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抽水含水层对非抽水含水层水位影响的效应分析 总被引：3，自引：0，他引：3
利用自动水位计记录的抽水试验过程中不同层位含水组之间的动态水位,分析了在抽水试验最初阶段时抽水含水组与非抽水含水组之间的水力联系。研究结果表明:(1)抽水含水层对非抽水含水层存在水位影响效应,在抽水初期,水位影响效应较大;当抽水含水层水位达到稳定或缓慢下降时,水位影响效应随之消失。(2)单位降深水位影响效应显示,上部含水层距离抽水含水层越远,水位影响效应越大;下部含水层距离抽水含水层越远,水位影响效应越小。(3)利用三维地下水流数值模拟方法和应力应变对含水层水位动态影响的原理对水位影响效应机理进行分析,发现水位影响效应与含水层的固体骨架压缩系数(α)、水体积压缩系数(β)、孔隙度(n)和边界控制系数(Cm)等参数有关。 相似文献
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利用3种不同水流运移方程分别模拟井管附近不同区域的水流运动, 基于流量守恒原理实现不同流态区域边界的耦合, 建立了有代表性的观测井-含水层系统场景; 利用建立的耦合模型模拟了观测井-含水层系统中水头的分布, 基于模型模拟数据分析了观测井井筒存在对含水层局部水头分布及地下水水质采样和环境监测结果的影响; 还分析了地下水三维水流强度、观测井井径以及含水层介质参数等对井筒效应的影响规律: 井筒效应在粘土等渗透系数和比单位贮水系数相对较小的含水层介质中更为明显, 其影响随着三维水流强度及观测井井径的增加而增大; 进行了上述参数的敏感性分析, 指出对于同一参数其在不同区间的敏感性比例不同, 对于不同参数观测井井径的敏感性比例最大, 因此在地下水环境监测的工程实践中减小观测井井径是相对快速且有效提高监测和采样精度的方法. 相似文献
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土力学奠基石Terzaghi有效应力原理被广泛应用于油藏孔隙和渗透率应力敏感研究中,然而其对于岩石孔隙体积应变的适用性存在争议。对颗粒不可压缩和颗粒可压缩的多孔介质分别进行了受力分析,推导了总体积、颗粒骨架、孔隙体积的有效应力表达式,与Biot、Skepmton有效应力方程对比,建立了适用于孔隙体积应变的新型有效应力方程,并进行了试验论证和应用举例。研究表明:在颗粒不可压缩多孔介质中,有效应力为超出平衡孔隙流压之外的颗粒间宏观等效应力;在颗粒可压缩变形多孔介质中,有效应力为其相同应变下的等效应力,有3种有效应力分别适用于总体积应变、颗粒体积应变、孔隙体积应变;新提出的孔隙体积有效应力方程与孔隙度、岩石总体积压缩系数、颗粒压缩系数、总应力和流压相关,4个理论计算式计算结果在3种多孔介质试验测试结果中的偏差均在5%以内;孔隙体积有效应力系数解决了如何定量增总应力来等效模拟储层降流压生产过程这一关键问题,3个压缩系数关系式理论计算准确方便。 相似文献
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承压含水层井孔储存效应对气压波动引起的井孔水位波动的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
定量研究了井孔储存量对气压波动引起的承压含水层井水水位波动的抑制和滞后效应,建立了相应的数学模型,并推出了其解析解,给出了承压含水层井孔水位波动与气压波动的定量关系.分析发现,对于常见承压含水层完整井来说,当其井径大于0.1m时,井孔储存量对气压波动引起的井水水位波动具有明显的控制和滞后效应.随着井径的增大或者含水层水力扩散系数的减小,气压波动引起的井水水位的波动减弱.当井径无穷大或含水层水力扩散系数无穷小时,井水水位不再随气压波动;反之,当井径无限小或含水层水力扩散系数无穷大时,井水水位则正好以反相位随气压波动,且井水水位波动幅度和气压波动幅度之比刚好为气压效应系数. 相似文献
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《矿物岩石》2016,(2)
孔隙度对致密砂岩弹性性质具有重要影响,深入开展两者关系研究对致密砂岩储层物理模拟、钻完井设计、地震及测井解释等方面具有重要参考价值。研究以沁水盆地南部地区山西组和太原组致密砂岩为研究对象,从微观孔隙尺度层面入手,考虑了岩石骨架的非均匀性,基于孔隙度扰动模型探讨了孔隙度有效应力系数(n)对致密砂岩弹性性质的影响。研究结果表明,孔隙度扰动模型能较好的描述所研究致密砂岩弹性性质的变化规律。对于岩石体积模量(Ks)与未封套体积模量(Ks′)间的关系,当n=1时,未考虑孔隙度扰动,此时Ks=Ks′;当n1时,KsKs′;当n1时,KsKs′。随着n值从1到0逐渐降低的过程中,岩石不封套孔隙体积模量(K_Φ)逐渐降低。目的层致密砂岩的n值主要分布在0.4~0.8范围内,平均值约为0.6。当n取平均值0.6时,随着岩石孔隙度从2.2%增加到4.8%的过程中,岩石K_Φ从23GPa降到了6GPa,降幅较为明显。K_Φ与岩石孔隙度间具有较好的负相关性,当不考虑孔隙度扰动(n=1)时,会在一定程度上高估地层岩石K_Φ值。 相似文献
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根据原状扬州各层土体的室内试验数据,采用数理统计的方法,研究了该地区土体的物理指标与力学参数间的相关性,并进行线性函数和指数函数拟合。研究结果表明:随着塑性指数的增加,压缩系数和体积压缩系数逐渐增大,内摩擦角和有效内摩擦角逐渐减小;土的黏聚力随着液限与天然含水量之差的增加而增加,随着液性指数的增加而减小,且黏聚力与液性指数间的相关性更好,当含水量超过液限时黏聚力不随上述两个参数的变化而变化;此外,压汞试验结果表明扬州原状土的孔隙结构均为明显的单峰孔径分布,其颗粒间孔隙的累计量随着塑性指数增大而增加;并且各层土体孔径分布的峰值所对应的孔径随着塑性指数的增大而减小。以上结果可以为扬州地区土体力学参数的估计提供参考。 相似文献
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依据岩性岩相研究、孔隙度研究、物探洲井解译等成果,对鄂尔多斯白垩系盆地含水层系统的结构进行了划分与研究.结果袁明:盆地北部沙漠高原区含水层系统为单一结构,表现为强富水与中等富水含水层在垂向上叠置与组合,无区域性连续稳定的隔水层,由下到上构成含水统一体;南部黄土高原区为多层结构,表现为含水层与隔水层上下叠置,垂向水文地质分层明显:盆地南、北含水层的结构类型明显不同.利用孔隙度、渗透系数、单位涌水量3个参数,对含水层的富水性级别进行了划分,盆地中共划分出7个强富水含水层、7个中等富水含水层和2个弱富水舍水层.盆地南、北比较,北部含水层孔隙度大,富水性强,地下水主要富集于盆地北部地区.垂向上比较,盆地北部由上到下,孔隙度由大变小,富水性由强变弱,地下水主要富集于浅层和中层:南部上部罗汉洞组和下部洛河组孔隙度较大,富水性好,中部环河组相对较差.地下水主要富集于罗汉洞组和洛河组. 相似文献
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煤层气开采过程中储层渗透率的变化对产气量影响较大,通过引入S＆D渗透率变化模型,建立了考虑渗透率变化的煤储层三维气水两相渗流数学模型,完成模型检验后应用所编制软件研究了煤储层参数、吸附参数及渗透率模型特征参数对开发效果的影响。结果表明,煤层气产量随着初始含气量、煤层有效厚度、裂缝渗透率和Langmuir压力的增大而增大,随储层原始压力、裂缝孔隙度和Langmuir体积的增大而减小,而解吸时间对产气量影响不大;裂缝渗透率随着杨氏模量和基质收缩/膨胀系数的增大而增大,随泊松比和裂缝压缩系数的增大而减小。引入S＆D模型后计算的累积产气量要比常规模型低1.3%,因此不可忽视煤层气产出过程中渗透率的变化。 相似文献
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地面沉降主要由深层地下水开采造成,含水层的压缩释水是深层地下水开采量主要构成来源,同时随其压缩变形孔隙比减小造成储水系数、渗透系数的减小,对弱透水层非弹性释水量、越流补给量造成影响。地面沉降过程中的水文地质参数非线性变化及对承压含水层系统的反馈作用也成为水文地质领域的前沿问题。为对地下水开采量、沉降量、地质参数变化以及给水能力变化之间的关系做一个较为定量定性的探究,以含水层压缩过程中的物理机制为依据,并基于沧州地区深层承压含水层的地下水位变化过程和水文地质参数,采用数学手段构建储水系数和渗透系数变化的一维非线性沉降模型。模拟结果显示随承压水头下降,储水系数最高可减小77%,含水层系统的给水能力和储水能力会随压缩变形减小50%甚至更多。研究成果为深入认识水文地质参数与应力变化相关关系、科学评价承压含水层地下水储水调节能力有重要借鉴意义。 相似文献
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饱和多孔介质的动力响应研究在众多工程领域具有重要意义。充分考虑孔隙率的变化规律与影响因素，有利于合理揭示饱和多孔介质的相关力学行为。为此，将动态孔隙率模型与用于表征饱和多孔介质动力特性的u-U-p型方程结合，构建相应的非线性力学模型，利用Comsol Multiphysis PDE求取相应的数值解，以此研究不同透水条件下，受谐波载荷激励的二维饱和土体的孔隙率、变形量及孔隙水压力的变化规律。结果表明：孔隙率的变化与土骨架的体应变及孔隙水压力直接相关，土体压缩过程中，孔隙率相应减小，土骨架与孔隙流体的相互作用增强，土体运动时所受阻力增大，其无量纲竖向位移小于孔隙率被视为常数时的情况，在此条件下，由于土体的变形量减小，其孔隙水压力也相对减小。故充分考虑动态孔隙率，有利于更加精确地研究等饱土体和多孔介质的相关力学行为。此外，土体上表面透水条件下，孔隙流体可以从土体表面自由排出，土骨架承受的载荷更大，与不透水条件相比，土体孔隙率、竖向位移、孔隙水压力等变化更为显著。 相似文献
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Paul Pavelic Peter J. Dillon Karen E. Barry Nabil Z. Gerges 《Hydrogeology Journal》2006,14(8):1544-1555
A 5-year aquifer storage and recovery trial at Andrews Farm in South Australia involving the injection of more than 250 ML (250,000 m3) of fresh but turbid stormwater into a brackish limestone aquifer over 4 years and recovery of 150 ML in the fifth provided the opportunity to evaluate rates of clogging and unclogging and the potential to recover water suitable for irrigation supplies. Results reveal there is some clogging by injected sediment, but only to a relatively small degree considering the high suspended solid concentrations and moderate aquifer transmissivity. This clogging was offset by increased matrix porosity through calcite dissolution and by routine well redevelopments after each 40 ML of injection. No significant microbial clogging occurred. Breakthrough responses at three observation wells and the proportion of injectant in the recovered water were determined from chloride data. Temperature and caliper profiles clearly indicate the heterogeneous nature of the aquifer that is attributed, in part, to sand removal during the initial well development. The recovery efficiency was greater than 60%. The trial demonstrates that urban stormwater containing high and variable particulate levels, which receives only passive pre-treatment and is not disinfected, can be used to freshen a heterogeneous brackish aquifer to create a useful water resource. 相似文献
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抽水引起的含水层水平应变──地裂缝活动新机理 总被引：13，自引：0，他引：13
基于Darcy -Gersevanov广义渗流关系式 ,本文首先导出了单井定流量抽水引起的泰斯承压含水层水平运动和应变解析表达式 ,并据此提出了抽水诱发地裂缝活动的含水层水平应变新机理 ,其主要观点为 :受井栅的约束阻挡作用 ,抽水活动将在含水层内部形成近井径向挤压区和远井径向拉张区两个应变区域 ,随着抽水时间的增长 ,近井径向挤压区将逐渐向外扩展 ;当地裂缝及其下伏断层或裂隙位于抽水活动引起的径向拉张应变区域时 ,地裂缝将出现加速活动 ;反之 ,当地裂缝处于抽水活动引起的径向挤压应变区域时 ,地裂缝活动反而受到抑制。上述地裂缝活动机理通过大同机车工厂现场抽水实验得到了初步证实。 相似文献
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为阐明强烈开采条件下华北平原深层水的开采水量来源及组成问题,以德州地区深层水漏斗分布区为重点研究区,通过基于大量钻孔资料对含水层组及其粘性土夹层或透镜体的分析和野外地下水采样、动态监测及地面沉降测量资料等分析,采用分层、分区计算方法对漏斗中心至外围的各分区弹性释水量、粘性土压密释水量、侧向流入和越流补给量进行均衡计算。结果表明:在强烈开采条件下,深层水开采量中弹性释水量和压密释水量所占比率不是常量,随着深层水位下降的幅度和深度增大、超采释压持续时间愈长、开采层中粘性土夹层或透镜体愈多,则区内弹性释水和压密释水的强度及累积地面沉降量愈大;愈靠近漏斗中心,弹性和压密释水强度愈大,相同降深下平均单位降深的地面沉降量愈小。在深层水开采量中粘性土压密释水占35.5%~61.9%,与地面沉降密切相关。 相似文献
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饱和膨润土及其与砂混合物的压缩变形特性 总被引：1，自引：0，他引：1
对用不同制样方法得到的饱和膨润土及其与砂混合物进行了压缩试验。试验结果表明,饱和膨润土的压缩曲线呈双线性,不同于普通黏土的压缩曲线。压缩试验中量测了侧向应力,由此得到的饱和膨润土的静止侧向压力系数值较一般黏土的数值要大。对膨润土与砂混合物的击实样进行了由非饱和到饱和状态的浸水试验,并得出试验过程中侧向应力的变化规律。由于浸水饱和的试样和抽真空饱和的试样在较高压力时压缩曲线趋于一致,可采用快速抽真空饱和的方法进行试验研究,以缩短非饱和混合物击实样浸水饱和所需时间。引入骨架孔隙比的概念,用来判断膨润土与砂混合物中砂骨架是否形成,得出影响混合物压缩特性的决定因素。 相似文献
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CCL吸附特性及孔隙率降低对污染物运移的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
假定孔隙均匀地分布于土体的物质空间内和土骨架对污染物的吸附特性服从平衡线性,对基本体积质量关系进行分析,提出了由于土体对污染物的吸附而引起的孔隙率降低的估算公式。在考虑土体孔隙率变化的条件下,建立了污染物一维运移的控制方程,并考虑垃圾生物降解效应、压实黏土衬里（CCL）防渗层、下覆有限厚度含水层等实际情况,确定了初始条件和边界条件。对所建立的初边值问题进行了数值求解,且对某假想填埋场情况进行了变动参数与对比计算,结果表明,由于土颗粒对污染物的吸附所引起的孔隙率降低,显著地降低了污染物对压实黏土衬里的穿透能力。与常孔隙率情况相比,CCL中污染物的峰值浓度降低近10 %,含水层中污染物浓度降低更显著。当考虑土体孔隙率变化时,弥散对污染物运移具有控制作用,分布系数对污染物的运移具有重要影响。 相似文献
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提出了一种分析含水层抽水试验中水位恢复数据的新方法。在方法的建立过程中,考虑了地下水位在上升和下降过程中,含水层的的释水系数和贮水系数之间可能存在着的差异。对表示水位恢复阶段降深变化表达式中的两个表达式都采用了相同的简化方式,即对由于持续抽水引起的降深项和停抽时刻开始的虚拟注水引起的降深项,均采用了保留Theis井函数的级数表达式中前三项作为其简化式,简化条件为无量纲时间 和 。在这样的简化条件下,建立了具有同时能够确定含水层导水系数、贮水系数和释水系数的方法。根据贮水系数和释水系数是否相等,可以判断含水层水位下降与水位恢复过程的形变是否可逆。最后,通过算例说明了方法的应用步骤。 相似文献
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释水系数及贮水系数是含水层的重要水文地质参数之一。由于松软含水层是属于弹性、塑性体、除具有弹性释水性能外、还有塑性释水性质。往往塑性释水要大于弹性释水的几倍、几十倍,甚至几个数量级。而用抽水试验方法又只能求得弹性释水系数,无法确定塑性释水系数。为弥补此不足,作者根据土力学中饱水土的压缩理论,进行释水及贮水模拟试验建立起计算公式,并利用地下水动态长期观测资料,求得不同岩性含水层的弹性释水系数、塑性释水系数和贮水系数。为采用释水系数计算下降水位,用弹性贮水系数计算回升水位提供了可靠依据。从而提高了地下水位预测精度。 相似文献
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Jiang Li 《Hydrogeology Journal》2007,15(3):445-458
Three aspects of radial motion of an aquifer solid matrix, driven by hydraulic forces due to well recharge and discharge, have been investigated mathematically. Firstly, the analytic solutions in the velocity and displacement fields were found using the definition of bulk mass flow, conservation of water and solid mass, the Darcy-Gersevanov law, and the drawdown of hydraulic head for unsteady flow. Secondly, the radial velocity and displacement of aquifer solid matrix were investigated with respect to time and location in response to three pumping-injection schemes (i.e., linear, nonlinear, and sinusoidal well flow rates). Aquifer movement was found to be more responsive to linear and nonlinear pumping rates than to constant pumpage. Aquifer movement in response to periodic well discharge and recharge was governed by an integral sinusoidal function. Finally, the potential risk of earth fissuring at a given location caused by tensile stress, in turn induced by well discharge-recharge activity, has been discussed using the analytic solution. The deformation compression and extension zones derived from analysis of the results indicated the possible occurrence of tensile stress that may cause earth fissures. Sample computations, using assumed parameters, provided a first-hand evaluation of the location of potential fissuring in relation to the well. 相似文献