ГИДРО­ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НА ОРОШАЕМЫХ ТЕРРИТОРИЯХ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СОЛЕПЕРЕНОСА ПРИ ПРОМЫВКАХ

Определение параметров солепереноса является сложной зада­чей, решение которой требует внимательного обоснования методики интерпретации опыта, позволяющей не только удобно обработать опытные данные, но и провести обстоятельную диагностику пра­вильности исходной теоретической модели процесса.

Поскольку сейчас нет сколько-нибудь ясных доказательств при­менимости той или иной теоретической модели, то целесообразно проводить расчеты с использованием различных моделей и затем выбирать из них наиболее целесообразную, исходя из соображе­ний достоверности и удобства расчетов.

Способы определения параметров солепереноса на основе мо­дели макродисперсии подробно разобраны, например, в работах [10, 19], так что нет нужды на них подробно останавливаться.

Рассмотрим способы обработки опытных данных при промывке, основываясь на модели блоковой емкости, описываемой системой уравнений (5.6) и (5.13).

Использование для этой цели аналитических решений покажем для упрощенного варианта такой модели при % = 0, когда эта мо­дель солепереноса характеризуется тремя параметрами (коэффи-

Рис. 62. Расчетные графики для обработки опытных данных солепереноса. По А. А. Рошалю.

А — преобразованный график, построенный по уравнению (5.15); 6 — номограмма для опре­деления параметров солепереноса. Кружками показаны расчетные точки

Циент солеобмена а, эффективная пористость блоков п = пэ и время запаздывания to), которые должны быть определены по данным специальных опытных исследований. С этой целью прово­дятся опытные промывки полей или монолитов пород зоны аэра­ции. В процессе таких промывок периодически проводится отбор проб поровых растворов с помощью специальных керамических тензиометров или отбираются пробы пород на водные вытяжки. Поскольку в принятой блоковой модели относительный объем крупных каналов считается относительно малым, то фиксируемые такими пробами значения могут отождествляться с концентрацией солей в блоках с*.

Для обработки опытных данных удобно использовать фунда­ментальное решение (5.15), полученное для начальной концентра­ции в каналах и блоках, равной с0, и концентрации промывной воды, равной с0, при расчетном времени tp = t~t0. Способы обра­ботки опытных данных на основе этого решения приведены в ра­боте [9]. В частности, А. А. Рошаль предложил удобный способ линейной аппроксимации, основанный на том, что при сравнительно больших значениях переменной т практически во всем диапазоне реальных значений концентрации поровых растворов опытные гра-

Фики представляют собой прямые в координатах —1----------------- и lgt

Т

(рис. 62, а). Это справедливо при Г(< 1 и т>1 или при т)>1 и Т<Г).

При этом тангенс угла наклона т этой прямой, а также вели­чина отрезка lgx°, отсекаемого на оси IgT, являются функциями безразмерной переменной rj. Для обработки экспериментальных

Данных по этому способу строится график зависимости от

Lg tp, который должен образовывать прямую линию. Тангенс угла на­клона этой прямой (тс) и величина отрезка Ig^, отсекаемого

Ею на оси Ig^p, зависят не только от безразмерной переменной т) (т. е. от параметра а), но и от комплексного параметра а/г\. Для разделения влияния параметров рассчитывается величина є — — \gttic — lg t° которая уже однозначно зависит от т]. Эта зави­симость представлена графиком на рис. 66, б. Найдя по этому графику величину 1], определим коэффициент массообмена и эф­фективную пористость

V т.

А= — ц, У] = а—(5.32)

Для обработки опытных данных эффективно также использова­ние решений, записанных в интегральных изображениях. В частно­сти, при постоянном начальном засолении с0— const исходным яв­ляется уравнение (5.20), которое в случае промывки пресной водой

(с0 = 0) представляется в виде

<5ЭЗ>

Где I — высота монолита; Ср— интегральное изображение концент­рации раствора в фильтрате (на выходе из монолита).

При такой обработке опытных данных прежде всего рассчиты­ваются величины Ср при различных значениях p~l/tp по прави­лам численных расчетов интегральных изображений, причем зна­чения tp задаются в пределах fP<0,45fmax (/max — максимальное время опыта).

Для обработки опытных данных представим выражение (5.20а) в виде

Из которого следует линейная зависимость величины а/р от а = а —xn~j. Определив а из (5.33) при различных значениях р

И задаваясь значением %/г, следует далее построить график зави­симости а/р от а, на котором опытные точки должны ложиться на прямую линию, отсекающую на оси а/р величину /г/у, а на оси а величину а/у.

Для выравнивания распределения солей в пределах монолита целесообразно, по-видимому, исключать начальный период прома­чивания, составляющий время tn, ориентировочно оцениваемое ве­личиной /н = 0,5/г//у. При этом начальная концентрация солей со

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СОЛЕПЕРЕНОСА ПРИ ПРОМЫВКАХ

Рис. 63. Данные опытной промывки монолита.

0 —схема оборудования монолита (ТМ — тензнометрнческие датчики, ТМ1 и TM2 установ­лены на глубине 0,5 м, ТМЗ н ТМ4 — на глубине 1 м, ТМ5 и ТМ6 — на глубине 1,5 м от поверхности монолита); б —данные изменения концентрации хлор-иона во время промывки:

1 — в фильтрате; 2 — в пробах, отбираемых из тензнометров; 3 — расчетнан выходная кривая

Должна уменьшаться по сравнению с исходной на величину Ас0 = = WH/nVB, где WB — количество солей, вышедших из монолита за время tn (определяется по выходной кривой); Ун — объем моно­лита.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СОЛЕПЕРЕНОСА ПРИ ПРОМЫВКАХ

Рис. 64. Колонна с секционной заряд­кой монолита.

Ная кривая существенно сдвинута относительно опытной и не пере­секается с ней. Следовательно, для лучшего согласования опыт­ных и расчетных данных следует

3 изменить величину п. Задавая я = 0,5, получаем хорошее сов­падение расчетной и опытной кривых. Можно также добиться хорошего результата, если при л = 0,35 задавать время запазды-

4 вания t0=2,2 сут, причем в этом случае получается а = 0,18 сут-1.

На этой же территории были

J проведены опытные промывки по­лей, обработка полученных дан-

5 ных дала значение а=0,025 сут-1 при средней скорости фильтрации v = 0,013 м/сут, что свидетельст­вует о весьма существенной за­висимости коэффициента солеоб­мена от скорости фильтрации. Если для коэффициента солеоб­мена принять зависимость а от у вида (5.7), то в этом случае по­лучим м-1. При характер­ном для этих пород значении &* = 0,2 такая величина % соответ­ствует вполне реальному значе­

І — кожух; 2 — соединительный фланец; 3 — диафрагма; 4 — изоляция густыми неф­тепродуктами или смолой; 5 —поддон; 6 — трубка питания и выпуска в поддоне; 7 — трубка для отбора проб из диафрагмы; •Я — подставка

Приведем в качестве примера данные по опытной промывке монолита макропористых суглинков ненарушенной структуры, по­дробно описанных в работе [40]. Схема этого монолита и данные по изменению концентрации фильтрующего раствора при скорости фильтрации v = 0,3 м/сут приведены на рис. 63. Как видно, дан­ные проб из тензиометров в каждом сечении дают довольно силь­ное различие, что подтверждает высказанное выше положение о неопределенности таких данных. Поэтому для расчетов пара­метров используем здесь только выходную кривую. Обработка вы­ходной кривой в интегральных изображениях при значении п — = 0,35, соответствующем активной пористости, и х = 0,01 дает а = 0,4 сут-1. Однако рассчитанная при таких параметрах выход - нию /* = 0,1 м.

Информативность опытного изучения солепереноса в моноли­тах значительно повышается при наличии информации о измене­нии концентрации солей по вы­соте монолита. Если для этого используются внутренние датчики (типа тензиометров), то счи­тается, что они позволяют получить данные по солям в блоках. Однако эти данные в действительности соответствуют некоторому среднему значению концентрации в породе и отнесение их к кон­центрации раствора в блоке является несколько произвольным. Кроме того, как было показано выше, концентрация раствора может быть довольно неравномерной по сечению монолита, так что представительность проб, отбираемых из тензиометров, вызы­вает сомнение. Поэтому Представляет интерес такая постановка опытов по рассолению монолитов, при которой фиксировалось распределение по длине монолита концентрации солей в прони­цаемых каналах породы. Для получения такой информации можно воспользоваться конструкцией колонны с секционной зарядкой мо­нолитами (рис. 64). В такой колонне каждая секция монолита опи­рается на диафрагму, через которую фильтрующийся поток прохо­дит транзитом. Из диафрагмы могут быть отобраны пробы рас­твора, причем для возможности дифференциации проб по площади сечения монолита диафрагма разделяется перегородками на не­сколько частей.

Заметим, что существующие способы обработки требуют еще доскональной проверки и дальнейшего развития главным образом на основе анализа возможно большего экспериментального мате­риала, полученного в натурных условиях и на крупных монолитах ненарушенного строения. Специального обоснования в таких опы­тах заслуживает выбор размеров монолита, которые должны обес­печивать его представительность с учетом гетерогенности строе­ния породы. В частности, при наблюдаемом характерном масштабе неоднородности 0,1—0,3 м следует задавать диаметр образца не менее 0,5 м. Особого внимания в этих опытах требует стабильность задаваемых гидродинамических условий (постоянство скорости фильтрации). Целесообразно, по-видимому, проводить ряд экспе­риментальных исследований при меняющихся масштабах опыта: на небольших образцах (порядка нескольких сантиметров) — для изу­чения физико-химических процессов в пределах порового простран­ства, на монолитах диаметром 0,5—1 м — для изучения солепере­носа, в натурных условиях — для изучения всего комплекса фак­торов.

ГИДРО­ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НА ОРОШАЕМЫХ ТЕРРИТОРИЯХ

Квалифицированные услуги в области геологического обследования участка

Невозможно начать возведение дома без начального изучения геологического изыскания. Строительные нормы, используемые при возведении стен, напрямую зависят от полученных результатов изучения почвы. Что такое геология для строительства и как получить …

Инженерная геология в Киеве

Геологические исследования играют большую роль при масштабном строительстве домов, несущих конструкций и производственных мощностей. Среди большого спектра услуг инженерная геология занимает почетное место в потребительском рейтинге на рынке. Компания «Геоплан» …

Геологические исследования

Анализ состояния грунта - это один из самых важных этапов перед началом строительства. Данный спектр исследований позволяет всесторонне и объективно оценить положение дел на строительной площадке, чтобы конструктор мог правильно …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Контакты для заказов шлакоблочного оборудования:

+38 096 992 9559 Инна (вайбер, вацап, телеграм)
Эл. почта: inna@msd.com.ua