Оценка естественных запасов

Вспомним, что это объем воды, содержащейся в эксплуатируемом пласте в некоторой расчетной области (площадью ). Рассмотрим в общем случае межпластовый водоносный горизонт, обладающий избыточным напором над кровлей (рис. 2.1).

Рис. 2.1. К оценке емкостных и упругих естественных запасов

Очевидно, что полное количество УПРУГИХ запасов можно получить при полной сработке избыточного напора до кровли пласта по всей расчетной площади:

При дальнейшем полном осушении пласта можно дополнительно получить ЕМКОСТНЫЕ запасы в количестве:

Следовательно, в целом полные естественные запасы составляют:

Если пласт ненапорный, то упругого слагаемого в этой формуле нет, только емкостная (гравитационная) составляющая
Это - потенциальные естественные запасы водоносного горизонта; реально же при водоотборе будет использована только некоторая их часть , так как:

- понижение уровня всегда ограничивается тем или иным допустимым значением, т.е. вместо надо использовать ;
- сама форма воронки имеет вид отнюдь не чемодана, поэтому среднее понижение по всей области депрессии заметно меньше, чем .

На практике для балансовых оценок применяют коэффициент использования (извлечения):

, при этом обычно считают ≈ 0.3 ÷ 0.5.

Более точно: принять какое-то среднее понижение уровня в пределах воронки; тогда где - радиус воронки. Приближенно можно доказать, что при понижении в скважине и ее радиусе среднее понижение на площади депрессионной воронки составляет:

Поскольку обычно ×10^2-3 м, ×10^-1 м, то ≈ 3 - 4, откуда

.

Таким образом, при сосредоточенном водоотборе реальная величина коэффициента использования естественных запасов составляет от 0.1 - 0.15 (для напорных условий, где ) до 0.05 - 0.1 (для грунтовых горизонтов, = (0.5 ÷ 0.7) ).
Как добиться увеличения ? Максимально возможным рассредоточением водозабора по площади.

Итак, для балансовой оценки потенциальных естественных запасов месторождения нужно:

- оценить характер водоотдачи в пределах ожидаемой величины понижений, исходя из условий залегания водоносного горизонта и возможной глубины депрессионной воронки;
- задаться значениями .

Из этих величин параметром является водоотдача; оценивается обычно трудно и ненадежно:

- лабораторные методы: точечные определения, невысокая достоверность экстраполяции и интерполяции на больших площадях месторождений;
- откачки (кустовые!): определяется уровне(пьезо)проводность; обычно получаются заниженные величины емкостных оценок, так как из-за "разнокалиберности" порово-трещинного пространства реальная величина водоотдачи проявляется значительно дольше обычной длительности опытных опробований;
- режимные наблюдения: в принципе лучше, так как наблюдаются и обрабатываются длительные периоды относительно медленного природного нестационарного режима.

Напомнить: в курсе "Гидрогеодинамика" рассматривались вопросы оценки гидрогеодинамических параметров (включая водоотдачу) по данным опытно-фильтрационных (режимных) наблюдений с использованием классической методики Г.Н.Каменского - решение конечно-разностного уравнения фильтрации.

Рис. 2.2. К обоснованию методики оценки водоотдачи по данным режимных наблюдений на створе скважин в линейном потоке

ПЕРИОД для расчета - "независимый спад", т.е. пoлное отсутствие питания (истощение горизонта)
СТВОР из 3-х скважин по линии тока (при квазилинейной структуре потока - рис. 2.2) или "конверт" из 5-и скважин, если поток существенно плановый
БАЛАНС РАСЧЕТНОГО БЛОКА 2
Приток:

- расход из блока 1 ()
- уменьшение количества воды в блоке на величину за время (в связи со спадом уровня от до )

Отток: - расход в блок 3 ()