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数据分析
井流试验数据分析
发布时间:2020-01-22    信息来源:未知    浏览次数:

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  标准曲线拟合法是将野外井流试验的实测数据(s-t)与预先绘制的理论曲线相叠合来确定含水层参数的。对应于一个自变量的理论曲线是一条曲线,例如Theis曲线。对应于两个自变量的理论曲线是一簇曲线,例如第一类越流系统标准曲线,它们还是可以绘在一张图纸上的。对应于三个自变量的理论曲线则是若干簇曲线。一般地讲,它们不能绘在一张图纸上。这就给标准曲线拟合法的使用带来困难。完整潜水井流测压计无因次降深 与四个独立变量β、Rμ、 相关,而非完整观测孔的无因次降深则与五个独立变量β、Rμ、 相关。因此,对于这两种情况要预先制作一套适用于野外各种条件井流试验的标准曲线,其工作量太大了。

  完整观测孔的无因次降深 由方程(9-3-7)式~(9-3-15)式确定,其中包括β、Rμ和

  三个独立的无因次参数,两个无因次时间变量通过 彼此联系起来。于是采取类似Boulton的方法,通过令Rμ=0来使独立参数减为两个,结果获得两簇标准曲线,分别称为E簇曲线中β值的左边)和D簇曲线中β值的右边)。E簇标准曲线的无因次时间变量为 ,其刻度标在图9-3-11的上边线;D簇标准曲线的无因次时间变量为 ,其刻度标在图9-3-11的下边线。E簇标准曲线供抽水早期的数据拟合使用,D簇标准曲线供晚期使用。两簇标准曲线趋向一组水平的渐近线,它们的长度取决于Rμ值。当Rμ→0(即μd→0)时,两簇曲线彼此移动无限长的距离。正是由于这个原因,两簇标准曲线采用不同的标度(对应于不同的无因次时间变量),使得它们可以绘在一张图纸上。

  图9-3-11 用于完整观测井的标准曲线 Neuman 潜水完整井流E簇标准曲线数据表

  条件下算得的。(据Ncunman,1975)利用标准曲线确定含水层参数的步骤如下:1)将实测的完整孔的s-t数据点在透明的双对数纸上。

  2)将实测的lgs-lgt曲线重叠在D簇标准曲线之上。在保持两图的纵横坐标彼此平行的前提下,相对移动,使晚期的s-t数据与D簇标准曲线中某一曲线最优拟合,并记录该曲线的β值。在两张图纸重叠部分的任何地方选一匹配点,记下匹配点的两对坐标s和t以及 。

  3)将实测数据曲线置于E簇标准曲线之上,在保持两对应坐标平行的前提下相对移动,使早期实测数据最佳地拟合于E簇曲线中的某一曲线。这时首先检查一下,E簇标准曲线拟合的β值是否与D簇标准曲线)要重新做,直到分别所得的β值相同为止。然后在两张坐标纸的重叠部分任取一匹配点,记下对应的坐标s、t、 。导水系数T仍按(9-3-24)式计算。这个按抽水早期数据计算得的T值与根据抽水晚期数据所得的应当大体相等。弹性给水度μe按下式计算:

  5)如果可能,根据上述所得的参数利用电子计算机按照(9-3-7)式~(9-3-15)式计算出一条完整的理论曲线,用来与实测值全面对比。

  另一种方法是Prickett(1965)针对Boulton法提出来的近似图解法,Neuman认为此法也可用于他的模型。这个方法的要点是:

  =10-1,则 的对应坐标相差一个对数周期;若Rμ=10-2,则相差两个对数周期,以此类推。用一直线连接E、D两标准曲线与实测曲线相拟合部分的内端点(E曲线的右端点和D曲线的左端点),并分别与两曲线相切。于是,那些在与E、D标准曲线拟合时未曾被包括的中间的实测数据,应当落在此直线上。另外的拟合野外数据与标准曲线的方法是,将E、D两簇标准曲线分别绘在两张对数纸上,使得同时能够拟合实测数据。以上介绍的是用于完整观测孔的标准曲线拟合法。对于非完整观测孔或测压计式观测孔,其差别主要是利用电子计算机为此观测孔计算出两簇(E和D)专用的标准曲线数据,并依此绘成曲线。其他步骤是相似的。

  若将示于表9-3-1和表9-3-2上的数据点在单对数坐标纸上(图9-3-12),则可看出:抽水晚期的数据落在直线

  值相对应(表9-3-3)。如果将l/β与对应的 数据点在双对数坐标纸上(图9-3-13),它呈现为一条单值曲线。由此图看出,在

  有了关系式(9-3-32)式、(9-3-33)式和(9-3-34)式或图9-3-13,就可以通过直线图解法来确定潜水层的参数。

  4)如果实测降深-时间曲线的早期部分也出现直线段,且与晚期的直线相平行,则可用述方法确定T和μe(否则仍需通过标准曲线拟合法确定参数)。

  Neuman的模型没有求助于潜水面之上非饱和带流动的理论,而将潜水层视为具弹性储释水的系统。因此,这个过程是可逆的。也就是说,不管潜水面是上升还是下降,(9-3-7)式都可以应用。

  于是,我们可以根据抽水井或观测孔的恢复试验数据来确定含水层的导水系数T。设t

  我们注意到 ,对于某确定的含水层来说, 保持常量意味着t也是个定值。于是可以从图9-3-11所示的数据,在某一固定 值的条件下,得到一系列 的数据。 为常量,意味着t为常量,这种情况 成正比;所以数据 就表示了无因次降深-距离的关系。图9-3-14表示出 两条无因次降深-距离双对数曲线。这两条曲线不显示“反S型”,却很像Theis曲线。因此人们很容易误认为它们不受“潜水面滞后反应”的影响,从而不加约束地拿来与Theis曲线表明,当 较小时(即t不大时),若通过实测数据与Theis曲线拟合来确定导水系数和重力给水度,可能要导致重大错误。

  所以,使用降深-距离标准曲线对比法确定参数要特别小心,即使实测曲线与Theis曲线拟合得相当好(例如,图9-3-14上的 的曲线与Theis曲线匹配得就十分好)也要谨慎。

  图9-3-14 在不同常量 的条件下关于完整观测孔的无因次降深-距离曲线 雅可布修正法的应用

  的前提下导得的。如果此条件不能满足,Neuman建议利用雅可布修正法((5-1-23)′式)修改降深s,即

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