Испытание с забойным штангом для определения характеристик водоносного горизонта.
Slug test
Тест шлейфа в гидрогеологии: быстрый забор/добавление воды в скважину для определения характеристик водоносного горизонта (проницаемость, водоёмкость).
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Тип испытания водоносного горизонта
Type of aquifer test
В гидрогеологии, тест с забойным объемом – это особый тип испытания водоносного горизонта, при котором вода быстро добавляется или удаляется из скважины, и изменение гидравлического напора отслеживается во времени для определения характеристик водоносного горизонта вблизи скважины. Это метод, используемый гидрогеологами и инженерами для определения коэффициента водопроницаемости/гидравлической проводимости и водоёмкости материала, в который вскрыта скважина.
In hydrogeology, a slug test is a particular type of aquifer test where water is quickly added or removed from a groundwater well, and the change in hydraulic head is monitored through time, to determine the near well aquifer characteristics. It is a method used by hydrogeologists and civil engineers to determine the transmissivity/hydraulic conductivity and storativity of the material the well is completed in.
Метод
"Водный столб" может быть добавлен в скважину или удален из нее – единственное требование заключается в том, чтобы это было сделано как можно быстрее (обычно предполагается, что это происходит мгновенно), после чего контролируется уровень или давление воды. В зависимости от свойств водоносного горизонта и объема водного столба, уровень воды может очень быстро вернуться к исходному уровню (что затрудняет точный сбор данных об уровне воды). Водный столб можно создать, быстро добавив в скважину измеренное количество воды или объект, вытесняющий определенный объем (например, длинную тяжелую трубу с заглушенными концами). Альтернативным вариантом является твердый стержень из поливинилхлорида (ПВХ) достаточного веса для погружения в грунтовые воды. Важно вытеснить воду, а не просто использовать "тяжелый" предмет. Удалить водный столб можно с помощью черпака или насоса, но это сложнее, поскольку требует высокой скорости и оборудование для удаления воды (насос или черпак) может мешать измерениям уровня воды.
The "slug" of water can either be added to or removed from the well — the only requirement is that it be done as quickly as possible (the interpretation typically assumes instantaneously), then the water level or pressure is monitored. Depending on the properties of the aquifer and the size of the slug, the water level may return to pre test levels very quickly (thus complicating accurate collection of water level data). A slug can be added by either quickly adding a measured amount of water to the well or something which displaces a measured volume (e. g., a long heavy pipe with the ends capped off). An alternative object is a solid polyvinyl chloride (PVC) rod, with sufficient weight to sink into the groundwater. The objective here is to displace water, not merely be "heavy". A slug of water can be removed using a bailer or pump, but this is more difficult to do since it must be done very quickly and the equipment for removing the water (pump or bailer) will likely be in the way of getting water level measurements.
Интерпретация
Поскольку скорость потока в скважину или из нее непостоянна, в отличие от типичного исследования водоносного горизонта, стандартное решение Тейса неприменимо. Математически, уравнение Тейса является решением уравнения фильтрации подземных вод при ступенчатом увеличении дебита откачки в скважине; тест на забойное давление, напротив, представляет собой мгновенный импульс в скважине. Это означает, что суперпозиция (или, точнее, свертка) бесконечного числа последовательных тестов на забойное давление во времени эквивалентна "стандартному" исследованию водоносного горизонта по Тейсу. Существует несколько известных решений задачи о тесте на забойное давление; распространенным инженерным приближением является метод Хворслева, который аппроксимирует более строгое решение для нестационарного потока в водоносном горизонте простой убывающей экспонентой. Параметры водоносного горизонта, полученные в результате теста на забойное давление, как правило, менее репрезентативны для водоносного горизонта вокруг скважины, чем параметры, полученные при исследовании водоносного горизонта, включающем откачку в одной скважине и наблюдение в другой. Возникают осложнения из-за эффектов вблизи скважины (т.е., обводненности и емкости скважины и ствола), которые могут затруднить получение точных результатов при интерпретации теста на забойное давление.
Because the flow rate into or out of the well is not constant, as is the case in a typical aquifer test, the standard Theis solution does not work. Mathematically, the Theis equation is the solution of the groundwater flow equation for a step increase in discharge rate at the pumping well; a slug test is instead an instantaneous pulse at the pumping well. This means that a superposition (or more precisely a convolution) of an infinite number of sequential slug tests through time would effectively be a "standard" Theis aquifer test. There are several known solutions to the slug test problem; a common engineering approximation is the Hvorslev method, which approximates the more rigorous solution to transient aquifer flow with a simple decaying exponential function. The aquifer parameters obtained from a slug test are typically less representative of the aquifer surrounding the well than an aquifer test which involves pumping in one well and monitoring in another. Complications arise from near well effects (i. e., well skin and wellbore storage), which may make it difficult to get accurate results from slug test interpretation.