с окружающей средой. Процессы, формирующие состав подземных вод следующие:
1. Выщелачивание и растворение горных пород;
2. Катионный обмен между водами и породами;
3. Окислительно-восстановительные реакции;
4. Гидратация минералов;
5. Фильтрационный и осмосический эффект в растворах;
Фильтрационный эффект заключается в отставании растворимого от растворителя при фильтрации. Осмосический эффект заключается в…
6. Диффузия ионов солей и газов;
7. Гравитационная дифференциация раствора (разделение раствора по плотности).
ЭНДОГЕННЫЕ ВОДЫ
Все воды, образовавшиеся в горных породах в литосфере в магматических очагах и в другой глубинной обстановке. Часть этих вод образует высвободившиеся при дегидратации минералов цеолитные и кристаллизационные воды. Эти воды образуются при конденсации магматических пород. Еще часть вод образовалось хемогенным путем, которые образуются в результате химических реакций.
Лекция 4