Удельный дебит скважины
Что такое удельный дебит и дебит скважины
Прежде чем перейти к вопросу снижения дебита скважин и его финансовой стороне, необходимо ознакомиться с базовыми понятиями о скважинах и их гидродинамических параметрах (знакомые с этими понятиями могут пропустить разделы 1 и 2 и сразу перейти к разделу 3). После завершения бурения и промывки скважины, буровая организация обязательно тестирует ее с целью оценки значения основного гидродинамического параметра – удельного дебита, который представляет собой максимальную интенсивность водопритока к ней и определяется по формуле:
q= Qн /(Ндин-Нст),
(1)
где Нст– статический уровень воды в скважине;
Ндин – динамический уровень;
Qн– интенсивность водоотбора.
Величины статического и динамического уровней определяются от уровня земли. Сначала измеряют статический уровень воды в скважине Нст – уровень воды, установившийся в скважине после вскрытия водоносного горизонта (пласта). Затем погружают в скважину тестовый глубинный насос и начинают прокачку скважины. Уровень воды в скважине начнет понижаться, и через некоторый промежуток времени (около 30-60 мин) он остановится. Этот уровень и называется динамическим уровнем Ндин. После установления динамического уровня измеряется интенсивность водоотбора Qн– объем воды в единицу времени.
В чем физический смысл величины удельного дебита q? При работающем насосе через определенный промежуток времени в фильтре скважины и за фильтром в прифильтровой зоне водоносного пласта устанавливается разность гидростатического давления. Гидростатическое давление в фильтре Pф определятся как
Pф = rg(Нф- Ндин),
(2)
где Нф -глубина установки фильтра,r – плотность воды, g–ускорение свободного падения.
За фильтром, в прифильтровой зоне водоносного пласта гидростатическое давление Pп определяется как
Pп = rg(Нф-Нст)
(3)
Заменяя в выражении удельного дебита (1) значения статического и динамического уровней, полученные из выражений (2) и (3),будем иметь следующее выражение для удельного дебита:
q= rgQн/(Pп- Pф).
(4)
Представив это выражение в виде
Pп- Pф = Qн(rg/ q),
(5)
получим выражение аналогичное закону Ома для проводника с током
U1 - U2 = IR,
(6)
где:
I– величина тока в проводнике, в случае со скважиной соответствует Qн – величине водоотбора из скважины, которая компенсируется величиной водопритока из водоносного пласта в фильтр Qвп =Qн;
U1-U2– падение напряжения или электродвижущая сила в проводнике. В случае со скважиной такой силой, определяющей величину водопритока в скважину Qво, является перепад давления перед фильтром и внутри егоPп- Pф;
R – сопротивление проводника, в случае со скважиной соответствует сопротивлению фильтра и прифильтрового пространства и определится выражением pg /q.
Таким образом, физический смысл удельного дебита скважины q состоит в том, что он характеризует гидродинамическое сопротивление фильтра и прифильтровой зоны водоносного пласта, с той только разницей, что удельный дебит скважины q обратно пропорционален гидродинамическому сопротивлению. Точнее будет назвать его величиной водопроницаемости фильтра и прифильтрового пространства водоносного горизонта. Чем выше величина удельного дебита q скважины, т.е. чем выше величина водопроницаемости фильтра скважины и прифильтрового пространства водоносного горизонта, тем больше величина водопритока в скважину Qвп или величина водоотбора Qнпри одном и том же создаваемом перепаде давления Pп- Pф
Определение величины удельного дебита необходима не только для оценки водопроницаемости фильтра и прифильтрового пространства водоносного горизонта, но главным образом, для определения дебита скважины Qд – максимального водопритока в скважину, а следовательно, и предельно допустимого водоотбора из скважины -.
maxQн=Qд.
(7)
Если мы организуем водоотбор из скважины с такой интенсивностью maxQн, что динамический уровень установится на максимально допустимой отметке погружения насоса (на уровне начала фильтра), то из выражения для удельного дебита скважины (1) получим выражение для ее дебита Qд
Qд= q(Нф-Нст).
(8)
По своей сути дебит скважины определяет предельно допустимую интенсивность водоотбора из скважины. По величине дебита скважины подбирается глубинный скважинный насос с производительностью (интенсивностью водоотбора)Qн значительно меньшим дебита скважины Qд
Qн<< Qд.
(9)
Величину удельного дебита скважины, параметры погружного скважинного насоса и глубину его монтажа в скважине буровые организации прописывают в паспорте скважины. Паспорт после окончания буровых работ передается владельцу скважины.