Электрическое поле при откачке из водоносного горизонта в присутствии фильтрационной неоднородности
DOI:
https://doi.org/10.21638/spbu07.2020.410Аннотация
Представлены результаты интерпретации потенциала естественного электрического поля (ЕП), вызванного откачкой воды из водоносного горизонта, включающего неоднородности по коэффициенту фильтрации. Последние представлены низко- и высоко- проницаемыми отложениями в двух вариантах геометрии: полуограниченный пласт и пласт-полоса. Фильтрационная неоднородность рассмотрена на пяти моделях при двух вариантах значения коэффициента фильтрации. Вычисление потенциала проведено в трехмерной постановке в три последовательных этапа с применением программного кода Processing Modflow, предназначенного для решения задач фильтрации, и кода ElSources, специально разработанного для вычисления источников электрического поля. Найдены пространственные распределения понижения уровня подземных вод и потенциала естественного электрического поля, возникающего при создании гидродинамического возмущения. При проведении анализа полученных данных для более детального изучения влияния фильтрационной неоднородности были вычислены значения аномального поля. Полученные модельные распределения потенциала электрического поля отличны от тех, что получаются для случая однородного пласта. Выявлена корреляция между сигналами электрического поля и понижением уровня подземных вод для случая, когда неоднородность представлена слабопроницаемыми породами. Установлено, что для случая слабопроницаемых отложений по потенциалу ЕП отчетливо выделяются их границы. Для неоднородности, сложенной высокопроницаемыми отложениями, удалось выявить надежно только внутреннюю границу. Внешняя граница в данном случае не фиксируется в связи с высоким значением коэффициента фильтрации отложений, слагающих неоднородность, и малым градиентом напора на этой границе. Определено влияние горизонтальной мощности фильтрационной неоднородности на характер распределения потенциала естественного электрического поля. Полученные результаты могут послужить основой для оконтуривания неоднородностей в водоносном горизонте.
Ключевые слова:
естественное электрическое поле, откачка, фильтрационная неоднородность, численное моделирование, коэффициент фильтрации
Скачивания
Библиографические ссылки
Дружинин, Н. И. (1956). Метод электрогидродинамических аналогий и его применение при исследовании фильтрации. Госэнергоиздат.
Коносавский, П. К., Титов, К. В. (2018). Интерпретация данных естественного электрического поля с учетом несовершенства водозаборных скважин (модельные представления). Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле, 63 (4), 533–543. https://doi.org/10.21638/spbu07.2018.408
Титов, К. В., Коносавский, П. К. (2014). Применение естественного электрического поля при откачках из скважин (обзор). Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле, (4), 52–62.
DesRoches, A. J. and Butler, K. E. (2017). Monitoring and modelling of pumping-induced self-potentials for transmissivity estimation within a heterogeneous confined aquifer. Geophysical Journal International, 207, 1722–1738.
Konosavsky, P., Maineult, A., Narbut, M. and Titov, K. (2017). Self-potential response to periodic pumping test: a numerical study. Geophysical Journal International, 210, 1901–1908.
Revil, A., Gevaudan, C., Lu, N. and Maineult, A. (2008). Hysteresis of the self‐potential response associated with harmonic pumping tests. Geophysical Research Letters, 35 (16), L16402.
Sill, W. R. (1983). Self-potential modeling from primary flows. Geophysics, 48 (1), 76.
Titov, K., Konosavsky, P., Ilyin, Y. and Levitski, A. (2002). An electrokinetic spontaneous polarization in porous media: petrophysics and numerical modeling. Journal of Hydrology, 267, 3–4.
Titov, K., Konosavsky, P. and Narbut, M. (2015). Pumping test in a layered aquifer: numerical analysis of self-potential signals. Journal of Applied Geophysics, 123, 188–193.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Статьи журнала «Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле» находятся в открытом доступе и распространяются в соответствии с условиями Лицензионного Договора с Санкт-Петербургским государственным университетом, который бесплатно предоставляет авторам неограниченное распространение и самостоятельное архивирование.
