Что такое пьезометрический уровень в скважине

Обновлено: 07.07.2024

Что такое пьезометрический уровень в скважине

Содержание статьи:

(В вопросе сохранена грамматика и орфография оригинала)

Что такое Пьезометрический уровень?

Статическим уровнем или пьезометрическим уровнем называют глубину в водяной скважине, которая измеряется от поверхности до водяного зеркала в спокойном состоянии при выключенном насосе. Пьезометрический уровень показывает запас воды в водоносном слое: чем он выше, тем больше запас воды.

Надеюсь, мы Вам помогли, помогите и Вы нам, оцените наши усилия, кликните нравится / не нравится, а если напишите комментарий, то честь Вам и хвала!

Пьезометрический уровень

пьезометрический уровень — 3.10 пьезометрический уровень (piezometric level): След от пересечения пьезометрической поверхности вертикальной плоскостью. Источник: СП 103.13330.2012: Защита горных выработок от подземных и поверхностных вод … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД — (напорный) уровень, устанавливающийся в скважинах пьезометрах при вскрытии напорных вод. П. у. п. в выражается в атмосферах или абсолютных отметках … Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии

Гидростатический (пьезометрический) уровень — уровень, до которого поднимается подземная вода в колодце, скважине, шурфе и других горных выработках … Геологические термины

УРОВЕНЬ ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИЙ — устанавливающийся в скважинах и колодцах при вскрытии напорных вод. Выражается в абс. или относительных отметках и в атмосферах. Син.: уровень напорный. Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978 … Геологическая энциклопедия

УРОВЕНЬ НАПОРНЫЙ — син. термина уровень пьезометрический. Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978 … Геологическая энциклопедия

Пьезометрическая скважина.

Что такое пьезометрическая скважина

Глубокое узкое отверстие цилиндрической формы используется в геологии, нефтеразведке, строительстве, геотехническом мониторинге. Длина скважины существенно больше её диаметра.

В геотехническом мониторинге гидрогеологическая скважина глубиной от 4 м до 100 метров с диаметром от 75мм.

Пьезометрическая скважина бурится в вертикальном направлении и используется для наблюдения и контроля уровня грунтовых вод, глубины водоносного горизонта, давления внутри пласта, отбора проб грунтовых вод, карстологических наблюдений.

Скважина позволяет получить информацию для:

проектирования
изысканий
геотехнического мониторинга
экологического мониторинга
контроля отведения вод и дренажа
наблюдения за устойчивостью насыпи, дамбы, плотин, набережных и резервуаров

Пьезометрическая скважина состоит из следующих частей:

Устье – верхнее отверстие в земле
Забой – дно
Стенка, ствол – боковая поверхность

Для чего нужна пьезометрическая скважина

Скважина позволяет реализовать непосредственные наблюдения за уровнем грунтовых вод, температурой, химическим составом.

Пьезометр помогает определить характер распределения и перераспределения пластового давления в нефтяных пластах и при разработке площадей. Скважины с пьезометрами могут быть использованы при гидропросушивании в качестве реагирующих на изменение пластового давления.

Отверстия бурят в точках с постоянным составом воды и хорошей сообщаемостью с пластом. Для этого используют вскрытый продуктовый пласт за контуром нефтеносности, где проводят специальные работы. Точное число пьезометрических скважин на территории устанавливается в проектной документации на разработку.

Опишем наш опыт использования гидрогеологических скважин.

Новое строительство. Глубокий котлован – ниже уровня залегания подземных вод (четвертичного слоя, верхневодки в простонародье), работающая система водопонижения. В обязательном порядке в проектной документации указывается необходимость скважин для наблюдения уровнем подземных вод. Указывается количество, глубина, места расположения. В отдельных случаях есть необходимость в измерении температуры и химического состава подземных вод (см. СП22.13330).

СП22.13330.2016. Основания зданий и сооружений.

Технология бурения пьезометрической скважины:

Выполняется бурение скважины (как правило буровой машиной – БМ) на необходимую глубину
В отверстие помещают колонну 89-127мм. Нижняя часть фильтровая, с установленной нержавеющей сеткой саржевого плетения.
В процессе наращивания всего ствола колонны в затрубное пространство засыпается крупный песок.
Верхнее затрубное пространство колонны бетонируется или заполняется глиной с последующей утрамбовкой.
Оголовок трубы находится на 1м выше уровня земля, оснащается запирающейся крышкой.

После чего составляется паспорт скважины, где указывается геолого-литологическое описание грунтов, глубина залегания слоев, мощности слоев, дата бурения, местоположение и т.д.

Пример паспорта скважины:

С заданной периодичностью выполняется измерения уровня грунтовых вод. Замер выполняется специальной мерной лентой с поплавком, либо автоматизированной системой. Запись идет в журнал измерений, фиксируется в таблице. По результатам систематических наблюдений составляется карта гидроизогипс. Много общего с горизонталями на топографическом плане.

Но здесь горизонтали говорят о фактическом залегании уровня грунтовых вод.

Падение уровня грунтовых вод или чрезмерное поднятие может говорить о неверной работе системы водопонижения, изменения гидрогеологии участка, неверных геологических изысканиях (или их неактуальности), нарушении технологии строительства, образования карстов и т.д. В каждом конкретном случае собираются все данные по геотехническому мониторингу, состоянии объекта и делаются выводы, после чего разрабатываются организационно-технические мероприятия по защите от деформаций с последующими наблюдениями в составе мониторинга объекта

Наблюдательная (мониторинговая) скважина. Пьезометр.

Статья рассказывает о цикличных наблюдениях. Подробно описывается мониторинговая скважина. Как она устроена, где и зачем используется, кто занимается их устройством.

Что такое цикличные наблюдения в гидрогеологии?

Цикличные наблюдения – систематически повторяющиеся измерения с заданной периодичностью. Цикличность задается установленной программой наблюдений. В зависимости от типа объекта, геологических условий, интенсивности происходящих процессов назначают частоту производства наблюдений. Как правило измерения производят через равные промежутки времени, что позволяет провести необходимую интерполяцию значений во времени, оценить скорость и динамику изменений.

Цикличные наблюдения по пьезометру – это система регулярных наблюдений за тем, как изменяется ситуация с подземными водами под влиянием природных причин и деятельности человека. Полученные сведения дают возможность решать задачи, связанные с прогнозированием и воздействием на уровень подземных вод. С помощью анализа наблюдательной сети скважин оценивают параметры водоносных горизонтов и водовмещающих отложений, которые не поддаются изучению во время кратковременных опытов.

Мониторинг включает систематические наблюдения и фиксирование результатов в журналах, ведение отчётной документации.

Назначение наблюдательной скважины

Мониторинговая скважина – это основа для системы сбора сведений во время мониторинга. Чем полнее и достовернее полученные данные, тем точнее и эффективнее прогноз.

С её помощью изучают поведение подземных вод, изучают, как изменяется их уровень, температура и химический состав.

Наблюдательная скважина может называться мониторинговой и режимной, так как исследует режим подземных вод.

Глубина гидрогеологической наблюдательной скважины колеблется от нескольких метров до сотен метров в зависимости от цели и содержания.

Также с помощью наблюдательной скважины производят анализ на содержание взвешенных веществ и нефтепродуктов грунтовых вод.

Наблюдательная скважина грунтовых вод помогает разобраться в реальном положении дел. Например, понять, куда направлен поток подземных вод, есть ли в нём вредные примеси и куда их понесёт, если они появятся. Наблюдательная скважина даёт реальную картину, является ли процесс или объект возможным источником загрязнения и как он влияет на соседние водозаборы.

Сведения, полученные с помощью наблюдательной скважины, помогают обосновать возможность добычи подземных вод.

Состав пьезометрической скважины

Для исследований используют самую глубокую скважину из имеющихся разведочных. Конструкция наблюдательной скважины подземных вод выбирается в зависимости от характеристик, которые нужно получить в ходе мониторинга.

После бурения скважина промывается от шлама и приводится в рабочее состояние.

Пьезометрическая скважина используется для мониторинга давления внутри пласта и контроля данных. Диаметр скважины должен быть таким, чтобы обеспечить использование оборудования и проводить работы по откачке и очистке в случае заиливания. Он колеблется в размерах от 89 до 127 мм.

Пьезометрическая скважина состоит из 3 частей:

верхнего отверстия – устья со специальной высотной отметкой, которая контролируется каждые 10 лет. Верхнюю часть обсадной трубы выводят на 1 м от поверхности земли для удобства измерений.
Стенки – боковых сторон, которые исключают загрязнение водоносного горизонта и изолируют от водоносных слоёв сверху и снизу. В затрубное пространство насыпают крупный песок.
Дна – забоя с фильтром в виде вертикально-щелевой перфорации с нержавеющей сеткой.

После установки трубы верхняя часть затрубного промежутка тампонируется глиной и фиксируется цементным замком. Когда скважина используется для мониторинга глубинных водоносных горизонтов, то в конструкции предусматривают затрубное цементирование с изоляцией обсадными колоннами.

Верх скважины закрывается съёмной крышкой, которая защищает от попадания внутрь атмосферных осадков.

Для скважины наблюдательной срок полезного использования зависит от частоты эксплуатации, материала и конструкции обсадной колонны.

Пьезометрическая скважина исследуется экспресс-методами и используется как реагирующая при гидропросушивании.

Типы мониторинга скважин

Основные типы мониторинга описаны в таблице.

Проводится на территории субъекта РФ для изучения условий питания, разгрузки местного бассейна подземных вод. Организуется сеть наблюдательных скважин. Изучается взаимодействие бассейна с поверхностными водами в реках, озёрах. Выявляются источники техногенного загрязнения подземных вод. Полученные сведения используют для развития водоснабжения данной территории.

Охватывает только площадь, в пределах которой водозабор влияет на местный поток подземных вод. Объектный мониторинг ведётся на отдельном участке вокруг водозаборов центрального водоснабжения. Включает регулярные замеры и прогностические обследования.

Наблюдает за несколькими водозаборами, расположенными поблизости, которые взаимосвязаны и относятся к одному бассейну подземных вод. Используются методы и средства объектного мониторинга: термометры, пробоотборники, расходомеры. Для фиксации измерений и накопления информации применяют регистраторы данных.

Мониторинг наблюдательных скважин состоит из системы наблюдений, которые проводятся регулярно. Информация собирается обрабатывается, накапливается и анализируется. Затем проводится оценка состояний среды, на основании которой строится прогноз изменений под воздействием возможных природных факторов и хозяйственной деятельности человека.

Мониторинг выполняет следующие задачи:

Собирает, обрабатывает и анализирует информацию о реальном состоянии подземных вод.
Оценивает обстановку и прогнозирует изменения
Выявляет и прогнозирует возникновение природных и техногенных процессов, которые влияют на подземные воды.

Цель мониторинга диктует конструкцию и количество наблюдательных скважин. Например, для изучения загрязнения подземных вод вокруг источника загрязнения бурят несколько десятков наблюдательных скважин.

Чтобы исследовать водоносные горизонты для водоснабжения, бурят кусты скважин на несколько водоносных горизонтов и наблюдают за уровнем вод, изучают их химический состав.

Для мониторинга пробы берут из существующих водозаборных скважин или из контрольно-наблюдательных скважин, которые бурят специально. Поэтому наблюдательная сеть представлена сетью скважин различного характера и возраста.

Объектный мониторинг отслеживает на действующих водозаборах качество воды, водоотбор и динамический уровень. На основании данных уточняются сведения, которые помогают выявить или предотвратить истощение подземных вод, загрязнения и другие негативные последствия изменений водоносных горизонтов.

Мониторинг за уровнем воды в скважине

С помощью уровнемера наблюдают за высотой подземных вод в наблюдательных скважинах для мониторинга грунтовых вод. Это позволяет корректировать глубину, на который погружают насос, чтобы предотвратить его поломку.

Наблюдение за отметкой воды помогает оценить, как влияет водоотбор на состояние вод под землёй отдельно взятого водозабора и управлять режимом работы водозаборных сооружений.

Лаборатория Экспертиз использует несколько видов оборудования для мониторинга уровня воды.

Это портативные устройства для сбора данных сразу из нескольких скважин.
Переносные устройства для непрерывного наблюдения в отдельно взятой скважине.
Промышленные уровнемеры для стационарного использования в нефтегазовых скважинах.

Перечисленное оборудование позволяет избежать риска загрязнения воды, потери датчика из-за коррозии и помех внутри скважины.

Срок использования наблюдательной скважины и наблюдений за уровнем воды может составлять 50-100 лет.

Мониторинг за температурой воды в скважине

Данные наблюдения проводятся в условиях города, где возможны тепловые загрязнения подземных вод. В мониторинге используют автоматические системы, электронные температурные регистраторы, водяные термометры.

Замеры делают 2 раза подряд в течение нескольких минут. Результаты записывают в журнале с точностью до десятых долей градуса.

Наблюдения за химическим составом воды в скважине

Пользователи скважин, согласно законодательству, обязательно регулярно исследуют воду на бактерицидный и химический состав и радиологию. Это позволяет установить качество подземных вод.

Для анализа берутся пробы воды из наблюдательных скважин после проведения откачки. Частота забора проб и нормы показателей установлены в правилах и в требованиях по недропользованию.

Проведение отбора проб воды кроме знаний и навыков требует соблюдения мер безопасности, поэтому целесообразно доверить эти операции специалистам по гидромониторингу, лаборатории, которая занимается анализами или органам Госсанэпиднадзора.

На основании журналов наблюдений составляются отчёты, рекомендации и получать заключения о допустимости использования вод для питьевого водоснабжения.

Преимущества специалистов Лаборатории Экспертиз

Для проведения полноценного мониторинга подземных вод необходимо иметь специальное оборудование, датчики, иметь опыт работы с оборудованием, в том числе химикатами.

Лаборатория Экспертиз за годы работы собрала штат опытных специалистов, которые справляются со многими нестандартными задачами заказчиков. Это возможно и благодаря современному оборудованию и приборам, которые регулярно проходят поверку в контрольных органах.

После заключения договора составляется программа мониторинга, которая проходит согласование в государственных структурах.

Лаборатория Экспертиз проводит комплексные геологические работы и исследования на строительных объектах и при сооружении водозаборов.

Наблюдательные скважины и гидрогеология предполагают решение инженерно-геодезических задач.

В результате заказчик получает:

итоги мониторинга в установленной форме,
акт с указанием реального состояния обсадной колонны, скважины, насосов, установленная глубина скважины, какие ремонтные и профилактические работы проведены
сведения по химическому и микробиологическому составу подземных вод.

Лаборатория Экспертиз нацелена на повышение качества выполнения работ. Применяем современное оборудование, успешный опыт решения задач и оптимизируем бизнес-процессы.

9. Пьезометрический уровень. Пьезометрическая высота. Пьезометрический напор. Приведенное пластовое давление. Гидростатическое. Избыточное. Горное. Авпд.

Различают пластовое давление абсолютное и приведенное. h₁ h₁ – пьезометрический напор, h₂ – пьезометрическая высота, z – расстояние от середины пласта до условной плоскости. Пьезометрический уровень – уровень жидкости в скважине, соответствующий величине Р_пл. Пьезометрические уровни, проведенные во всех скважинах, образуют пьезометрическую поверхность. Давление, соответствующее пьезометрическом напору (h₁), называется приведенным, т.е. пересчитанным на абс. отметку ВНК. Давление, соответствующее пьезометрической высоте (h₂), называется абсолютным пластовым давлением. Поскольку скважины вскрывают пласт на разных гипсометрических отметках, то приведенное Р_пл считается в соответствии с поправками.

P_{пл.прив}=P_{пл.замер}±zρ/102, в скважинах 1, 2 поправка вычитается, в скважине 3 поправка прибавляется.

1 0. Природа пластовых температур. Геотермический градиент. Геотермическая ступень. Влияние температуры на процесс разработки залежей. Продуктивные пласты, находясь в недрах, обладают природной температурой, которая увеличивается с глубиной, начиная с так называемого «нейтрального слоя». Пластовая температура оказывает значительное влияние на свойства флюидов в залежи (на вязкость μ) и, следовательно, на условия добычи.

Изучение температуры залежи проводится методом термометрии. По данным температурных замеров строят геолого-геотермические разрезы. Это геотерма. По кривой определяют 2 основные характеристики:

1) Геотермический градиент G – показывает изменение температуры разреза с увеличением глубины на 100 м. . 2) Геотермическая ступень g – расстояние по вертикали, на котором температура изменятся на 1°С. Величина геотермического градиента для разных участков земной коры разная. Для Волго-Урала 1-1,2°С на 100 м.

11. Стадийность разработки нефтяных месторождений. Краткая характеристика стадий разработки.

Весь период эксплуатации нефтяного месторождения разделяется на 4 стадии. Разделение ведется по показателю добычи нефти, изменяющемуся с течением времени.

I стадия – стадия освоения м/р, хар-ся ростом добычи нефти, вводом в эксплуатацию осн фонда скв. 1-5 лет. Заканчивается, когда добыча нефти выходит на мах запроектированный уровень.

II стадия – годы, в которых уровень добычи отличается от мах не более чем на 10% - период мах добычи, добуривается осн фонд скв, развивается сист ППД. 5-7 лет.

III стадия – начало падения добычи нефти, увеличение обводненности продукции, активно развивается сист ППД, могут добуриваться скв резервного фонда. До 10-20 лет.

IV стадия – интенсивное падение добычи нефти. Мах увеличивается обводненность. Сокращение фонда скв. Добыча ведется до «последней» тонны нефти, извлечение которой экономически рентабельно.

Основные показатели процесса разработки: Q_н – суммарная (накопленная) добыча нефти [тыс. т.].

65. Понятие о пьезометрическом уровне

Напорность вод характеризует пьезометрический уровень. Высотное положение уровня связано с характером залегания водоносных слоев. Он может быть выше поверхности земли или быть ниже ее.

Многие артезианские бассейны, например Доно-Донецкая впадина, занимают огромные площади, содержат ряд водоносных горизонтов и являются важным источником питьевой и технической воды.

Напорные воды встречаются не только в слоях, залегающих между двумя водоупорами, но и в массивах скальных, трещиноватых пород (трещиноватые воды), а также в карстовых пустотах (карстовые воды) и в вечной мерзлоте.

66. Подземные воды в трещинов. И закарстованных породах.

Трещинные воды – это воды циркулирующее в трещинных горных породахВ зависимости от условия их залегания и распространения они могут быть грунтовые, межпластовые и жильные. Трещинно-грунтовые воды развиты в верхних трещен. зонах скальных массивов до глубины 80-100 м. Межпластовые трещинные воды циркулируют в артезианских бассейнах, водоносные горизонты которых представляются трещинными горными породами. Трещинно-жильные воды развиты в зонах тектонич. нарушений с крупными трещинами. Это линейно вытянутые водные потоки – жилы, уходящие на глубину на несколько 100 м.

Карстовые воды – подзем. воды, которые циркулируют по трещинам и пустотам карстового происхождения. Могут быть карстовыми и трещинно-карстовыми.

67. Естественные выходы подземных вод на поверхность.

Это родники. Родники бывают нисходящими источниками(постоянно действующими, переливающимися и сифонными), восходящими(находящимися в долинах рек, образующимися при вскрытии артезианских скважин и располог-ся вдоль сбросовых трещин)

68. Динамика подземных вод. Инфильтрация и фильтрация. Виды фильтрационных потоков Раздел Г. изуч дв-е подзем вод наз-ся динамикой подз. вод. 2 способа перемещения вод в гор п:

инфильтрация – это передвижение воды при частичном заполнении вод воздухом или водян парами, такой тип наблюдается в зоне аэрации. фильтрация – это движение подз. вод при полном заполнении пор трещин пород водой. Масса дв-ся воды создаёт фильтрационный поток. Фильтрац. потоки различают по хар-ру дв-я, по гидравлич сост-ю, по режиму фильтрации.

Фильтрац. потоки различают по хар-ру дв-я, по гидравл состоянию, по режиму фильтрации. По хар-ру дв-я: установившиеся, неустановившееся.При установивш. дв-нии все элементы фильтрац. потока(скорость, расход, направление) не изменяются во времени.При неустановившемся потоке все элементы потока изменчивы в пространстве и времени. По гидравл состоянию: безнапор, напор, нап-безнап.Для напорных потоков хар-но полное заполнение попереч сечения водонос слоя, наличие пьезометр. ур-ня, дв-е воды происходит под д-ем силы тяжести и за счёт упругих свойств воды. Для безнап потоков х-но частичное неполное заполнение поперечного сечения потока. Поток имеет свободны поверхности. Движения воды происходит под действием силы тяжести, режим фильтрационно-жесткий.Нап-безнап потоки обр-ся при откачке воды из скважин, когда пьезометр. уровень опускается нижк кровли водоносн. горизонта.Виды дв-я воды в грунтах:

ламинар (струйки воды перемещаются без завихрений, параллельно друг другу, наблюдается в породах с коэффициентом фильтрации kф≤ 300-400 м/сут)

турблентный (хар-ся вихревым потоком, наблюд-ся в пордах с крупными трещинными порами, kф≥ 300-400 м/сут)

Ф ильтраац. потоки в плане могут быть плоские и радиальные.

§ 3. Пьезометрические уровнемеры

Пьезометрический метод измерения уровня основан на измерении высоты столба жидкости по давлению, которое создает этот столб. В этом случае уровень жидкости можно определить подключением манометра к нижней отметке емкости, продувкой воздуха или при помощи .дифференциального манометра.

При измерении уровня продувкой воздуха в резервуар опускают на фиксированное расстояние трубку. Расстояние от свободного конца ее до дна резервуара должно быть не менее 75 мм. Через трубку прокачивают воздух, который, выходя из свободного конца ее пузырьками, препятствует поступлению жидкости в трубку.

Давление воздуха, прокачиваемого по трубке, всегда будет равно гидростатическому давлению столба жидкости:

где Н—высота столба жидкости над обрезом трубки; ρ — плотность жидкости; g—ускорение свободного падения.

ри этом способе измерения уровня жидкости необходимо следить, чтобы расход воздуха, протекающего по импульсной трубке, был в пределах 50—100 см 3 /мин. При продувке большего количества воздуха результат измерения будет искажаться потерей напора на сопротивление его движению. При продувке меньшего объема воздуха напор, создаваемый им, будет недостаточным и изменение его, следующее за изменением уровня жидкости, будет происходить с запаздыванием.

Этот метод был использован в разработанной институтом «Нефтехимавтомат» системе типа «Радиус» для измерения массы нефти и нефтепродуктов в резервуарах.

Схема измерения показана на рис. 8.3. Установка состоит из импульсной трубки 2, опускаемой в резервуар с приемником 1 на конце, линии питания 4, по которой прокачивается воздух, дросселя 5 и весомера 3. Приемник 1 предназначен для уменьшения пульсации давления воздуха при выходе пузырьков и представляет собой полый замкнутый цилиндр с горизонтальными щелями. Дроссель 5 предназначен для ограничения подачи воздуха в заданных пределах.

Если в импульсную трубку 2 подать сжатый воздух, то в ней установится давление, равное гидростатическому давлению столба жидкости на уровне расположения щели в приемнике. Массу жидкости в резервуаре можно определить по формуле

где p=ρgH—гидростатическое давление столба жидкости в резервуаре; Fcp(H) — средняя площадь резервуара при данном заполнении уровня Н

где Vн— объем резервуара, ограниченный высотой Н; F (h)—зависимость поперечного сечения резервуара от высоты (определяется по калибровочным таблицам). Весомер представляет собой грузо-поршневой манометр, обеспечивающий силовую компенсацию веса столба жидкости (давления) в резервуаре. К одному весомеру можно подключить до 20 датчиков, установленных на резервуарах. Длина пневмолинии может достигать 300 м.

§ 4. Измерение уровня жидкости в скважинах

Приборы для измерения уровня в скважинах называют пьезографами. Уровень измеряют в глубиннонасосных и пьезометрических скважинах. Пьезометрические скважины представляют собой скважины, проведенные на эксплуатирующийся пласт, находящиеся за контуром нефтеносности и предназначенные для измерения в них уровня с целью контроля пластового давления.

Приборы для измерения уровня в скважинах применяют для решения следующих задач:

1) определения изменения пластового давления с целью контроля тенденции его изменения и определения таким образом эффективности мер поддержания пластовых давлений; 2) определения забойных давлений в глубиннонасосных скважинах с целью выбора режима эксплуатации и технической характеристики необходимого эксплуатационного оборудования; 3) исследования скважин методами прослеживания уровня и пробных откачек.

По принципу действия существующие устройства для измерения уровня в скважинах можно разделить на поплавковые (погружные) и акустические.

Поплавковый (погружной) компенсационный пьезограф. Прибор предназначен для измерения изменений уровня в скважине. Устройство разработанного ВНИИКАнефтегазом компенсационного пьезографа показано на рис. 8.4. Прибор опускают в пьезометрическую скважину под уровень жидкости на определенную глубину Н.

При этом на чувствительный элемент пьезографа — сильфон 12— будет действовать давление, создаваемое весом столба жидкости:

где Но—уровень жидкости над сильфоном; ρ—плотность жидкости.

Сильфон 12, сжимаясь под действием статического давления, включит контакт нуль-органа 9, и двигатель 6 будет вращаться. Двигатель имеет два выходных вала. Нижний выходной вал, вращая винт 7, будет сжимать пружину 8 до тех пор, пока усилие ее не будет достаточным для компенсации давления, испытываемого сильфоном. Верхний выходной вал двигателя будет вращать ходовой винт 2, который, перемещая гайку 5 с закрепленным на ней держателем с пером 4, обеспечит запись компенсационного усилия на диаграммном бланке, вставленном в барабан 3. Барабан приводится во вращение часовым механизмом 1. При компенсации пружиной 8 давления нуль-орган разомкнет цепь питания двигателя 6 и последний остановится.

При изменении уровня жидкости до Hi давление изменится и нуль-орган, связанный с сильфоном, опять включит двигатель, который через винт 7 будет сжимать пружину 8 до компенсации нового давления:

Поскольку плотность жидкости в процессе измерения не меняется, изменение давления будет пропорционально изменению уровня. Если из (8.4) вычесть (8.3), получим

Что такое статический и динамический уровень воды в скважине, колодце, как правильно измерить

Статический и динамический уровень воды в скважине - показатели, по которым судят об эффективности ее работы. На основе этих цифр выбирается производительность насоса, обслуживающего колодец.

Что такое статический уровень воды

Статический уровень воды в скважине - это показатель, который определяется после того, как вода простоит без забора в течение 1 часа. С колодцем или скважиной в течение этого времени происходят некоторые преобразования. Статический уровень воды в скважине - это показатель, который определяется после того, как вода простоит без забора в течение 1 часа. С колодцем или скважиной в течение этого времени происходят некоторые преобразования.

Давление, осуществляемое водяным столбом, приводит в норму давление в пластах, которое всегда присутствует в водоносном горизонте. Линия жидкости в скважине замирает на некоторой отметке и больше не меняется, это и есть статический уровень скважины.

Что такое динамический уровень воды

Динамический уровень воды в скважине - это показатель измеряется во время откачки жидкости. В этом случае горизонт жидкости изменяется в соответствии с мощностью откачивающего насосного оборудования.

Динамический уровень воды в скажине полностью зависит от объема потребления. Данный показатель замеряют в условиях равенства притока и оттока воды, которые осуществляются под влиянием работы насоса. Для получения точного показателя динамического горизонта производят экспериментальную откачку жидкости. Данные замеры проводят сразу после сдачи колодца в эксплуатацию. Информация заносится в технический паспорт скважины.

Хозяин колодца может узнать его динамический уровень самостоятельно. Для этого достаточно откачивать жидкость до того момента, пока горизонт воды в скважине не перестанет уменьшаться. От динамического горизонта зависит глубина фиксации насосного оборудования. Оно должно быть закреплено ниже данной отметки на 2 м. Делается это, чтобы обеспечить его бесперебойную работу. Насос должен быть погружен в воду.

Динамический и статистический показатели являются индивидуальными, присущими только данному колодцу. В процессе бурения жидкость может хлынуть на поверхность, но это не означает, что данный напор будет рабочим. В этом случае она поступает под сильным давлением. Когда давление нормализуется, появится возможность правильно оценить рабочие характеристики скважины. После разработки колодца должно пройти не менее часа, чтобы водяной пласт пришел в норму.

Многие интересуются, что такое динамический уровень. Специалисты считают, что глубина расположения водяного горизонта в колодце и является динамическим уровнем скважины.

Дебет колодца, скважины - это разность между статической и динамической линиями воды в нем. Чем меньше различие, тем с большей отдачей работает колодец. У производительных водозаборов такая разница составляет не более 1 м, нормальной для артезианских колодцев считается почти нулевая разница между этими 2 показателями.

Различие между статистическим и динамическим горизонтом показывает, сколько воды выдает колодец за единицу времени.

Как и чем измерять уровни воды

От правильно проведенных замеров зависит бесперебойная работа насоса и подача жидкости. Разница между 2 показателями, превышающая 1,2 м, заставляет искать причину возникшей проблемы. Большая разница может появиться из-за попадания в систему загрязненной жидкости из почвы и проникновения в скважину примесей с осадком.

Все измерения необходимо проводить качественно. Замер динамического горизонта разделяют на несколько последовательных шагов. В таком случае процесс заметно упростится, будет меньшей погрешность измерений. Определять уровни рекомендуют в знойные дни, которые не прерывались осадками. Вода не должна использоваться в течение 1 часа. Все измерения необходимо проводить качественно. Замер динамического горизонта разделяют на несколько последовательных шагов. В таком случае процесс заметно упростится, будет меньшей погрешность измерений. Определять уровни рекомендуют в знойные дни, которые не прерывались осадками. Вода не должна использоваться в течение 1 часа.

Как измеряют показатели:

Необходим небольшой груз и капроновая нитка. Груз надежно закрепляется и опускается в колодец до самого дна.
Затем нить достается и измеряется длина ее мокрой части.
На границе мокрого и сухого участка ставится отметка. Сделать ее необходимо таким образом, чтобы она не исчезла под влиянием жидкости. Можно применять несмываемый маркер.
Затем должен работать насос хотя бы в течение 60 минут. Горизонт воды обязательно изменится.
Потом на дно опять опускается нить с грузом.
Затем измеряется разница между уровнями. Для этого ставится новая отметка, измеряется расстояние между первым и вторым значением. Второй результат и является динамическим показателем уровня.

На основании полученных данных проводится анализ производительности колодца. Проще всего оценить полученные в динамике значения с помощью компьютерной программы. Чтобы работа колодцев была нормальной, следует соблюдать технологию бурения. Его необходимо производить в зонах с наличием хорошего водоносного слоя.

Совет специалиста

Чтобы со временем параметры динамического и статистического уровня критически не изменялись в худшую сторону, необходимо периодически осуществлять техническое обслуживание. Для этого должен проводится регулярный забор воды на лабораторный анализ. Особенно это требуется делать, если появляется неприятный запах или меняется цвет.

Опасно, если в жидкости появляются примеси вредных для человека веществ. Контроль за уровнем воды специалисты советуют осуществлять не реже чем через каждые 2 года.

Также специалисты не советуют заниматься разработкой скважины самостоятельно. Лучше, если она будет вырыта профессиональными работниками. В этом случае будет выдаваться паспорт с занесением в него всех необходимых данных о ее состоянии. Каждая фирма выдает паспорт по собственному образцу, но основные графы у всех исполнителей совпадают.

При эксплуатации колодца необходимо использовать исправное оборудование. В этом случае возможна его бесперебойная работа в течение долгого времени. Важно помнить о том, что ремонт колодцев связан с расходами и некоторыми рисками. Окончательная цель всех манипуляций, связанных с измерениями уровней, - обеспечение участка чистой и свежей водой хорошего качества.

Пьезометрические скважины

Пьезометрическими скважинами называются специальные скважины, нужные для наблюдения за изменением пластового давления. К такой скважине прикрепляются манографы либо пьезометры, то есть устройства, наблюдающие за колебанием уровней жидкости. На основании этого делаются выводы о том, как ведёт себя пласт разведанной нефтяной залежи. Соответственно этому определяются важнейшие характеристики пласта, а именно упругоёмкость с пьезопроводностью.

Вся суть сводится к постоянному измерению величины пластового давления и уровней жидкости. Чтобы непрерывно отмечать изменения по уровню жидкости, в пьезометрических скважинах также может применяться т. н. дебитомер Яковлева, специально созданный для этой цели ГрозНИИ, но обычно всё-таки применяют пьезографы (уравнемеры). Устройства автоматически записывают все происходящие изменения.

Зачем они нужны?

Именно с их помощью и определяется, а стоит ли вообще разрабатывать в данном месте новую залежь газа или нефти, насколько это целесообразно? Ведь производство и машины - это определённые затраты, и если не удастся добыть слишком много полезного вещества, то разработка может стать не слишком прибыльной или даже убыточной, что абсолютно недопустимо для серьёзного бизнеса. Такие скважины оставляются в новом (или потребовавшем новой проверки) месте на длительное время, после чего внимательно изучаются все их показатели и делаются соответствующие выводы.

Также с помощью таких скважин возможно изучение естественного распределения температуры. Они применимы как реагирующие при гидропросушивании.

Что необходимо для успешной эксплуатации?

Чтобы такая скважина могла эффективно применяться по назначению, её ствол должен эффективно сочетаться с продуктивным вскрытым пластом. Чтобы определить, насколько это возможно, на таких скважинах выполняют специальные работы, и если выявлены неисправности, то и работы по восстановлению.

Востребованность таких скважин до наших дней не вызывает никаких сомнений, это противовыбросовое оборудование продолжает активно и успешно использоваться в современном производстве.

Читайте также: