оценка пороупругих параметров резервуаров подземных вод по

Êîìïëåêñíûå ñåéñìîëîãè÷åñêèå è ãåîôèçè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ Êàì÷àòêè
ÓÄÊ 550.832.9:556.34.042
ÎÖÅÍÊÀ ÏÎÐÎÓÏÐÓÃÈÕ ÏÀÐÀÌÅÒÐÎÂ ÐÅÇÅÐÂÓÀÐÎÂ ÏÎÄÇÅÌÍÛÕ
ÂÎÄ ÏÎ ÄÀÍÍÛÌ ÓÐÎÂÍÅÌÅÐÍÛÕ ÍÀÁËÞÄÅÍÈÉ
Ã. Í. Êîïûëîâà1,2, Ñ. Â. Áîëäèíà2
Êàì÷àòñêàÿ îïûòíî-ìåòîäè÷åñêàÿ ñåéñìîëîãè÷åñêàÿ ïàðòèÿ Ãåîôèçè÷åñêîé ñëóæáû ÐÀÍ
2
Êàì÷àòñêèé ãîñóäàðñòâåííûé ïåäàãîãè÷åñêèé óíèâåðñèòåò
ã. Ïåòðîïàâëîâñê-Êàì÷àòñêèé
1
Àííîòàöèÿ. Â ðàáîòå ðàññìàòðèâàåòñÿ âîçìîæíîñòü îöåíêè ïîðèñòîñòè è óïðóãèõ
ïàðàìåòðîâ ðåçåðâóàðîâ ïîäçåìíûõ âîä ïî äàííûì óðîâíåìåðíûõ íàáëþäåíèé â
ñêâàæèíàõ. Ïî ýêñïåðèìåíòàëüíûì äàííûì ñèíõðîííûõ íàáëþäåíèé çà óðîâíåì
âîäû è àòìîñôåðíûì äàâëåíèåì â ñêâàæèíàõ Å1 è ÞÇ-5, Êàì÷àòêà, îöåíèâàþòñÿ
âåëè÷èíû áàðîìåòðè÷åñêîé ýôôåêòèâíîñòè è ïðèëèâíîé äåôîðìîìåòðè÷åñêîé
÷óâñòâèòåëüíîñòè. Íà îñíîâå òåîðèè ïîðîóïðóãîñòè ðàññ÷èòûâàþòñÿ ïîðèñòîñòü
è ïàðàìåòðû ðåçåðâóàðà ñêâàæèíû ÞÇ-5: äðåíèðîâàííàÿ è íåäðåíèðîâàííàÿ
ñæèìàåìîñòè ñêåëåòà, êîýôôèöèåíò Ñêåìïòîíà, ìîäóëü ñäâèãà è óïðóãàÿ åìêîñòü
ðåçåðâóàðà. Ðàññìàòðèâàåòñÿ ìîäåëü ðåàêöèè óðîâíÿ âîäû â ñêâàæèíå íà ïåðèîäè÷åñêèå èçìåíåíèÿ ïîðîâîãî äàâëåíèÿ â ðåçåðâóàðå.
THE ASSESMENT OF POROELASTIC PROPERTIES OF UNDERGROUND
WATER RESERVOIRS ON DATA OF WATER LEVEL OBSERVATIONS
G. N. Kopylova1,2, S. V. Boldina2
1
Kamchatkan Methodical Seismological Department., Geophysical Service, RAS
2
Kamchatkan State Pedagogical University
Petropavlovsk-Kamchatsky
Abstract. The assessment of porosity and elastic parameters of underground water reservoirs
are carried out on data of water level observations on wells E1 and UZ-5 on the base of
theory of poroelasticity. The values of barometric efficiency and tidal strain sensitivity are
evaluated on experimental data, and then drained and undrained matrix compressibilities,
Skempton’s coefficient; shear modulus and specific storage of reservoir are estimated.
The behavior pattern of water level in the well UZ-5 by periodical variations of pore
pressure is considered.
Ââåäåíèå
Èíòåðïðåòàöèÿ äàííûõ óðîâíåìåðíûõ íàáëþäåíèé äëÿ îöåíêè èçìåíåíèÿ íàïðÿæåííî-äåôîðìèðîâàííîãî ñîñòîÿíèÿ ðåçåðâóàðîâ ïîäçåìíûõ âîä ïðåäïîëàãàåò íàëè÷èå
äâóõ âèäîâ ôèçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëåé: 1) ìîäåëè, îïèñûâàþùåé ðåàêöèþ ïîðîâîãî äàâëåíèÿ â ðåçåðâóàðå íà èçìåíåíèå íàïðÿæåííî-äåôîðìèðîâàííîãî ñîñòîÿíèÿ
ñðåäû; 2) ìîäåëè, îïèñûâàþùèõ ðåàêöèþ óðîâíÿ âîäû â ñêâàæèíå íà èçìåíåíèå ïîðîâîãî
äàâëåíèÿ [16]. Òàêèå ìîäåëè ðàçðàáàòûâàþòñÿ íà îñíîâå òåîðèè ïîðîóïðóãîñòè,
èçëîæåíèå êîòîðîé äàíî â ðàáîòàõ [15, 7, 11, 13]. Ïðèìåðû ïðèëîæåíèÿ òåîðèè äëÿ
405
Ã.Í. Êîïûëîâà, Ñ.Â. Áîëäèíà
îöåíêè ñâîéñòâ ðåçåðâóàðîâ è ñîçäàíèÿ ìîäåëåé ïîâåäåíèÿ ñèñòåì «ñêâàæèíà – ðåçåðâóàð» ïî óðîâíåìåðíûì äàííûì ïðèâîäÿòñÿ â [2, 6, 9-10, 12, 14, 17-22].
 îñíîâå ïðèìåíåíèÿ òåîðèè ïîðîóïðóãîñòè äëÿ èíòåðïðåòàöèè óðîâíåìåðíûõ
äàííûõ ëåæèò ïðåäñòàâëåíèå î ðåçåðâóàðàõ ïîäçåìíûõ âîä êàê îá îòíîñèòåëüíî èçîëèðîâàííûõ ïðîòÿæåííûõ âîäîíàñûùåííûõ ïëàñòàõ ãîðíûõ ïîðîä, ñëîæåííûõ ïîðèñòûìè óïðóãèìè ìàòåðèàëàìè. Òàêèå ïðèðîäíûå îáúåêòû â èçîòåðìè÷åñêèõ óñëîâèÿõ, ïðè
äîïóùåíèè èõ îäíîðîäíîñòè è èçîòðîïíîñòè, ìîãóò áûòü îïèñàíû îãðàíè÷åííûì
íàáîðîì ôèçè÷åñêèõ (ïîðîóïðóãèõ) ïàðàìåòðîâ [11, 15, 16].
Ëèíåéíàÿ òåîðèÿ ïîðîóïðóãîñòè âêëþ÷àåò ñèñòåìó óðàâíåíèé, â ò.÷. óðàâíåíèå
ñâÿçè íàïðÿæåíèÿ ñ ïîðîâûì äàâëåíèåì ñ ó÷åòîì ïîòîêîâ æèäêîñòè è ñæèìàåìîñòè
òâåðäîãî ñêåëåòà ðåçåðâóàðà è óðàâíåíèå ñîõðàíåíèÿ ìàññû æèäêîñòè ñ ó÷åòîì ãðàäèåíòîâ ïîðîâîãî äàâëåíèÿ è óïðóãîãî èçìåíåíèÿ îáúåìà æèäêîñòè.  óäîáíîé ôîðìå
ñèñòåìà óðàâíåíèé ïîðîóïðóãîñòè ïðåäñòàâëåíà â [15, 11, 8].  êà÷åñòâå îñíîâíûõ
êîíñòàíò ýòèõ óðàâíåíèé ïðèíèìàþòñÿ: ìîäóëü ñäâèãà G, äðåíèðîâàííûé n è íåäðåíèðîâàííûé nu êîýôôèöèåíòû Ïóàññîíà, ïðîíèöàåìîñòü ðåçåðâóàðà ñ è êîýôôèöèåíò
ïîðîâîãî äàâëåíèÿ (êîýôôèöèåíò Ñêåìïòîíà) Â.  êà÷åñòâå äèíàìè÷åñêèõ ïåðåìåííûõ
ïðèíèìàþòñÿ: ïîëíîå íàïðÿæåíèå s ij è ïîðîâîå äàâëåíèå ð, à â êà÷åñòâå êèíåìàòè÷åñêèõ ïåðåìåííûõ - äåôîðìàöèÿ ñêåëåòà eij , îïðåäåëÿåìàÿ èç âåêòîðà ñìåùåíèÿ u ij , è
èçìåíåíèå ñîäåðæàíèÿ æèäêîñòè â åäèíèöå îáúåìà z . Óðàâíåíèÿ, ñâÿçûâàþùèå
èçìåíåíèÿ ýòèõ âåëè÷èíû çàïèñûâàþòñÿ â âèäå:
s ij = 2Geij +
p=-
2Gn
d ij e - ad ij p ,
1 - 2n
(1)
2GB (1 + n u )
2GB 2 (1 - 2n )(1 + n u ) 2
e+
z ,
3(1 - 2n u )
9(n u -n )(1 - 2n u )
(2)
ãäå d ij - ñèìâîë Êðîíåêåðà (ïðè i = j , d ij =1, ïðè i ¹ j , d ij =0 ).
Êîýôôèöèåíò Ñêåìïòîíà B âûðàæàåòñÿ â âèäå B = -
3p
, ãäå s kk - ñóììà ãëàâíûõ
s kk
íàïðÿæåíèé. Ïðåäåëû èçìåíåíèÿ ïàðàìåòðîâ n ,n u è Â: n £ n u £ 0.5 ; 0 £ B £ 1 . Ïàðàìåòð
a íàçûâàåòñÿ êîýôôèöèåíòîì ýôôåêòèâíîãî íàïðÿæåíèÿ Áèî è îïðåäåëÿåòñÿ ïî
ôîðìóëå:
a=
3(n u - n )
B(1 - 2n )(1 + n u ) .
(3)
 âûðàæåíèÿõ (1) – (2) äëÿ äåôîðìàöèé, íàïðÿæåíèé è ïîðîâûõ äàâëåíèé ðå÷ü
èäåò òîëüêî î âàðèàöèÿõ ýòèõ âåëè÷èí.
Äëÿ ñîçäàíèÿ ïîëíîé ñèñòåìû óðàâíåíèé, îïèñûâàþùåé ïîâåäåíèå ïîðîóïðóãîé
ñðåäû, êðîìå óðàâíåíèé (1) è (2), íåîáõîäèìû:
- óðàâíåíèå ðàâíîâåñèÿ ìåæäó ìàññîâûìè ñèëàìè Fi è íàïðÿæåíèåì â òâåðäîì
ñêåëåòå
s ij = - Fi ,
(4)
qi = -kpi ,
(5)
- çàêîí Äàðñè, ñâÿçûâàþùèé ñêîðîñòü ôèëüòðàöèè qi è èçìåíåíèå ïîðîâîãî
äàâëåíèÿ
ãäå k - êîýôôèöèåíò ãèäðàâëè÷åñêîé ïðîâîäèìîñòè (êîýôôèöèåíò ôèëüòðàöèè), êîòîc
ðûé âûðàæàåòñÿ êàê k= , ãäå c - ïðîíèöàåìîñòü ðåçåðâóàðà, m- äèíàìè÷åñêàÿ âÿçm
êîñòü æèäêîñòè;
- óðàâíåíèå íåðàçðûâíîñòè äëÿ æèäêîé ôàçû
406
Îöåíêà ïîðîóïðóãèõ ïàðàìåòðîâ ðåçåðâóàðîâ ïîäçåìíûõ âîä
¶z
+ qi = g ,
¶t
(6)
Dp = -(2GB / 3)[(1 + n u ) /(1 - 2n u )]De .
(7)
ãäå g - èíòåíñèâíîñòü îáú¸ìíîãî ïîñòóïëåíèÿ æèäêîñòè.
Òàêèì îáðàçîì, óðàâíåíèÿ (1)-(2), (4)-(6), ñîäåðæàùèå ïÿòü ìàòåðèàëüíûõ êîíñòàíò - G, n, nu, B, k, ïîëíîñòüþ îïèñûâàþò ëèíåéíûå ïîðîóïðóãèå ïðîöåññû â ðåçåðâóàðå, ïðèâîäÿùèå ê âàðèàöèÿì ïîðîâîãî äàâëåíèÿ.
Åñëè òå÷åíèåì æèäêîñòè â ðåçåðâóàðå ìîæíî ïðåíåáðå÷ü, òî ïî [15, 16]
ãäå De - ïðèðàùåíèå îáúåìíîé äåôîðìàöèè ðåçåðâóàðà (ðàñøèðåíèå – ïîëîæèòåëüíîå).
Îòñþäà ñëåäóåò âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ âàðèàöèé óðîâíÿ âîäû Dh äëÿ êîíòðîëÿ
èçìåíåíèé äåôîðìàöèè De íà îñíîâàíèè ïðåäïîëîæåíèÿ î òîì, ÷òî èçìåíåíèå ïîðîâîãî äàâëåíèÿ â ðåçåðâóàðå Dr çàâèñèò îò èçìåíÿþùåãîñÿ â ïðîñòðàíñòâå è âî âðåìåíè
ïîëÿ äåôîðìàöèé, íî íå îò ïðèðîäû èñòî÷íèêà äåôîðìàöèé. Ñîîòâåòñòâåííî, îöåíêà
êîýôôèöèåíòà â (7), íàïðèìåð, ïî ïðèëèâíûì âàðèàöèÿì óðîâíÿ, áóäåò óïðàâëÿòü
îòêëèêîì ïîðîâîãî äàâëåíèÿ íà òåêòîíè÷åñêóþ äåôîðìàöèþ è ïðîÿâëÿòüñÿ â èçìåíåíèÿõ óðîâíÿ âîäû â ñêâàæèíå Dh:
Dh = Dp / rg ,
ãäå r - ïëîòíîñòü âîäû, g - óñêîðåíèå ñâîáîäíîãî ïàäåíèÿ. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî óêàçàííîå ñîîòíîøåíèå ñïðàâåäëèâî ïðè îòíîñèòåëüíî ìåäëåííûõ èçìåíåíèÿõ ïîðîâîãî
äàâëåíèÿ â ðåçåðâóàðå, êîãäà ýôôåêòû òå÷åíèÿ æèäêîñòè â ñòâîë è èç ñòâîëà ñêâàæèíû
ìîæíî íå ó÷èòûâàòü.
Àòìîñôåðíîå äàâëåíèå è çåìíûå ïðèëèâû ÿâëÿþòñÿ ïîñòîÿííî äåéñòâóþùèìè
ïðèðîäíûìè ñèãíàëàìè, èçìåíÿþùèìè íàïðÿæåííî-äåôîðìèðîâàííîå ñîñòîÿíèå
ðåçåðâóàðîâ ïîäçåìíûõ âîä. Ðåàêöèÿ óðîâíÿ âîäû â ñêâàæèíå íà àòìîñôåðíîå äàâëåíèå
îöåíèâàåòñÿ ïî âåëè÷èíå áàðîìåòðè÷åñêîé ýôôåêòèâíîñòè Eb [12, 14, 16, 18, 20-23]
Eb =
- dhw'
,
dhb
ãäå dh’w - áàðîìåòðè÷åñêîå èçìåíåíèå óðîâíÿ âîäû â ñêâàæèíå, dhb - èçìåíåíèå àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ, âûðàæåííîãî â âåëè÷èíàõ ýêâèâàëåíòíûõ èçìåíåíèÿì ñòîëáà æèäêîñòè (íàïðèìåð, 1 ñì âîäÿíîãî ñòîëáà » 10 Ïà » 1 ìáàð).
Ðåàêöèÿ óðîâíÿ âîäû â ñêâàæèíå íà çåìíûå ïðèëèâû îöåíèâàåòñÿ ïî âåëè÷èíå
ïðèëèâíîé äåôîðìîìåòðè÷åñêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè: As [12, 16-18, 21-22]:
As = -
dht
et ,
ãäå dht - àìïëèòóäà ïðèëèâíûõ èçìåíåíèé óðîâíÿ âîäû, et - ïðèëèâíàÿ îáúåìíàÿ
äåôîðìàöèÿ.
Ðàçëè÷íûå íàáëþäàòåëüíûå ñèñòåìû «ñêâàæèíà – ðåçåðâóàð» îáëàäàþò èíäèâèäóàëüíûìè ñâîéñòâàìè, èìåþùèìè ñóùåñòâåííîå âëèÿíèå íà ôîðìèðîâàíèå îòêëèêà
óðîâíÿ âîäû íà èçìåíåíèÿ äàâëåíèÿ â ðåçåðâóàðå [16, 18]. Äëÿ îïèñàíèÿ èíäèâèäóàëüíûõ ñâîéñòâ òàêèõ ñèñòåì èñïîëüçóþòñÿ ñëåäóþùèå ïàðàìåòðû:
à - ïàðàìåòðû, õàðàêòåðèçóþùèå óïðóãèå ñâîéñòâà ðåçåðâóàðîâ: ñæèìàåìîñòü òâåðäîé ôàçû ñêåëåòà bs, ñæèìàåìîñòü æèäêîñòè bf, íåäðåíèðîâàííàÿ ñæèìàåìîñòü ñêåëåòà
bu, äðåíèðîâàííàÿ ñæèìàåìîñòü ñêåëåòà b, óäåëüíàÿ óïðóãàÿ åìêîñòü ðåçåðâóàðà Ss;
á - ïàðàìåòðû, õàðàêòåðèçóþùèå ôèëüòðàöèîííûå ñâîéñòâà ïîðîä ðåçåðâóàðà:
ïîðèñòîñòü f è ãèäðàâëè÷åñêàÿ ïðîâîäèìîñòü ðåçåðâóàðà k;
â - ïàðàìåòðû, õàðàêòåðèçóþùèå ãåîìåòðèþ íàáëþäàòåëüíîé ñêâàæèíû: rw– ðàäèóñ
ñêâàæèíû â ðàéîíå ôèëüòðà, rc – ðàäèóñ ñêâàæèíû â âåðõíåé ÷àñòè, ãäå ïðîèñõîäÿò
êîëåáàíèÿ óðîâíÿ, Aw - ïëîùàäü ôèëüòðà.
407
Ã.Í. Êîïûëîâà, Ñ.Â. Áîëäèíà
Ïî äàííûì óðîâíåìåðíûõ íàáëþäåíèé, âêëþ÷àþùèõ ñèíõðîííîå èçìåðåíèå óðîâíÿ è àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ, îöåíèâàþòñÿ âåëè÷èíû Eb è As. Íà îñíîâàíèè ýòèõ âåëè÷èí
è ñ èñïîëüçîâàíèåì òàáëè÷íûõ çíà÷åíèé ñæèìàåìîñòåé æèäêîñòè bf è ïîðîäîîáðàçóþùèõ ìèíåðàëîâ bs ìîãóò îöåíèâàòüñÿ âåëè÷èíû ïîðîóïðóãèõ ïàðàìåòðîâ ðåçåðâóàðà
äëÿ êâàçèñòàòè÷åñêèõ èçîëèðîâàííûõ óñëîâèé, â ÷àñòíîñòè: G, b, bu, óäåëüíàÿ óïðóãàÿ
åìêîñòü ðåçåðâóàðà Ss è ïîðèñòîñòü f [6, 12, 17-21]:
As rg
2 Eb
G=
bu =
b=
B=
(8)
3(1 - 2n u )
2G (1 + n u )
1 - EB
EB
(9)
æ
ö
3
çç
- b u ÷÷
è 2 rgAs (1 + n )
ø
(10)
rgAs b
1 + rgAs (b - b u )
(11)
SS = rg ( b + fb f )
f=
(12)
(b - b S )(1 - B )
B (b f - b S )
(13)
Îöåíèâàåìûå ïî ôîðìóëàì (8) – (13) ïàðàìåòðû ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû äëÿ
ïîñòðîåíèÿ ìîäåëüíûõ çàâèñèìîñòåé îòêëèêà óðîâíÿ âîäû â ñêâàæèíå íà èçìåíåíèÿ
íàïðÿæåííî-äåôîðìèðîâàííîãî ñîñòîÿíèÿ ðåçåðâóàðà ïîäçåìíûõ âîä.
 íàñòîÿùåé ðàáîòå ïðîâîäèòñÿ îöåíêà ïàðàìåòðîâ áàðîìåòðè÷åñêîãî è ïðèëèâíîãî
îòêëèêîâ ïî äàííûì óðîâíåìåðíûõ íàáëþäåíèé íà ñêâàæèíàõ Å1 è ÞÇ-5, îïðåäåëåíèå óïðóãèõ ïàðàìåòðîâ è ïîðèñòîñòè ðåçåðâóàðà ïîäçåìíûõ âîä, âñêðûòîãî ñêâàæèíîé
ÞÇ-5, ïîñòðîåíèå ìîäåëüíîé çàâèñèìîñòè ðåàêöèè óðîâíåé âîäû â ñêâàæèíå ÞÇ-5
íà ïåðèîäè÷åñêèå èçìåíåíèÿ ïîðîâîãî äàâëåíèÿ â ðåçåðâóàðå.
Íàáëþäàòåëüíûå ñêâàæèíû, îöåíêà áàðîìåòðè÷åñêîãî
è ïðèëèâíîãî îòêëèêîâ óðîâíåé âîäû
Ñêâàæèíû ÞÇ-5 è Å1 ðàñïîëîæåíû íà Âîñòî÷íîì ïîáåðåæüå Êàì÷àòêè íà óäàëåíèè 15-25 êì îò Àâà÷èíñêîãî çàëèâà.  òàáëèöå 1 ïðèâîäèòñÿ èõ êðàòêàÿ õàðàêòåðèñòèêà.
Áîëåå ïîäðîáíàÿ èíôîðìàöèÿ î ãåîëîãè÷åñêîì ðàçðåçå, ãèäðîãåîëîãè÷åñêèõ óñëîâèÿõ
è î ñòðîåíèè ñêâàæèí äàåòñÿ â [3, 4].
Ñêâàæèíà Å1 îáñàæåíà íà âñþ ãëóáèíó 665 ì ìåòàëëè÷åñêîé êîëîííîé äèàìåòðîì
219 ìì. Â èíòåðâàëå 625-647 ì óñòàíîâëåí ôèëüòð ïóòåì ïåðôîðàöèè îáñàäíîé êîëîííû
ñ ïëîòíîñòüþ îòâåðñòèé 12 øòóê íà ïîãîííûé ìåòð. Â îáëàñòè ôèëüòðà âñêðûòû ñëàáîâîäîîáèëüíûå òóôû ïîçäíåíåîãåíîâîãî âîçðàñòà, ñîäåðæàùèå ìèíåðàëèçîâàííûå
ïîäçåìíûå âîäû ñ ïðèñóòñòâèåì ãàçà àçîòíî-ìåòàíîâîãî ñîñòàâà. Óðîâåíü âîäû â ñêâàæèíå óñòàíîâèëñÿ íà ãëóáèíå 28-29 ì.
Ñêâàæèíà ÞÇ-5 (ãëóáèíà 1001 ì) îáñàæåíà ìåòàëëè÷åñêîé êîëîííîé äî ãëóáèíû
310 ì.  èíòåðâàëå ãëóáèí 0-62 ì äèàìåòð îáñàäêè ñîñòàâëÿåò 245 ìì; â äèàïàçîí 62310 ì äèàìåòð îáñàäêè – 168 ìì. Íèæå äî çàáîÿ îáñàäêà îòñóòñòâóåò. Èíòåðâàë ãëóáèí
310-1001 ì ïðåäñòàâëÿåò ôèëüòð, ÷åðåç êîòîðûé ñêâàæèíà ñâÿçàíà ñ ðåçåðâóàðîì ïîäçåìíûõ âîä. Çäåñü âñêðûòû íåðàâíîìåðíûå ïî âîäîîáèëüíîñòè òóôîàëåâðîëèòû è ôèëëèòîâèäíûå ñëàíöû âåðõíåìåëîâîãî âîçðàñòà. Ñóììàðíàÿ ìîùíîñòü çîí âîäîïðèòîêà,
ïðèóðî÷åííûõ ê ïðîñëîÿì òðåùèíîâàòûõ àëåâðîëèòîâ, ñîñòàâëÿåò 100 ì. Äèàìåòð
408
Îöåíêà ïîðîóïðóãèõ ïàðàìåòðîâ ðåçåðâóàðîâ ïîäçåìíûõ âîä
Òàáëèöà 1. Õàðàêòåðèñòèêà íàáëþäàòåëüíûõ ñêâàæèí.
Ñêâàæèíà,
à. î., ì
Å-1
180 ì
ÞÇ-5
70 ì
Êîîðäèíàòû,
ãðàä
Ãëóáèíà,
Óðîâåíü,
ì
ì
Ôèëüòð, ì
ñ.ø.
â.ä.
53.26
158.48
665
625-647
28
158.41
1001
310-1001
1,5
53.17
Ñîñòàâ
ïîðîä
Âîçðàñò
òóôû
N2
ïåñ÷àíèêè,
ñëàíöû
Ê2
Õàðàêòåðèñòèêà
ôëþèäà
õîëîäíûé,
ìèíåðàëèç.,
ãàç N2-CH4
õîëîäíûé
ïðåñíûé
Ñèñòåìà
ðåãèñòðàöèè
÷àñòîòà
Êåäð À2
10 ìèí
Êåäð À2
10 ìèí
Ïåðèîä
íàáëþäåíèé,
ää.ìì.ãã
26.06.03
–
1.04.04
26.05.03
–
5.11.03
ñêâàæèíû â îáëàñòè ôèëüòðà - 168 ìì. Ñêâàæèíîé âñêðûòû õîëîäíûå ïðåñíûå ïîäçåìíûå âîäû. Óðîâåíü âîäû â ñêâàæèíå íàõîäèòñÿ â 1.5 – 2 ì íèæå ïîâåðõíîñòè çåìëè.
Íàáëþäåíèÿ íà îáåèõ ñêâàæèíàõ ïðîâîäÿòñÿ ÊÎÌÑÏ ÃÑ ÐÀÍ ñ èñïîëüçîâàíèåì
öèôðîâîé ñèñòåìû ðåãèñòðàöèè óðîâíÿ è àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ Êåäð À2 (ÎÎÎ «Ïîëèíîì», ã. Õàáàðîâñê). ×àñòîòà ðåãèñòðàöèè - 10 ìèíóò. Òî÷íîñòü ðåãèñòðàöèè óðîâíÿ
ñîñòàâëÿëà 0.02 ñì, àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ – 0.2 ìáàð. Ïåðèîäû íàáëþäåíèé íà ñêâàæèíå Å1 - ñ 26.06.2003 ã. ïî 1.04.2004 ã.; íà ñêâàæèíå ÞÇ-5 - ñ 26.05.2003 ã. ïî 5.11.2003 ã.
Äàííûå ñðåäíå÷àñîâûõ íàáëþäåíèé íà ñêâàæèíå ÞÇ-5 ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ. 1. Â
èçìåíåíèÿõ óðîâíÿ âîäû ïðèñóòñòâóþò áàðîìåòðè÷åñêèå âàðèàöèè, ïðèëèâíûå âàðèàöèè è òðåíä.  èçìåíåíèÿõ òðåíäà óðîâíÿ âîäû ïðèñóòñòâóþò âíóòðèãîäîâûå âàðèàöèè
ñ àìïëèòóäîé 34 ñì, ñâÿçàííûå ñ ñåçîííûì õàðàêòåðîì ïèòàíèÿ è ðàñõîäîâàíèÿ ïîäçåìíûõ âîä âåðõíåìåëîâûõ îòëîæåíèé, à òàêæå ïîâûøåíèÿ óðîâíÿ ñ àìïëèòóäàìè 1-2 ñì
ïîñëå âûïàäåíèÿ îñàäêîâ íå ìåíåå 20 ìì/ñóò, âûçâàííûå óâåëè÷åíèåì ïîâåðõíîñòíîé
íàãðóçêè íà êðîâëþ ðåçåðâóàðà.  âûñîêî÷àñòîòíûõ èçìåíåíèÿõ óðîâíÿ âîäû ïðèñóòñòâóþò ïðèëèâíûå âàðèàöèè ñ ñóòî÷íûìè àìïëèòóäàìè äî 8 ñì è øóìîâûå ýôôåêòû,
ñâÿçàííûå ñ ðåæèìîì âûïàäåíèÿ îñàäêîâ è ýôôåêòàìè ñåéñìè÷íîñòè. Àìïëèòóäû êîñåéñìè÷åñêèõ èçìåíåíèÿ óðîâíÿ âîäû â ñêâàæèíå ÞÇ-5 ïðè âîçíèêíîâåíèè ñèëüíûõ
çåìëåòðÿñåíèé èçìåíÿþòñÿ îò 12 ñì [3] äî ìåíåå 1 ñì.
 èçìåíåíèÿõ óðîâíÿ ñêâ. Å1 áàðîìåòðè÷åñêèå âàðèàöèè ïðîÿâëÿþòñÿ â íèçêî÷àñòîòíîé îáëàñòè äëÿ ïåðèîäîâ íå ìåíåå ïåðâûõ ñóòîê (ðèñ. 2). Ïðèëèâíûå âàðèàöèè
óðîâíÿ íå îáíàðóæåíû. Èçìåíåíèå òðåíäà óðîâíÿ âîäû êîíòðîëèðóåòñÿ ðåæèìîì èçìåíåíèÿ íàãðóçêè íà êðîâëþ ðåçåðâóàðà â ðåçóëüòàòå âûïàäåíèÿ îñàäêîâ. Ïî äàííûì ìíîãîëåòíèõ íàáëþäåíèé â èçìåíåíèÿõ òðåíäà óðîâíÿ âîäû â ñêâ. Å1 ïðîÿâëÿþòñÿ êî- è
ïîñòñåéñìè÷åñêèå âàðèàöèè â ðåçóëüòàòå ñèëüíûõ çåìëåòðÿñåíèé, à òàêæå ïðåäâåñòíèêîâûå èçìåíåíèÿ [4].
 ðàéîíàõ îáåèõ ñêâàæèí àìïëèòóäû ñóòî÷íûõ èçìåíåíèé òåîðåòè÷åñêîé ïðèëèâíîé
îáúåìíîé äåôîðìàöèè ñîñòàâëÿþò 3 - 5´10-8 [1, 5].  òå÷åíèå ðàññìàòðèâàåìîãî ïåðèîäà
íàáëþäåíèé ñèëüíûå çåìëåòðÿñåíèÿ íà Êàì÷àòêå íå ïðîèñõîäèëè.
Áàðîìåòðè÷åñêàÿ ýôôåêòèâíîñòü Eb äëÿ îáåèõ ñêâàæèí îöåíèâàëàñü ïóòåì ïîñòðîåíèÿ àìïëèòóäíûõ ÷àñòîòíûõ ïåðåäàòî÷íûõ ôóíêöèè îò âàðèàöèé àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ ê èçìåíåíèÿì óðîâíÿ âîäû (À×ÏÔ) [14]. Ïðè ýòîì âðåìåííîé ðÿä àòìîñôåðíîãî
äàâëåíèÿ ðàññìàòðèâàëñÿ â êà÷åñòâå âõîäíîãî ñèãíàëà X(t), à âðåìåííîé ðÿä âàðèàöèé
óðîâíÿ – â êà÷åñòâå âûõîäíîãî ñèãíàëà Y(t). Äëÿ îöåíêè À×ÏÔ ïðèìåíÿëñÿ êðîñññïåêòðàëüíûé àíàëèç ñðåäíå÷àñîâûõ âåëè÷èí äàííûõ ñèíõðîííîé ðåãèñòðàöèè óðîâíåé
âîäû è àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ.
Ïîñòðîåíèå À×ÏÔ A( f ) âêëþ÷àëî ïîñëåäîâàòåëüíûå ïðîöåäóðû: 1) ïîñòðîåíèå
óñðåäíåííûõ êðîññ-ïåðèîäîãðàìì S yx ( f ) ðÿäîâ X(t) è Y(t) äëÿ âðåìåííûõ îêîí çàäàííîé
äëèíû; 2) íåïàðàìåòðè÷åñêóþ îöåíêó À×ÏÔ ñ çàäàííûì ðàäèóñîì îêíà ÷àñòîòíîãî
óñðåäíåíèÿ ïåðèîäîãðàìì: A( f ) = S yx ( f ) / S xx ( f ) , ãäå S xx ( f ) - ñïåêòð ìîùíîñòè
àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ. Ïåðåä îñóùåñòâëåíèåì ïðîöåäóðû 1) ïðîèçâîäèëñÿ ïåðåõîä
409
Ã.Í. Êîïûëîâà, Ñ.Â. Áîëäèíà
mb
Pressure
1020
1000
cm
Tidal constituents
and noise
Trend
cm
cm
Water level corrected
for atmospheric pressure
Water Leve l
cm
980
-140
-160
-180
-140
-160
-180
-140
-160
-180
5
3
1
-1
-3
-5
mm/day
P recipitations
30
20
10
0
0
500
1000
1500
2000
2500
hours from 26.05.2003 1h
3000
3500
Ðèñ. 1. Ñðåäíå÷àñîâûå äàííûå ðåãèñòðàöèè óðîâíÿ âîäû è àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ â
ñêâ. ÞÇ-5 ñ 26 ìàÿ ïî 6 íîÿáðÿ 2003 ã. â ñîïîñòàâëåíèè ñ ñóììàðíûìè çà ñóòêè
îñàäêàìè.
Fig. 1. Hourly records of the water level and barometric pressure in the well UZ-5 from May
26 to November 6, 2003. Daily precipitations are also shown.
ê ðÿäàì Y(t) è X(t) â ïðèðàùåíèÿõ äëÿ ïîäàâëåíèÿ â íèõ èíòåíñèâíûõ íèçêî÷àñòîòíûõ
ñîñòàâëÿþùèõ è ôèëüòðàöèÿ â íèõ ÷àñòîòíûõ ïîëîñ â äèàïàçîíàõ ïåðèîäîâ 9-11 è 2327 ÷àñîâ äëÿ óäàëåíèÿ óçêîïîëîñíûõ ñóòî÷íûõ è ïîëóñóòî÷íûõ ñèãíàëîâ, èñêàæàþùèé
áàðîìåòðè÷åñêèé îòêëèê.
Àìïëèòóäíûå ÷àñòîòíûå ïåðåäàòî÷íûå ôóíêöèè äëÿ ñêâàæèí Å1 è ÞÇ-5 ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ. 3à â äèàïàçîíå ÷àñîâûõ âàðèàöèé è õàðàêòåðèçóþò èçìåíåíèå áàðîìåòðè410
Îöåíêà ïîðîóïðóãèõ ïàðàìåòðîâ ðåçåðâóàðîâ ïîäçåìíûõ âîä
Pressure
mb
1020
1000
980
960
Presipitations
mm/day
Water level corrected
for atmospheric pressure
cm
Water level
cm
250
248
246
244
250
248
246
244
40
30
20
10
0
1000
2000
3000
4000
hours from 26.06.2003 23h
5000
6000
Ðèñ. 2. Ñðåäíå÷àñîâûå äàííûå ðåãèñòðàöèè óðîâíÿ âîäû è àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ â
ñêâ. Å1 ñ 26 èþíÿ 2003 ã. ïî 1 àïðåëÿ 2004 ã. â ñîïîñòàâëåíèè ñ ñóììàðíûìè çà ñóòêè
îñàäêàìè.
Fig. 2. Hourly records of the water level and barometric pressure in the well E1 from June 26,
2003 to April 1, 2004. Daily precipitations are also shown.
÷åñêîé ýôôåêòèâíîñòè Eb â çàâèñèìîñòè îò ïåðèîäà. Äëÿ ñêâàæèíû ÞÇ-5 íàáëþäàåòñÿ
óâåëè÷åíèå Eb â äèàïàçîíå ïåðèîäîâ îò 2 äî ïðèìåðíî 6 ÷àñîâ îò 0.2 äî 0.37 ñì/ìáàð.
Íà ïåðèîäå 6 ÷àñîâ äîñòèãàåòñÿ ìàêñèìàëüíàÿ âåëè÷èíà Eb = 0.37 ñì/ìáàð, êîòîðàÿ
îñòàåòñÿ ïîñòîÿííîé íà ïåðèîäàõ îò 6 ÷àñîâ äî ñóòîê è ïåðâûõ äåñÿòêîâ ñóòîê. Ðàçíîñòü
ôàç ìåæäó âàðèàöèÿìè óðîâíÿ âîäû è àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ ñîñòàâëÿåò 180°±10° âî
âñåì ðàññìàòðèâàåìîì äèàïàçîíå ïåðèîäîâ. Ýòî óêàçûâàåò íà õîðîøóþ èçîëÿöèþ
êîíòðîëèðóåìîãî ðåçåðâóàðà ïåðåêðûâàþùèìè ïîðîäàìè è íà îòñóòñòâèå âåðòèêàëüíûõ
ïåðåòîêîâ ïîäçåìíûõ âîä [14, 16, 17-22]. ×àñòîòíàÿ çàâèñèìîñòü áàðîìåòðè÷åñêîãî
îòêëèêà íà ïåðèîäàõ 2-6 ÷àñîâ îáóñëîâëåíà èíåðöèîííûìè ýôôåêòàìè òå÷åíèÿ âîäû
â ñêâàæèíó è èç ñêâàæèíû [16, 21].
Ìåíüøèå âåëè÷èíû áàðîìåòðè÷åñêîé ýôôåêòèâíîñòè Eb è åå áîëåå ìåäëåííûé ðîñò
ñ óâåëè÷åíèåì ïåðèîäîâ îòìå÷àåòñÿ äëÿ ñêâàæèíû Å1 (ðèñ 3à).  ÷àñîâîì äèàïàçîíå
ìàêñèìàëüíàÿ âåëè÷èíà Eb, ðàâíàÿ 0.011 ñì/ìáàð, äîñòèãàåòñÿ íà ïåðèîäàõ 45-50 ÷àñîâ,
ïðè ýòîì ðàçíîñòü ôàç ìåæäó èçìåíåíèÿìè óðîâíÿ âîäû è àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ ñîñòàâëÿåò 106 - 109°. Ýòî óêàçûâàåò íà îòíîñèòåëüíî ñëàáóþ ñâÿçü ðåçåðâóàðà è ñêâàæèíû
è íà åå çíà÷èòåëüíóþ èíåðöèîííîñòü â äèàïàçîíå ïåðèîäîâ îò ÷àñîâ äî ïåðâûõ ñóòîê
[4]. Ðîñò âåëè÷èíû Eb ïðîäîëæàåòñÿ è â äèàïàçîíå ñóòî÷íûõ âàðèàöèé ïðè ìàêñèìàëü411
Ã.Í. Êîïûëîâà, Ñ.Â. Áîëäèíà
Ðèñ. 3. Àìïëèòóäíûå ÷àñòîòíûå ïåðåäàòî÷íûå ôóíêöèè îò âàðèàöèé àòìîñôåðíîãî
äàâëåíèÿ ê èçìåíåíèÿì óðîâíÿ âîäû â ñêâàæèíàõ ÞÇ-5 è Å1:
à – â ÷àñîâîì äèàïàçîíå; á – â ñóòî÷íîì äèàïàçîíå.
íîì çíà÷åíèè 0.135 ñì/ìáàð íà ïåðèîäàõ 45 -100 ñóòîê (ðèñ. 3á). Ïðè ýòîì ðàçíîñòü ôàç
â ñóòî÷íîì äèàïàçîíå âîçðàñòàåò äî 130-166°. Ýòî ïîêàçûâàåò, ÷òî âëèÿíèå èíåðöèîííûõ
ýôôåêòîâ â ñêâàæèíå ïðîñëåæèâàåòñÿ è â ñóòî÷íîì äèàïàçîíå âàðèàöèé óðîâíÿ âîäû.
 ýòîì çàêëþ÷àåòñÿ ñóùåñòâåííîå îòëè÷èå ôîðìèðîâàíèÿ áàðîìåòðè÷åñêîãî îòêëèêà ñêâ. Å1, ïî ñðàâíåíèþ ñî ñêâàæèíîé ÞÇ-5, äëÿ êîòîðîé Eb îñòàåòñÿ ïîñòîÿííîé êàê â
÷àñîâîì, òàê è â ñóòî÷íîì äèàïàçîíå âàðèàöèé.
Îòëè÷èå â ôîðìèðîâàíèè áàðîìåòðè÷åñêîãî îòêëèêà ñêâàæèí îáúÿñíÿåòñÿ èíäèâèäóàëüíûìè îñîáåííîñòÿìè íàáëþäàòåëüíûõ ñèñòåì «ñêâàæèíà – ðåçåðâóàð». Ïðè÷èíàìè
óâåëè÷åíèÿ áàðîìåòðè÷åñêîé ýôôåêòèâíîñòè ñ ðîñòîì ïåðèîäà âàðèàöèé è îòñóòñòâèÿ
ïðèëèâíîãî îòêëèêà â èçìåíåíèÿõ óðîâíÿ âîäû â ñêâ. Å1 ìîãóò áûòü: 1) ñëàáàÿ ñâÿçü
ðåçåðâóàðà è ñêâàæèíû è âûñîêàÿ èíåðöèîííîñòü íàáëþäàòåëüíîé ñèñòåìû; 2) ïðèñóòñòâèè ãàçîâîé ôàçû â ñîñòàâå ôëþèäà, çàïîëíÿþùåãî âíóòðèïîðîâîå ïðîñòðàíñòâî
ðåçåðâóàðà [4]. Ïðèñóòñòâèå ãàçà ïîâûøàåò ñæèìàåìîñòü âíóòðèïîðîâîãî ôëþèäà è
ïîíèæàåò ñïîñîáíîñòü óðîâíÿ âîäû îòêëèêàòüñÿ íà ñëàáûå âûñîêî÷àñòîòíûå âîçìóùåíèÿ íàïðÿæåííî-äåôîðìèðîâàííîãî ñîñòîÿíèÿ ðåçåðâóàðà.
Îöåíêà ïàðàìåòðîâ ïðèëèâíîãî îòêëèêà óðîâíÿ âîäû â ñêâàæèíå ÞÇ-5. Íà ðèñ.
4à ïðèâîäèòñÿ ïåðèîäîãðàììà âàðèàöèé óðîâíÿ âîäû â ñêâàæèíå ÞÇ-5 â äèàïàçîíå
ïðèëèâíûõ ïåðèîäîâ 11 – 27 ÷àñîâ.  èçìåíåíèÿõ óðîâíÿ âîäû âûäåëÿþòñÿ ïðèëèâíûå
âîëíû S2Ê2, M2, N2, P1S1, O1, Q1 [5, 24] ñ àìïëèòóäàìè îò 1.4 ñì äî äåñÿòûõ äîëåé ñì.
Îöåíêà ïàðàìåòðîâ ïðèëèâíîãî îòêëèêà óðîâíÿ âîäû - àìïëèòóä, àìïëèòóäíîãî
ôàêòîðà (ýêâèâàëåíòíîãî âåëè÷èíå As), ðàçíîñòè ôàç ìåæäó ôàçîé ïðèëèâíîé âîëíû â
èçìåíåíèÿõ óðîâíÿ è ñîîòâåòñòâóþùåé ôàçîé ïðèëèâíîãî ïîòåíöèàëà äëÿ îòäåëüíûõ
âîëí, ïðîèçâîäèëàñü ñ èñïîëüçîâàíèåì ïðîãðàììû Eterna 3.0 [24]. Ðåçóëüòàòû àíàëèçà
ïðåäñòàâëåíû â òàáëèöå 2. Æèðíûì øðèôòîì îáîçíà÷åíû âîëíû, ïàðàìåòðû êîòîðûõ
îïðåäåëÿþòñÿ ïðè îòíîøåíèè ñèãíàë/øóì íå ìåíåå 10 (13.2 – 98.8). Ýòî óêàçûâàåò íà
äîñòàòî÷íî íàäåæíîå îïðåäåëåíèå ïðèëèâíûõ ïàðàìåòðîâ ïî óðîâíåìåðíûì äàííûì
äëÿ âûäåëåííûõ âîëí. Äèàïàçîí èçìåíåíèÿ àìïëèòóäíûõ ôàêòîðîâ äëÿ íèõ ñîñòàâëÿåò
0.088 – 0.15 ñì/10-9 îá. äåôîðìàöèè.
Ðàçëè÷èÿ â âåëè÷èíàõ As äëÿ îòäåëüíûõ âîëí ìîãóò áûòü âûçâàíû îñîáåííîñòÿìè
ôîðìèðîâàíèÿ ïðèëèâíîãî îòêëèêà â ðàçëè÷íûõ ÷àñòîòíûõ äèàïàçîíàõ, à òàêæå èñêàæåíèÿìè ïðèëèâíûõ àìïëèòóä â èçìåíåíèÿõ óðîâíÿ âîäû ïðè âîçäåéñòâèè âîëí îêåàíè÷åñêîãî ïðèëèâà, èìåþùèõ òàêèå æå ïåðèîäû, íî îòëè÷àþùèõñÿ ïî ôàçå. Ñòåïåíü
âîçäåéñòâèÿ îêåàíè÷åñêîãî ïðèëèâà íà èçìåíåíèå óðîâíÿ âîäû ìîæíî êà÷åñòâåííî
îöåíèòü ïî àìïëèòóäàì îñòàòêîâ â èçìåíåíèÿõ óðîâíÿ âîäû ïîñëå êîìïåíñàöèè áàðî412
Îöåíêà ïîðîóïðóãèõ ïàðàìåòðîâ ðåçåðâóàðîâ ïîäçåìíûõ âîä
P1S1
M2
S2K2
11
Q1
N2
13
14
15
H = 0.1D + 0.09
1.4
17
18
19
2
1
Ì2
0.8
Q1
0.2
0
2
4
22
23
24
25
26
27
Ðèñ. 4. Õàðàêòåðèñòèêà ïðèëèâíîãî îòêëèêà óðîâíÿ âîäû â ñêâàæèíå ÞÇ-5:
à – ïåðèîäîãðàììà âàðèàöèé óðîâíÿ âîäû
â ïðèëèâíîì äèàïàçîíå 11-27 ÷àñîâ; á –
çàâèñèìîñòü àìïëèòóäû çåìíîïðèëèâíûõ
êîëåáàíèé óðîâíÿ âîäû (H) îò çåìíîïðèëèâíûõ äåôîðìàöèé (D). S2K2, M2, N2, P1S1,
O1, Q1 – ïðèëèâíûå âîëíû.
a - periodogram of water level variations for
tidal range 11 – 27 hours; b – dependence of
tidal amplitudes of water level from the
theoretical tidal strain. S2K2, M2, N2, P1S1, O1,
Q1 – tidal constituents.
N2
0.4
21
Fig. 4. Characteristic of tidal response of
water level in the well UZ-5:
S2K2
0.6
20
Periods, hours
Î1
R = 0.93
1.2
0
16
b
1.6
H, amplitude of water level, cm
12
a
6
8
D, strain, nstr
10
12
14
ìåòðè÷åñêîãî è ïðèëèâíîãî îòêëèêîâ. Ïðîöåäóðà ïîëó÷åíèÿ îñòàòêîâ â èçìåíåíèÿõ
óðîâíÿ âîäû ïîñëå êîìïåíñàöèè â íèõ ïðèëèâíûõ è áàðîìåòðè÷åñêèõ âàðèàöèé ïðåäóñìàòðèâàåòñÿ â Eterna 3.0. Àìïëèòóäû âû÷èñëåííûõ îñòàòêîâ â èçìåíåíèÿõ óðîâíÿ âîäû
â ñêâ. ÞÇ-5 íå ïðåâûøàþò 0.1 – 0.2 ñì/ñóòêè.
Íà ðèñ. 4á ïðèâîäèòñÿ ñîîòíîøåíèå ìåæäó àìïëèòóäàìè ïðèëèâíûõ âîëí â èçìåíåíèÿõ óðîâíÿ âîäû è òåîðåòè÷åñêèìè àìïëèòóäàìè îáúåìíîé äåôîðìàöèè ïî ìîäåëè
ïðèëèâíîãî ïîòåíöèàëà CTED [24]. Íàáëþäàåòñÿ ëèíåéíàÿ ñâÿçü ìåæäó ýòèìè âåëè÷èíàìè ïðè çíà÷åíèè êîýôôèöèåíòà äåòåðìèíàöèè 0.93. Íàëè÷èå ñäâèãà ëèíåéíîé
çàâèñèìîñòè îòíîñèòåëüíî íóëÿ ïîêàçûâàåò, ÷òî îöåíåííûå àìïëèòóäû ïðèëèâíûõ âîëí
â èçìåíåíèÿõ óðîâíÿ ìîãëè áûòü çàâûøåíû íà 0.09 ñì, ÷òî, âåðîÿòíî, îïðåäåëÿåòñÿ
ñðåäíåé àìïëèòóäîé ñëó÷àéíûõ øóìîâûõ âàðèàöèé óðîâíÿ âîäû. Óãîë íàêëîíà ëèíåéíîé çàâèñèìîñòè, ñâÿçûâàþùåé âûäåëåííûå àìïëèòóäû ïðèëèâíûõ èçìåíåíèé óðîâíÿ
è ñîîòâåòñòâóþùèõ âåëè÷èí îáúåìíîé äåôîðìàöèè, ñîñòàâëÿåò 0.097 ñì/10-9 è õàðàêòåðèçóåò ñæèìàåìîñòü ðåçåðâóàðà. Ýòà âåëè÷èíà 0.097 ñì/10-9 » 0.1 ñì/10-9 ïðåäñòàâëÿåòñÿ íàèáîëåå ïðèåìëåìîé â êà÷åñòâå õàðàêòåðèñòèêè äåôîðìîìåòðè÷åñêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè äëÿ ñêâàæèíû ÞÇ-5 âî âñåì äèàïàçîíå ïðèëèâíûõ ïåðèîäîâ.
413
Ã.Í. Êîïûëîâà, Ñ.Â. Áîëäèíà
Òàáëèöà 2. Ðåçóëüòàòû ïðèëèâíîãî àíàëèçà âàðèàöèé óðîâíÿ âîäû â ñêâàæèíå ÞÇ-5 ïî
ïðîãðàììå ETERNA 3.0 [24].
Âîëíà
Q1
O1
M1
P1S1
J1
OO1
2N2
N2
M2
L2
S2K2
M3
Àìïëèòóäà,
åä.´10-9
îáúåìíîé
äåôîðìàöèè
(íàíîñòðåéíû)
2.10
10.97
0.86
15.43
0.86
0.47
0.31
1.95
10.18
0.29
4.74
0.04
Àìïëèòóäà
óðîâíÿ
âîäû,
ñì
0.32
1.30
0.16
1.09
0.081
0.069
0.039
0.27
0.89
0.031
0.52
0.011
Ñèãíàë/øóì
13.2
54.5
6.5
45.7
3.4
2.9
4.3
29.9
98.8
3.5
57.3
4.9
Àìïëèòóäíûé
ôàêòîð
ñì/íàíîñòðåéí
Ôàçîâûé ñäâèã,
ãðàä
±0.003
0.150±
±0.0005
0.118±
0.179±0.006
0.070±0.0004
0.094±0.008
0.146±0.010
0.125±0.021
±0.004
0.139±
±0.0007
0.088±
0.109±0.020
±0.001
0.109±
0.245±0.147
±0.18
167.62±
±0.03
173.61±
179.28±0.37
176.77±0.025
169.92±0.45
-176.98±0.55
135.77±1.23
±0.22
-163.83±
±0.04
-159.53±
-51.88±1.14
±0.081
-140.48±
-115.34±8.42
Âûÿâëåííûå îñîáåííîñòè ïðîÿâëåíèÿ áàðîìåòðè÷åñêîãî è ïðèëèâíîãî îòêëèêîâ
óðîâíåé âîäû â ñêâàæèíàõ Å1 è ÞÇ-5 ïîçâîëÿþò ñîïîñòàâëÿòü èõ ñ äðóãèìè ñêâàæèíàìè ñ èçâåñòíûìè õàðàêòåðèñòèêàìè ñîîòâåòñòâóþùèõ îòêëèêîâ.  êà÷åñòâå íàáëþäàòåëüíûõ ñèñòåì - àíàëîãîâ ñêâàæèíû ÞÇ-5, ìîãóò ðàññìàòðèâàòüñÿ ñêâàæèíà Áû÷èõà,
Õàáàðîâñêèé êðàé: Eb=0.57, As=0.147 – 0.159 ñì/10 -9 [6]; 500-ìåòðîâàÿ ñêâàæèíà â ðàéîíå
íàáëþäàòåëüíîé ñòàíöèè Êàêàìóðà (KMK), ßïîíèÿ, Eb=0.57, As=0.27 ñì/10 -9 [12];
ñêâàæèíà «Îáíèíñê», Êàëóæñêàÿ îáëàñòü, Eb=0.46 [1, 2].
 ñëó÷àå ñêâàæèíû Å1 ïîëíûõ àíàëîãîâ ïî ëèòåðàòóðíûì äàííûì íå îáíàðóæåíî.
Èìååòñÿ òîëüêî îäíà ñêâàæèíà, êîòîðàÿ ïî îñîáåííîñòÿì åå ðåæèìà ìîæåò ðàññìàòðèâàòüñÿ â êà÷åñòâå ïðèìåðíîãî àíàëîãà ñêâàæèíû Å1. Ýòî ñêâàæèíà ÁÂ, Êàëèôîðíèÿ,
Ïàðêôèëäñêèé ïîëèãîí, ãëóáèíîé 30 ì [19]. Íî äëÿ ýòîé ñêâàæèíû, ïðè îòñóòñòâèè
ïðèëèâíûõ âàðèàöèé óðîâíÿ, ôèêñèðóåòñÿ áàðîìåòðè÷åñêèé îòêëèê ñ âûñîêîé âåëè÷èíîé áàðîìåòðè÷åñêîé ýôôåêòèâíîñòè Eb= 0.86 – 0.91 íà ïåðèîäàõ îò 1 äî 8 ñóòîê.
Òàêæå, êàê è äëÿ ñêâàæèíû Å1, â ðåçåðâóàðå, âñêðûòîì ñêâàæèíîé ÁÂ, ïðåäïîëàãàåòñÿ
ïðèñóòñòâèå ãàçà. Êðîìå ýòîãî, â èçìåíåíèÿõ óðîâíÿ ñêâàæèíû ÁÂ, òàêæå, êàê è äëÿ
ñêâàæèíû Å1, îòìå÷àåòñÿ îäèíàêîâûé òèï êî- è ïîñòñåéñìè÷åñêîãî îòêëèêà, ïðîÿâëÿþùèéñÿ â äëèòåëüíûõ ïîâûøåíèÿõ óðîâíÿ âîäû ïîñëå çåìëåòðÿñåíèé [4, 19]. Îòëè÷èå
ñêâàæèíû Á îò ñêâ. Å1 çàêëþ÷àåòñÿ â îòñóòñòâèè ÷àñòîòíîé çàâèñèìîñòè åå áàðîìåòðè÷åñêîãî îòêëèêà íà ïåðèîäàõ ïîðÿäêà ñóòîê, ò. å. â ñëó÷àå ñêâàæèíû Á äëÿ äàííîãî
äèàïàçîíà ïåðèîäîâ ìîæåò ïðèíèìàòüñÿ ãèïîòåçà î ñòàòè÷åñêè èçîëèðîâàííûõ óñëîâèÿõ
â ðåçåðâóàðå è î ïîñòîÿíñòâå åãî óïðóãèõ ñâîéñòâ. Êðîìå ýòîãî, â ñêâ. ÁÂ èíåðöèîííûå
ýôôåêòû òå÷åíèÿ æèäêîñòè â âûñîêî÷àñòîòíîé îáëàñòè ïðîÿâëåíû çíà÷èòåëüíî ñëàáåå.
Ïîýòîìó îòñóòñòâèå ïðèëèâíîãî îòêëèêà â èçìåíåíèÿõ åå óðîâíÿ ñâÿçàíî, â îñíîâíîì,
íå ñ ïðîöåññàìè âîäîîáìåíà ìåæäó ñêâàæèíîé è ðåçåðâóàðîì, à èñêëþ÷èòåëüíî ñ ïîâûøåííîé ñæèìàåìîñòüþ âíóòðèïîðîâîãî ôëþèäà èç-çà ïðèñóòñòâèÿ ãàçà.
 ñëó÷àå ñêâàæèíû Å1 íàáëþäàåòñÿ çàâèñèìîñòü îòêëèêà óðîâíÿ âîäû íà âíåøíåå
âîçäåéñòâèå îò åãî ïåðèîäà è èíòåíñèâíîñòè. Òàêóþ îñîáåííîñòü íàáëþäàòåëüíîé
ñèñòåìû «ñêâàæèíà – ðåçåðâóàð» ìîæíî îáúÿñíèòü ÷àñòîòíî-çàâèñèìîé èçìåí÷èâîñòüþ óïðóãèõ ñâîéñòâ ðåçåðâóàðà. Ïðè óâåëè÷åíèè ïåðèîäà è àìïëèòóäû âîçìóùåíèÿ
ñïîñîáíîñòü óðîâíÿ âîäû â ñêâ. Å1 îòêëèêàòüñÿ íà èçìåíåíèÿ íàïðÿæåííîãî ñîñòîÿíèÿ
ðåçåðâóàðà, ïî-âèäèìîìó, ïîâûøàåòñÿ. Âîçìîæíî, ýòî ñâÿçàíî ñ îñîáåííîñòÿìè ôàçîâîãî ñîñòîÿíèÿ âíóòðèïîðîâîãî ôëþèäà â çàâèñèìîñòè îò ïåðèîäà è èíòåíñèâíîñòè
âíåøíèõ âîçäåéñòâèé.
414
Îöåíêà ïîðîóïðóãèõ ïàðàìåòðîâ ðåçåðâóàðîâ ïîäçåìíûõ âîä
Îïðåäåëåíèå óïðóãèõ ñâîéñòâ è ïîðèñòîñòè ðåçåðâóàðîâ ïîäçåìíûõ âîä
Îöåíêà ïîðèñòîñòè è ñæèìàåìîñòè ðåçåðâóàðîâ ïîäçåìíûõ âîä äëÿ êâàçèñòàòè÷åñêèõ èçîëèðîâàííûõ óñëîâèé ìîæåò ïðîèçâîäèòüñÿ íà îñíîâå èçó÷åíèÿ õàðàêòåðà
îòêëèêîâ óðîâíåé âîäû â ñêâàæèíå íà çåìíûå ïðèëèâû è íà àòìîñôåðíîå äàâëåíèå.
Ïðè ýòîì ïîëàãàåòñÿ, ÷òî âñêðûòûé ñêâàæèíîé âîäîíîñíûé ïëàñò èìååò áåñêîíå÷íóþ
ïðîòÿæåííîñòü â ïðîñòðàíñòâå è ñîñòîèò èç ïîðèñòûõ ïðîíèöàåìûõ ìàòåðèàëîâ, îãðàíè÷åííûõ âûøå è íèæå íåïðîíèöàåìûìè ìàòåðèàëàìè [6, 10, 12, 17-19, 22].
Èçìåíåíèÿ àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ ïðèâîäÿò ê âàðèàöèÿì äàâëåíèÿ â ðåçåðâóàðå.
Ïðè ýòîì èçìåíåíèå àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ ïðîèñõîäèò îäíîâðåìåííî è ðàâíîìåðíî
ïî âñåìó âîäîíîñíîìó ïëàñòó, ïîýòîìó ãîðèçîíòàëüíûì ïåðåìåùåíèåì ñêåëåòà è æèäêîñòè èç-çà àòìîñôåðíîé íàãðóçêè â (1) – (2), îáû÷íî, ïðåíåáðåãàåòñÿ [6, 14, 22]. Â
ýòîì ñëó÷àå èçìåíåíèå âåðòèêàëüíîé êîìïîíåíòû íàïðÿæåíèÿ ïðèíèìàåòñÿ ðàâíûì
èçìåíåíèþ àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ íà ïîâåðõíîñòè, è âåëè÷èíà Eb ñâÿçûâàåò èçìåíåíèå ïîðîâîãî äàâëåíèÿ è âåðòèêàëüíóþ êîìïîíåíòó íàïðÿæåíèÿ.
Ýôôåêò âîçäåéñòâèÿ çåìíûõ ïðèëèâîâ â ïðèïîâåðõíîñòíûõ óñëîâèÿõ çàêëþ÷àåòñÿ
â ïîÿâëåíèè ìàëûõ ãîðèçîíòàëüíûõ äåôîðìàöèé, êîòîðûå âû÷èñëÿþòñÿ èç óïðóãèõ
ñâîéñòâ Çåìëè è åå ãðàâèòàöèîííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ ñ Ëóíîé è Ñîëíöåì [5, 24]. Ïðè
ýòîì âåðòèêàëüíîå íàïðÿæåíèå ïðèíèìàåòñÿ ïîñòîÿííûì.  ýòîì ñëó÷àå, ïðè îòñóòñòâèè ïîòîêîâ ïîäçåìíûõ âîä, ò.å. äëÿ êâàçèñòàòè÷åñêèõ óñëîâèé â ðåçåðâóàðå, ìîæíî
îöåíèòü èçìåíåíèå ïîðîâîãî äàâëåíèÿ ïðè èçìåíåíèè ïðèëèâíîé äåôîðìàöèè.
Èçâåñòíî, ÷òî íàáëþäàòåëüíàÿ ñèñòåìà «ñêâàæèíà – ðåçåðâóàð» íà äîñòàòî÷íî
áîëüøèõ ïåðèîäàõ êîëåáàíèé óðîâíÿ, ñîîòâåòñòâóþùèõ ïðèëèâíûì è áàðîìåòðè÷åñêèì, ïðåäñòàâëÿåò ìåõàíè÷åñêèé ôèëüòð íèçêèõ ÷àñòîò ïî îòíîøåíèþ ê èçìåíåíèÿì
íàïðÿæåííî-äåôîðìèðîâàííîãî ñîñòîÿíèÿ ðåçåðâóàðà [2]. Ïîëîñà ïðîïóñêàíèÿ è
êðóòèçíà àìïëèòóäíîé õàðàêòåðèñòèêè îïðåäåëÿþòñÿ ãåîìåòðè÷åñêèìè ïàðàìåòðàìè
ñêâàæèíû è ôèëüòðàöèîííûìè ïàðàìåòðàìè âñêðûòîãî ñêâàæèíîé ðåçåðâóàðà. Äëÿ
îòíîñèòåëüíî âûñîêî÷àñòîòíûõ âîçìóùåíèé íàãðóçêè è ïðè õîðîøèõ ôèëüòðàöèîííûõ
ñâîéñòâàõ ðåçåðâóàðà, ñèñòåìà «ñêâàæèíà – ðåçåðâóàð» ìîæåò èìåòü àìïëèòóäíóþ
õàðàêòåðèñòèêó ðåçîíàíñíîãî òèïà. Ïåðèîäû êîëåáàíèé, ãäå îæèäàþòñÿ ðåçîíàíñíûå
ïèêè, èìåþò ïîðÿäîê íåñêîëüêèõ ñåêóíä – äåñÿòêîâ ñåêóíä [9].
 îáëàñòè âûñîêî÷àñòîòíûõ èçìåíåíèé ïîðîâîãî äàâëåíèÿ îñëàáëåíèå îòêëèêà
óðîâíÿ âîäû â ñêâàæèíå íà âàðèàöèè ïîðîâîãî äàâëåíèÿ ïðîèñõîäèò, â îñíîâíîì, èççà òå÷åíèÿ æèäêîñòè â ñòâîë ñêâàæèíû è èç íåãî. Ïðîïóñêíàÿ ñïîñîáíîñòü ìåõàíè÷åñêîãî ôèëüòðà â äèàïàçîíå ïåðèîäîâ îò ìåíåå ñåêóíäû è äî ñâûøå äåñÿòêîâ ñåêóíä
çàâèñèò îò ôèëüòðàöèîííûõ è óïðóãèõ ñâîéñòâ âîäîíàñûùåííûõ ïîðîä, ñëàãàþùèõ
ðåçåðâóàð; ãåîìåòðè÷åñêèõ îñîáåííîñòåé ñêâàæèíû, à òàêæå îò ñòåïåíè ñîâåðøåíñòâà
ñâÿçè ñêâàæèíû è ðåçåðâóàðà. ×àñòîòíàÿ çàâèñèìîñòü áàðîìåòðè÷åñêîãî îòêëèêà â
îáëàñòè ìàëûõ ïåðèîäîâ îáúÿñíÿåòñÿ, êàê ïðàâèëî, èìåííî èíåðöèîííûìè ýôôåêòàìè òå÷åíèÿ æèäêîñòè.
Ñ äðóãîé ñòîðîíû, ïðèðîäíûå ðåçåðâóàðû ïîäçåìíûõ âîä áîëåå èëè ìåíåå íåñîâåðøåííî èçîëèðîâàíû. Â [21] ïîêàçàíî, ÷òî ñòåïåíü èçîëèðîâàííîñòè ðåçåðâóàðîâ ìîæíî
îöåíèòü ïî èçìåíåíèÿì áàðîìåòðè÷åñêîé ýôôåêòèâíîñòè â çàâèñèìîñòè îò ÷àñòîòû.
Ïðè îñëàáëåíèè áàðîìåòðè÷åñêîãî îòêëèêà â îáëàñòè ñóòî÷íûõ ïåðèîäîâ ïðåäïîëàãàåòñÿ íàëè÷èå âåðòèêàëüíîãî ïîòîêà ÷åðåç ïåðåêðûâàþùóþ òîëùó è âëèÿíèå èçìåíåíèé óðîâíÿ ãðóíòîâûõ âîä íà âàðèàöèè ïîðîâîãî äàâëåíèÿ â ðåçåðâóàðå.
Ñêâàæèíà ÞÇ-5 èìååò ïîñòîÿííûé áàðîìåòðè÷åñêèé îòêëèê è ôàçó 180° äëÿ ïåðèîäîâ áîëåå 6 ÷àñîâ.  ñóòî÷íîì äèàïàçîíå âàðèàöèé îñëàáëåíèå áàðîìåòðè÷åñêîãî îòêëèêà íå íàáëþäàåòñÿ, ÷òî óêàçûâàåò íà õîðîøóþ èçîëÿöèþ ðåçåðâóàðà è íà îòñóòñòâèå
â íåì çíà÷èìîãî âåðòèêàëüíîãî òå÷åíèÿ ïîäçåìíûõ âîä. Ïîýòîìó âåëè÷èíà Eb=0.37
ÿâëÿåòñÿ ïðåäñòàâèòåëüíîé ñòàòè÷åñêè èçîëèðîâàííîé áàðîìåòðè÷åñêîé ýôôåêòèâíîñòüþ äëÿ ýòîé ñêâàæèíû [20].  äèàïàçîíå ïðèëèâíûõ ïåðèîäîâ îñëàáëåíèå áàðîìåòðè÷åñêîé ýôôåêòèâíîñòè íå îáíàðóæåíî. Ýòî óêàçûâàåò íà ðåãèñòðàöèþ ïîëíîãî
415
Ã.Í. Êîïûëîâà, Ñ.Â. Áîëäèíà
ïðè-ëèâíîãî îòêëèêà ïîðîâîãî äàâëåíèÿ íà ïðèëèâíûå äåôîðìàöèè ðåçåðâóàðà.
Âåëè÷èíà ïðèëèâíîé äåôîðìîìåòðè÷åñêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè As äëÿ ñòàòè÷åñêè
èçîëèðîâàííûõ óñëîâèé ïðèíèìàåòñÿ ðàâíîé 0.1 ñì/10-9.
Ñîãëàñíî [22], ñæèìàåìîñòü ñêåëåòà ðåçåðâóàðà b, êîýôôèöèåíò Ñêåìïòîíà B, è
ïîðèñòîñòü f ïðè ñòàòè÷åñêè-èçîëèðîâàííûõ óñëîâèÿõ äàåòñÿ êàê (9)-(13). Ïî [6]
âåëè÷èíà ìîäóëÿ ñäâèãà îïðåäåëÿåòñÿ êàê (8).
Ïî ôîðìóëàì (8)-(13) ïðîâåäåí ðàñ÷åò ìîäóëÿ ñäâèãà G, âåëè÷èí ñæèìàåìîñòåé
ñêåëåòà ðåçåðâóàðà b è bu äëÿ äðåíèðîâàííûõ è íåäðåíèðîâàííûõ óñëîâèé, ïîðèñòîñòè f, êîýôôèöèåíòà Ñêåìïòîíà B, è óäåëüíîé óïðóãîé åìêîñòè ðåçåðâóàðà Ss äëÿ ðåçåðâóàðà, âñêðûòîãî ñêâàæèíîé ÞÇ-5.  ðàñ÷åòàõ ïðèíèìàëèñü ñëåäóþùèå âåëè÷èíû
ñæèìàåìîñòè òâåðäîé ôàçû ñêåëåòà b S = 0.3 ´ 10 -10 Ïà-1 (êâàðö), ñæèìàåìîñòè æèä-
-10
êîñòè b f = 4.4 ´ 10
Ïà-1, ïëîòíîñòü âîäû r = 1.0 ´ 10 3 êã/ì3, óñêîðåíèå ñèëû òÿæåñòè
g = 9.8 ì/ñ2, äðåíèðîâàííûé êîýôôèöèåíò Ïóàññîíà n =0.25 è íåäðåíèðîâàííûé
êîýôôèöèåíò Ïóàññîíà n u =0.3. Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòà ïðåäñòàâëåíû â òàáëèöå 3.
Ïîëó÷åííûå âåëè÷èíû ïîðîóïðóãèõ ïàðàìåòðîâ ðåçåðâóàðà ñêâàæèíû ÞÇ-5 (òàáë.
3) îöåíåíû ïðèáëèçèòåëüíî. Ýòî ñëåäóåò, íàïðèìåð, èç íåêîòîðîãî ðàçëè÷èÿ âåëè÷èí
ïàðàìåòðîâ, îïðåäåëÿåìûõ äëÿ ðàçëè÷íûõ ïðèëèâíûõ âîëí. Îäíàêî, ñðàâíåíèå âåëè÷èí
b , b u , G , B , S s è f ñ âåëè÷èíàìè ïîðîóïðóãèõ ïàðàìåòðîâ äëÿ ðåçåðâóàðîâ,
âñêðûòûõ ñêâàæèíàìè-àíàëîãàìè, óêàçûâàåò íà èõ ïðèìåðíîå ñîîòâåòñòâèå. Êðîìå
ýòîãî, ñðàâíåíèå ïîëó÷åííûõ âåëè÷èí ïîðîóïðóãèõ ïàðàìåòðîâ è ïîðèñòîñòè ñ äàííûìè ïåòðîôèçè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé ïîðîä è ðàñ÷åòîâ, âûïîëíåííûõ àâòîðàìè
ðàáîòû [23] äëÿ ðåçåðâóàðîâ, ñëîæåííûõ ïåñ÷àíèêàìè, ïîêàçûâàåò, ÷òî âåëè÷èíû
óïðóãèõ ïàðàìåòðîâ è ïîðèñòîñòè èç òàáë. 3 ñîãëàñóþòñÿ ñ äàííûì èç [23].
×àñòîòíàÿ çàâèñèìîñòü áàðîìåòðè÷åñêîãî îòêëèêà óðîâíÿ âîäû â ñêâ. Å1 â äèàïàçîíå ÷àñîâûõ è ñóòî÷íûõ ïåðèîäîâ óêàçûâàåò íà íåñòàöèîíàðíîñòü óñëîâèé ôîðìèðîâàíèÿ
îòêëèêà óðîâíÿ âîäû íà èçìåíåíèÿ ïîðîâîãî äàâëåíèÿ. Ñêâàæèíà Å1 íå ðåàãèðóåò íà
ïðèëèâû, ïîýòîìó âåëè÷èíà As äëÿ íåå íå óñòàíîâëåíà. Ñóùåñòâåííîå îãðàíè÷åíèå
âîçìîæíîñòè îöåíêè ïàðàìåòðîâ ðåçåðâóàðà ñêâàæèíû Å1 îáóñëîâëåíû ïðèñóòñòâèåì
ãàçîâîé ôàçû âî âíóòðèïîðîâîì ôëþèäå è çàâèñèìîñòüþ ñòåïåíè åãî ñæèìàåìîñòè
îò ïîðîâîãî äàâëåíèÿ.
Ðåàêöèÿ óðîâíÿ âîäû â ñêâàæèíå ÞÇ-5 íà ïåðèîäè÷åñêèå èçìåíåíèÿ
ïîðîâîãî äàâëåíèÿ â ðåçåðâóàðå
Ïðèëèâíûå äåôîðìàöèè íå âûçûâàþò òå÷åíèå âîäû â ñîâåðøåííî èçîëèðîâàííûõ
ðåçåðâóàðàõ ïîäçåìíûõ âîä, ò.ê. áîëüøîé ïðîñòðàíñòâåííûé ðàäèóñ äåéñòâèÿ çåìíûõ
ïðèëèâîâ ïðåäïîëàãàåò îòñóòñòâèå ãîðèçîíòàëüíûõ ãðàäèåíòîâ ïîðîâîãî äàâëåíèÿ.
Êðîìå ýòîãî, ïðè ñîâåðøåííîé èçîëÿöèè ðåçåðâóàðà ñëàáîïðîíèöàåìûìè ïîðîäàìè
âåðòèêàëüíîå òå÷åíèå ïîäçåìíûõ âîä èñêëþ÷àåòñÿ.  ýòîì ñëó÷àå äëÿ ëþáîãî ïåðèîäè÷åñêîãî (ñåéñìè÷åñêîãî, ïðèëèâíîãî è ò.ä.) âîçìóùåíèÿ ïîðîâîãî äàâëåíèÿ ñ àìïëèòóäîé p0 , íà äîñòàòî÷íî äëèííûõ ïåðèîäàõ, òàêèõ, ÷òîáû âðåìåíåì, íåîáõîäèìûì
äëÿ òå÷åíèÿ âîäû â ñòâîë è èç ñòâîëà ñêâàæèíû ìîæíî áûëî ïðåíåáðå÷ü, óðîâåíü âîäû
â ñêâàæèíå x0 îòñëåæèâàåò íàïîð â ðåçåðâóàðå h0 êàê
x0 = p0 / rg = h0 ,
(14)
ãäå r - ïëîòíîñòü æèäêîñòè, è g - ãðàâèòàöèîííîå óñêîðåíèå.
416
Îöåíêà ïîðîóïðóãèõ ïàðàìåòðîâ ðåçåðâóàðîâ ïîäçåìíûõ âîä
Òàáëèöà 3. Ðåçóëüòàòû îöåíêè áàðîìåòðè÷åñêîé ýôôåêòèâíîñòè, ïðèëèâíîé äåôîðìîìåòðè÷åñêîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè è ïàðàìåòðîâ ðåçåðâóàðà ïîäçåìíûõ âîä, ñêâàæèíà ÞÇ-5, Êàì÷àòêà.
Âîëíû
Áàðîìåò
ðè÷åñêàÿ
ýôôåêòè
âíîñòü
Eb
N2
M2
O1
Q1
0.37
0.37
0.37
0.37
0.37
Äåôîðìîìåòðè÷åñêàÿ
÷óâñòâèòåëü
-íîñòü
Äðåíèðîâàííàÿ
ñæèìàåìîñòü
Íåäðåíèðîâ.
ñæèìàåìîñòü
ì/10-7
10-11
10-11
Ïà-1
2.7
4.0
3.0
2.3
3.5*
AS
äåôîðìàöèè
0.13
0.088
0.118
0.150
0.1*
b
Ïà-1
11.5
16.9
12.6
9.9
14.9*
bu
Óäåëüíàÿ
Ìîäóëü Êîýôôè- óïðóãàÿ Ïîðèññäâèãà
öèåíò
åìêîñòü
òîñòü
Ñêåìïòîíà
G
S
f
S
1010 Ïà
B
-7
-1
10 ì
1.7
1.2
1.6
2.0
1.3*
0.69
0.69
0.69
0.69
0.69*
15.4
22.8
17.0
13.4
20.0*
Ïðèìå÷àíèå: * - õàðàêòåðíîå çíà÷åíèå äëÿ âñåãî äèàïàçîíà ïðèëèâíûõ ïåðèîäîâ (ðèñ. 4 á).
0.10
0.14
0.11
0.08
0.12*
Ðàññìîòðèì ñèòóàöèþ ñ ïåðèîäè÷åñêè èçìåíÿþùèìñÿ ïîðîâûì äàâëåíèåì â
ðåçåðâóàðå. Íà äîñòàòî÷íî êîðîòêèõ ïåðèîäàõ êîëåáàíèé ïîðîâîãî äàâëåíèÿ ñóùåñòâåííûì ÿâëÿåòñÿ âðåìÿ, íåîáõîäèìîå äëÿ òå÷åíèÿ æèäêîñòè â ñòâîë è èç ñòâîëà ñêâàæèíû.
Íà òàêèõ ïåðèîäàõ ïèêîâîå èçìåíåíèå óðîâíÿ âîäû áóäåò ìåíüøå, ÷åì ïî (14), è áóäåò
çàïàçäûâàòü ïî îòíîøåíèþ ê ïèêó íàïîðà â ðåçåðâóàðå h0. Äëÿ ýòîé ñèòóàöèè âûðàæåíèÿ
äëÿ çàâèñèìîñòè x0 / h0 ïðèâåäåíû â [10]. Åñëè ñèëàìè èíåðöèè â ñòîëáå âîäû â ñêâàæèíå
ïðåíåáðåãàåòñÿ, òî àìïëèòóäíîå ñîîòíîøåíèå (ñîîòíîøåíèå ìåæäó àìïëèòóäîé èçìåíåíèé óðîâíÿ âîäû â ñêâàæèíå è àìïëèòóäîé èçìåíåíèÿ ãèäðîñòàòè÷åñêîãî íàïîðà
â ðåçåðâóàðå) îïðåäåëÿåòñÿ êàê
A = x0 / h0 = ( E 2 + F 2 )1 / 2
(15),
h = arg( x0 / h0 ) = arctan( F / E ) .
(16)
E = 1 - b w (yKera W + fW Keia W )
(17)
- ( Ker1a W + Kei1a W )
2 a W ( Ker12a W + Kei12a W )
(19)
à ôàçîâûé ñäâèã îïðåäåëÿåòñÿ êàê
Ïðè ýòîì
F = b W (fW Kera W - yKera W )
fW =
y =
(18)
1/ 2
- ( Ker1aW - Kei1aW )
2 aW ( Ker12aW + Kei12aW )
(20)
1/ 2
aW = rW (wS S / T )1 / 2
(21)
b W = pwrc2 rW /( AW T ) ,
(22)
ãäå w = 2p / t - ÷àñòîòà âîëíû, t - ïåðèîä âîëíû.
 (15) – (20) KeraW , KeiaW è Kera
1 W , Kei1a W ïðåäñòàâëÿþò äåéñòâèòåëüíóþ è
ìíèìóþ ÷àñòè ôóíêöèè Êåëüâèíà íóëåâîãî è ïåðâîãî ïîðÿäêà (ìîäèôèöèðîâàííàÿ
ôóíêöèÿ Áåññåëÿ âòîðîãî ðîäà íóëåâîãî è ïåðâîãî ïîðÿäêà), à aW è b W - áåçðàçìåðíûå
ôóíêöèè ÷àñòîòû, âûðàæåííûå ÷åðåç ïàðàìåòðû ðåçåðâóàðà è ãåîìåòðè÷åñêèå ïàðàìåòðû ñêâàæèíû rW - ðàäèóñà ñêâàæèíû â ðàéîíå ôèëüòðà, rc - ðàäèóñà ñêâàæèíû â âåðõíåé
417
Ã.Í. Êîïûëîâà, Ñ.Â. Áîëäèíà
Ðèñ. 5. Ãðàôèêè èçìåíåíèé ñäâèãà ïðè ðàçëè÷íûõ çíà÷åíèÿõ
Tt / rW2 è S s rW2 / rC äëÿ:
à - àìïëèòóäíîãî ñîîòíîøåíèÿ ìåæäó èçìåíåíèÿìè óðîâíÿ âîäû è íàïîðîì â ðåçåðâóàðå; á –
ôàçîâîãî çàïàçäûâàíèÿ.
Fig. 5. Diagrams of shift by different valuations of
Tt / rW2 and S s rW2 / rC for:
a - amplitude ratio of water level with respect to reservoir head; b – phase lag of water level behind
reservoir head.
÷àñòè ñêâàæèíû, ãäå ïðîèñõîäÿò êîëåáàíèÿ óðîâíÿ âîäû, AW - ïëîùàäü ôèëüòðà, S S óäåëüíàÿ óïðóãàÿ åìêîñòü ðåçåðâóàðà è T - êîýôôèöèåíò âîäîïðîâîäèìîñòè ðåçåðâóàðà
( T = kd , ãäå k - êîýôôèöèåíò ãèäðàâëè÷åñêîé ïðîâîäèìîñòè â çàêîíå Äàðñè (5) è d ìîùíîñòü ðåçåðâóàðà).
Òàêèì îáðàçîì, èñêàæåíèå àìïëèòóäû èçìåíåíèÿ óðîâíÿ ïî îòíîøåíèþ ê ïåðèîäè÷åñêèì èçìåíåíèÿì ïîðîâîãî äàâëåíèÿ çàâèñèò îò êîýôôèöèåíòà âîäîïðîâîäèìîñòè
ðåçåðâóàðà T, óäåëüíîé óïðóãîé åìêîñòè ðåçåðâóàðà Ss, ãåîìåòðè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ
ñêâàæèíû è èíåðöèîííûõ ýôôåêòîâ âîäîîáìåíà ìåæäó ñêâàæèíîé è ðåçåðâóàðîì (h).
Îöåíèì âåëè÷èíó èñêàæåíèé îòêëèêà óðîâíÿ âîäû â ñêâàæèíå ÞÇ-5 íà èçìåíåíèÿ
ïîðîâîãî äàâëåíèÿ â ðåçåðâóàðå, èñïîëüçóÿ äàííûå èç òàáëèöû 3. Ïî (12) âåëè÷èíà óäåëüíîé óïðóãîé ¸ìêîñòè ðåçåðâóàðà ñîñòàâëÿåò ïîðÿäêà Ss=20´10-7 ì-1 (13.4 – 23.8´10-7 ì-1
(òàáë. 3)). Ïðè ðàäèóñàõ ñêâàæèíû rW=0.084 ì è rC=0.123 ì, ñóììàðíîé ìîùíîñòè çîí
âîäîïðèòîêà â òðåùèíîâàòûõ òóôîàëåâðîëèòàõ d= 100 ì, ïëîùàäè ôèëüòðà AW=3 ì2
è çàäàííûõ âåëè÷èíàõ êîýôôèöèåíòà ãèäðàâëè÷åñêîé ïðîâîäèìîñòè k îò 2´10-9 ì/ñ
äî 2´10-6 ì/ñ [23] ïîëó÷àåì îöåíêó äëÿ ïàðàìåòðà T/r2W â èíòåðâàëå îò 2.8´10-5 ñ-1 äî
2.8´10-2 ñ-1. Ãðàôèêè àìïëèòóäíîãî ñîîòíîøåíèÿ A è ñäâèãà ôàç h ïðè ðàçëè÷íûõ
çíà÷åíèÿõ T/r2W è Ssr2W /rC ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ. 5.
Ïðè k=2´10-6 ì/ñ èëè T/r2W =2.8´10-2 ñ-1 íà ïåðèîäàõ ìåíüøå 1 ñ ñêâàæèíà ðàáîòàåò
êàê íèçêî÷àñòîòíûé ôèëüòð (àìïëèòóäíîå ñîîòíîøåíèå A ìåíåå 0.2). Íà ïåðèîäàõ îò
1 ñ äî ïðèìåðíî 1 ÷àñà âåëè÷èíà A âîçðàñòàåò, íî íå ïðåâûøàåò åäèíèöû. Íà ïåðèîäàõ
áîëåå 1 ÷àñà àìïëèòóäíîå ñîîòíîøåíèå ïðàêòè÷åñêè äîñòèãàåò åäèíèöû. Ïðè îïðåäåëåííûõ ñîîòíîøåíèÿõ ïàðàìåòðîâ ðåçåðâóàðà è ñêâàæèíû íà ïåðèîäàõ 1-30 ñ
(ïîâåðõíîñòíûå ñåéñìè÷åñêèå âîëíû Ðýëåÿ) àìïëèòóäíîå ñîîòíîøåíèå èç-çà ðåçîíàíñà ìîæåò âîçðàñòè äî íåñêîëüêèõ ñîòåí [9].  íàøåì ñëó÷àå ðåçîíàíñíîå óâåëè÷åíèå
àìïëèòóäíîãî ñîîòíîøåíèÿ íå íàáëþäàåòñÿ. È ýòî óêàçûâàåò íà òî, ÷òî â èçìåíåíèÿõ
óðîâíÿ âîäû â ñêâ. ÞÇ-5 ñèãíàëû îò ïîâåðõíîñòíûõ ñåéñìè÷åñêèõ âîëí â ñëó÷àå
âîçíèêíîâåíèÿ ñèëüíûõ çåìëåòðÿñåíèé, ïî-âèäèìîìó, ðåãèñòðèðîâàòüñÿ íå áóäóò,
êàê ýòî íàáëþäàëîñü, íàïðèìåð, â ðåçóëüòàòå Àëÿñêèíñêîãî çåìëåòðÿñåíèÿ 1964 ã. â
íåêîòîðûõ ñêâàæèíàõ ÑØÀ [9].
Íà äëèííûõ ïåðèîäàõ, ñîîòâåòñòâóþùèõ ïðèëèâíûì è áàðîìåòðè÷åñêèì âîçäåéñòâèÿì, èñêàæåíèå îòêëèêà óðîâíÿ âîäû íà èçìåíåíèå ïîðîâîãî äàâëåíèÿ íå âîçíèêàåò, è A ïðèáëèçèòåëüíî ðàâíî 1. Ôàçîâîå èñêàæåíèå íà ìàëûõ ïåðèîäàõ (t £1 ñ)
äîñòèãàåò 74°, à íà äëèííûõ ïåðèîäàõ ñäâèãà ôàç ìåæäó âàðèàöèÿìè ãèäðîñòàòè÷åñêîãî
íàïîðà â ðåçåðâóàðå è âàðèàöèÿìè óðîâíÿ ïðàêòè÷åñêè íåò (h »0°) (ðèñ. 5á).
418
Îöåíêà ïîðîóïðóãèõ ïàðàìåòðîâ ðåçåðâóàðîâ ïîäçåìíûõ âîä
Íà ïðèëèâíûõ ïåðèîäàõ t » 12-26 ÷àñîâ âåëè÷èíà àìïëèòóäíîãî ñîîòíîøåíèÿ x0/h0
ðàâíà 1 ïðè âåëè÷èíàõ ïàðàìåòðà T t/r2W áîëåå 103 (ðèñ. 5à), à òåîðåòè÷åñêîå ôàçîâîå
çàïàçäûâàíèå x0 ïî îòíîøåíèþ ê h0 íå ïðåâûøàåò îäíîãî ãðàäóñà (ðèñ. 5á). Äëÿ ïåðèîäîâ
ïðèëèâíûõ âîëí M2 (t »12.42 ÷) è O1 (t »25.82 ÷) ïàðàìåòð T t/r2W áîëüøå 1000 (äëÿ
âîëíû Ì2 ïàðàìåòð T t/r2W ðàâåí ïðèìåðíî 1000, à äëÿ âîëíû Î1 - ïðèìåðíî 3000
(ðèñ. 5)). Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî èñïîëüçîâàíèå âåëè÷èíû êîýôôèöèåíòà ãèäðàâëè÷åñêîé
ïðîâîäèìîñòè k â äèàïàçîíå 2´10-6 - 2´10-9 ì/ñ íå ïðèâîäèò ê ñóùåñòâåííîìó èçìåíåíèþ àìïëèòóäíîãî è ôàçîâîãî ñîîòíîøåíèÿ â äèàïàçîíå ïðèëèâíûõ ïåðèîäîâ.
Òàêèì îáðàçîì, ïîëó÷åííàÿ çàâèñèìîñòü àìïëèòóäíîãî ñîîòíîøåíèÿ ìåæäó âàðèàöèÿìè óðîâíÿ âîäû â ñêâàæèíå ÞÇ-5 è èçìåíåíèÿìè ïîðîâîãî äàâëåíèÿ â ðåçåðâóàðå
ñëóæèò êîñâåííûì ïîäòâåðæäåíèåì ïðàâèëüíîñòè ïðèâåäåííûõ îöåíîê ïîðîóïðóãèõ
ïàðàìåòðîâ ðåçåðâóàðà íà îòíîñèòåëüíî äëèííûõ ïåðèîäàõ (òàáëèöà 3).
Åñëè ïîäñòàâèòü â (7) âåëè÷èíû òåîðåòè÷åñêîé ïðèëèâíîé äåôîðìàöèè äëÿ îòäåëüíûõ âîëí (òàáë. 2) è èñïîëüçîâàòü âû÷èñëåííûå âåëè÷èíû êîýôôèöèåíòà Ñêåìïòîíà
B, ìîäóëÿ ñäâèãà G (òàáë. 3) è ïðèíÿòóþ âåëè÷èíó íåäðåíèðîâàííîãî êîýôôèöèåíòà
Ïóàññîíà nu= 0.3, òî ïîëó÷àåì îæèäàåìûå òåîðåòè÷åñêèå àìïëèòóäû ïðèëèâíûõ âàðèàöèé ïîðîâîãî äàâëåíèÿ Dr. Ïåðåâîä âåëè÷èí â ýêâèâàëåíòíûå àìïëèòóäû èçìåíåíèÿ
óðîâíÿ âîäû Dh ïîêàçûâàåò, ÷òî äëÿ âîëíû M2 îæèäàåòñÿ òåîðåòè÷åñêàÿ àìïëèòóäà
ïîâûøåíèÿ óðîâíÿ 1.81 ñì, O1 – 2.62 ñì, Q1 – 0.64 ñì è N2 – 0.51 ñì. Ðàñ÷åòíûå âåëè÷èíû â äâà ðàçà ïðåâûøàþò ñîîòâåòñòâóþùèå âåëè÷èíû àìïëèòóä, ïîëó÷àåìûå èç
ïðèëèâíîãî àíàëèçà (òàáë. 2). Òàêîå íåñîîòâåòñòâèå ìîæíî îáúÿñíèòü òåì, ÷òî, âîïåðâûõ, ôàêòè÷åñêèå âåëè÷èíû ïðèëèâíûõ äåôîðìàöèé â îáëàñòè ðåçåðâóàðà ñêâàæèíû ÞÇ-5 íå èçâåñòíû. Äëÿ ýòîãî íåîáõîäèìû äåôîðìîìåòðè÷åñêèå èçìåðåíèÿ íåïîñðåäñòâåííî â ðàéîíå ñêâàæèíû ÞÇ-5. Âî-âòîðûõ, â ðåçóëüòàòàõ ïðèëèâíîãî àíàëèçà
óðîâíåìåðíûõ äàííûõ íå ó÷èòûâàåòñÿ îêåàíè÷åñêàÿ íàãðóçêà.
Íå áîëåå îïðåäåëåííîé ÿâëÿåòñÿ è ïðàâèëüíîñòü ñîîòâåòñòâèÿ ìåæäó òåîðåòè÷åñêèì
ôàçîâûì ñäâèãîì h (ìåíåå 1°) è ðàñ÷åòíîé âåëè÷èíîé ðàçíîñòè ôàç ìåæäó çåìíûì
ïðèëèâîì è èçìåíåíèÿìè óðîâíÿ âîäû (òàáë. 2). Ó÷èòûâàÿ, ÷òî ðàçíîñòü ôàç ìåæäó
ïðèëèâíîé âîëíîé è èçìåíåíèåì óðîâíÿ âîäû äîëæíà ñîîòâåòñòâîâàòü 180°, â ñëó÷àå
âñêðûòèÿ ñêâàæèíîé èçîëèðîâàííîãî ðåçåðâóàðà ïðè îòñóòñòâèè èíåðöèîííûõ ýôôåêòîâ âîäîîáìåíà è áåç ó÷åòà îêåàíè÷åñêîé íàãðóçêè, òî ìîæíî îöåíèòü çàïàçäûâàíèå
äëÿ õîðîøî âûäåëÿåìûõ âîëí Q1 (12°), O1 (6°), N2 (16°), M2 (20°) (òàáë. 2). Ïîëó÷åííîå
íåñîîòâåòñòâèå â 6 - 20°, ñêîðåå âñåãî, ñâÿçàíî ñ íåñîâåðøåíñòâîì èñïîëüçîâàííîé
òåîðåòè÷åñêîé ìîäåëè çåìíîãî ïðèëèâà è íåäîó÷åòîì âëèÿíèÿ îêåàíè÷åñêîãî ïðèëèâà
íà èçìåíåíèå óðîâíÿ âîäû â ñêâàæèíå ÞÇ-5. Âîçìîæíî, ÷òî áîëåå òî÷íûå îöåíêè ïàðàìåòðîâ ðåçåðâóàðà ñêâ. ÞÇ-5 è ïîñòðîåíèå àäåêâàòíîé ìîäåëè îòêëèêà óðîâíÿ âîäû
íà èçìåíåíèå íàïðÿæåííî-äåôîðìèðîâàííîãî ñîñòîÿíèÿ ðåçåðâóàðà ìîãóò áûòü
ïîëó÷åíû ïðè êîìïëåêñèðîâàíèè óðîâíåìåðíûõ è äåôîðìîìåòðè÷åñêèõ íàáëþäåíèé.
Âûâîäû
1. Ïî äàííûì ñèíõðîííûõ íàáëþäåíèé çà âàðèàöèÿìè óðîâíÿ âîäû è àòìîñôåðíîãî
äàâëåíèÿ â ñêâàæèíàõ Å1 è ÞÇ-5 âûïîëíåíà îöåíêà âåëè÷èíû áàðîìåòðè÷åñêîé ýôôåêòèâíîñòè â äèàïàçîíå ÷àñîâûõ-ñóòî÷íûõ ïåðèîäîâ.
Äëÿ ñêâàæèíû ÞÇ-5 â äèàïàçîíå âàðèàöèé óðîâíÿ âîäû è àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ
îò 6 ÷àñîâ è áîëåå âåëè÷èíà Eb ïîñòîÿííà è ðàâíà 0.37 ñì/ìáàð ïðè ðàçíîñòè ôàç ìåæäó âàðèàöèÿìè óðîâíÿ è àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ 180°. Ýòî ïîçâîëÿåò ïðèíÿòü ãèïîòåçó
î ñòàòè÷åñêè èçîëèðîâàííûõ óñëîâèÿõ â ðåçåðâóàðå, âñêðûòîì ñêâàæèíîé ÞÇ-5.
Äëÿ ñêâàæèíû Å1 îáíàðóæåíà ÷àñòîòíàÿ çàâèñèìîñòü èçìåíåíèÿ áàðîìåòðè÷åñêîé
ýôôåêòèâíîñòè â äèàïàçîíå ïåðèîäîâ ÷àñû – ñóòêè – äåñÿòêè ñóòîê. Ïðè óâåëè÷åíèè
ïåðèîäà âàðèàöèé ïðîèñõîäèò óâåëè÷åíèå Eb îò ìåíåå 0.01 äî 0.135 ñì/ìáàð ïðè óâåëè÷åíèè ðàçíîñòè ôàç îò 106° äî 166°. Îñîáåííîñòè áàðîìåòðè÷åñêîãî îòêëèêà óðîâíÿ
419
Ã.Í. Êîïûëîâà, Ñ.Â. Áîëäèíà
â ñêâ. Å1 îáóñëîâëåíû ïðèñóòñòâèåì ãàçîâîé ôàçû âî ôëþèäå è çàâèñèìîñòüþ ñæèìàåìîñòè âíóòðèïîðîâîãî ôëþèäà è óïðóãèõ ïàðàìåòðîâ ðåçåðâóàðà îò äàâëåíèÿ.
2. Íà îñíîâàíèè ïðèëèâíîãî àíàëèçà äàííûõ óðîâíåìåðíûõ íàáëþäåíèé íà ñêâ.
ÞÇ-5 è âåëè÷èíû áàðîìåòðè÷åñêîé ýôôåêòèâíîñòè ðàññ÷èòàíû ïàðàìåòðû ðåçåðâóàðà äðåíèðîâàííàÿ è íåäðåíèðîâàííàÿ ñæèìàåìîñòè, ìîäóëü ñäâèãà, êîýôôèöèåíò Ñêåìïòîíà, óäåëüíàÿ óïðóãàÿ åìêîñòü è ïîðèñòîñòü.
3. Ïîñòðîåíà ìîäåëü èçìåíåíèÿ óðîâíÿ âîäû â ñêâàæèíå ÞÇ-5 ïðè ïåðèîäè÷åñêîì
èçìåíåíèè ïîðîâîãî äàâëåíèÿ â ðåçåðâóàðå â äèàïàçîíå ïåðèîäîâ îò ìåíåå ñåêóíäû
äî äåñÿòêîâ-ñîòåí ÷àñîâ ñ ó÷åòîì ýôôåêòîâ âîäîîáìåíà ìåæäó ñêâàæèíîé è ðåçåðâóàðîì ïîäçåìíûõ âîä. Íà ïåðèîäàõ îò ÷àñà äî äåñÿòêîâ-ïåðâûõ ñîòåí ÷àñîâ, ñîîòâåòñòâóþùèõ äèàïàçîíó äåéñòâèÿ áàðîìåòðè÷åñêèõ, ïðèëèâíûõ è ìåäëåííûõ ñåéñìîòåêòîíè÷åñêèõ âàðèàöèé íàïðÿæåííî-äåôîðìèðîâàííîãî ñîñòîÿíèÿ ñðåäû, èñêàæåíèå
îòêëèêà óðîâíÿ âîäû â ñêâàæèíå ÞÇ-5 íà èçìåíåíèÿ ïîðîâîãî äàâëåíèÿ íå îæèäàåòñÿ.
Óòî÷íåíèå ïàðàìåòðîâ ðåçåðâóàðà, âñêðûòîãî ñêâàæèíîé ÞÇ-5, è ïîñòðîåíèå
àäåêâàòíîé ìîäåëè îòêëèêà óðîâíÿ âîäû íà èçìåíåíèå íàïðÿæåííî-äåôîðìèðîâàííîãî ñîñòîÿíèÿ ñðåäû ìîæåò áûòü îñóùåñòâëåíî ïðè êîìïëåêñèðîâàíèè óðîâíåìåðíûõ
è äåôîðìîìåòðè÷åñêèõ íàáëþäåíèé.
Ñïèñîê ëèòåðàòóðû
1. Áàãìåò À.Ë., Áàãìåò Ì.È., Áàðàáàíîâ Â.Ë. è äð. Èññëåäîâàíèå çåìíîïðèëèâíûõ
êîëåáàíèé óðîâíÿ ïîäçåìíûõ âîä íà ñêâàæèíå «Îáíèíñê» // Ôèçèêà Çåìëè. 1989.
¹ 11, ñ. 84 – 95.
2. Áàðàáàíîâ Â.Ë., Ãðèíåâñêèé À.Î., Êàëà÷åâ À.À., Ñàâèí È.Â. ×àñòîòíàÿ õàðàêòåðèñòèêà ñèñòåìû ñêâàæèíà – âîäîíîñíûé ãîðèçîíò ïî äàííûì íàáëþäåíèé
çà óðîâíåì ïîäçåìíûõ âîä // Ôèçèêà Çåìëè. 1988. ¹ 3, ñ. 41 – 50.
3. Êîïûëîâà Ã.Í., Ëþáóøèí À.À. (ìë.), Ìàëóãèí Â.À., Ñìèðíîâ À.À., Òàðàíîâà Ë.Í.
Ãèäðîäèíàìè÷åñêèå íàáëþäåíèÿ íà Ïåòðîïàâëîâñêîì ïîëèãîíå, Êàì÷àòêà //
Âóëêàíîëîãèÿ è ñåéñìîëîãèÿ. 2000. ¹ 4, ñ. 69-79.
4. Êîïûëîâà Ã.Í. Èçìåíåíèÿ óðîâíÿ âîäû â ñêâàæèíå Åëèçîâñêàÿ-1, Êàì÷àòêà, âûçâàííûå ñèëüíûìè çåìëåòðÿñåíèÿìè (ïî äàííûì íàáëþäåíèé â 1987-1998 ãã.) //
Âóëêàíîëîãèÿ è ñåéñìîëîãèÿ. 2001. ¹2, ñ. 39-52.
5. Ìåëüõèîð Ï. Çåìíûå ïðèëèâû. Ì.: Ìèð, 1968, 482 ñ.
6. Òèìîôååâ Â.Þ., Ãîðíîâ Ï.Þ., Êîð÷àãèí Ô.Ã., Çàïðååâà Å.À. Ìîíèòîðèíã óïðóãèõ ïàðàìåòðîâ âîäîíàñûùåííîãî ïëàñòà ïî íàáëþäåíèÿì óðîâíÿ âîäû â ñêâàæèíàõ // Ãåîëîãèÿ è ãåîôèçèêà. 2003. Ò. 44, ¹ 8, ñ. 840-850.
7. Biot M.A. General theory of three-dimensional consolidation // J. Appl. Phys. 1941. V.
12, p. 155-164.
8. Cheng A.N.-D., Detournay E. À direct boundary element method for plane strain
poroelasticity // Int. J. of Numer. Analytical Meth. Geomech. 1988. ¹ 12, p. 551-572.
9. Cooper H.H., Bredehoeft J.D., Papadopulos I.S., Bennet R.R. The response of wellaquifer system to seismic waves // J. Geophys. Res. 1965. V. 70, p. 3915-3926.
10. Hsieh P., Bredehoeft J., Farr J. Determination of aquifer transmissivity from earthtide analysis // Water Resour. Res.. 1987. V. 23, p. 1824-1832.
11. Kumpel H.-J. Poroelasticity: parameters reviewed // Geophys. J. Int. 1991. V. 105, p. 783 – 799.
12. Igarashi G., Wakita H. Tidal responses and earthquake-related changes in the water
level of deep wells // J. Geophys. Res. 1991. V. 96. No. B3, p. 4269-4278.
13. Nur A., Byerlee J.D. An exact effective stress law for elastic deformation of rock
with fluids // J. Geophys. Res. 1971. V. 76, p. 6414-6419.
14. Quilty E.G., Roeloffs E.A. Removal of barometric pressure response from water level
data // J. Geophys. Res. 1991. V. 96. No. B6, p. 10209 – 10218.
420
Îöåíêà ïîðîóïðóãèõ ïàðàìåòðîâ ðåçåðâóàðîâ ïîäçåìíûõ âîä
15. Rice J.R., Cleary M.P. Some basic stress-diffusion solutions for fluid saturated elastic
porous media with compressible constituents // Rev. Geophys. Space Phys. 1976. V. 14,
p. 227-241.
16. Roeloffs E. A. Hydrologic precursors to earthquakes: A review. // Pure Appl. Geophys.
1988. V. 126, p. 177-209.
17. Roeloffs E. A., S.S. Burford, F.S. Riley, A.W. Records. Hydrologic effects on water level
changes associated with episodic fault creep near Parkfield, California. // J. Geophys.
Res. 1989. V. 94, p. 12387-12402.
18. Roeloffs E. A. Poroelastic methods in the study of earthquake-related hydrologic
phenomena, in Advances in Geophysics, edited by R. Dmowska, Academic, San
Diego, Calif, 1996.
19. Roeloffs E. A. Persistent water level changes in a well near Parkfield, California, due
to local and distant earthquakes. // J. Geophys. Res. 1998. V.103, p. 869-889.
20. Rojstaczer, S., Determination of fluid flows properties from the response of water
levels in wells to atmospheric loading. // Water Resour. Res., 1988. V. 24, p. 1927-1938.
21. Rojstaczer S. Intermediate period response of water levels in wells to crustal strain:
sensitivity and noise level // J. Geophys. Res., 1988. V. 93, p. 13619-13634.
22. Rojstaczer, S., and D.S. Agnew, The influence of formation material properties on the
response of water levels in wells to Earth tides and atmospheric loading. // J. Geophys.
Res., 1989. V. 94, p. 12403-12411.
23. Van der Kamp G., Gale L.E. Theory of Earth tide and barometric effects in porous
formations with compressible grains // Water Resour. Res.. 1983, V.19, p. 538-544.
24. Wenzel H.G. Earth tide analysis package ETERNA 3.0 // BIM. 1994. ¹ 118, h. 8719-8721.
421