【摘要】水文地质条件对煤层气赋存、运移影响很大,对煤层气的开采至关重要[1]。本文通过抽水试验,对井田区域内的水质、水量、水位及各含水层之间的联系进行分析,从而获取井田区域内的水文地质参数。
【关键词】水文地质;抽水试验;参数
1 抽水试验技术要求
为了查明杭来湾井田水质、水量、水位及各含水层之间的联系,获取K、R等水文地质参数,进行分层抽水试验。即对第四系松散层、侏罗系中统直罗组、侏罗系中统延安组分别进行了抽水试验,具体要求为:
(1)流量观测采用三角堰,水位观测采用万用表和电测线。
(2)抽水试验按阶梯状变流量试验方法进行,要求三次变流量,每个试段先进行大流量抽水,按非稳定流进行观测,每个流量延续抽水6个小时以上。每个流量抽水结束后,立即进行恢复水位观测。
2 井区水文地质概况
区域内地下水的形成、分布主要受地貌的制约,此外还受地层岩性、地质构造、古地理环境及水文气象等诸因素综合控制。井田区域内地下水类型分为:第四系松散层孔隙潜水及中生界基岩裂隙承压水。
本次抽水试验根据钻孔岩性特征及物探测井资料,确定抽水试验Ⅰ试段第四系松散层;Ⅱ试段侏罗系中统直罗组;Ⅲ试段侏罗系中统延安组。Ⅰ试段地下水埋藏类型为孔隙潜水;Ⅱ试段顶板为Q1粉质粘性土,底板为泥岩及粉砂岩,埋藏类型为碎屑岩类裂隙承压水;Ⅲ试段埋藏类型亦为碎屑岩类裂隙承压水。
3 抽水试验流程
本次抽水试验按设计要求进行了分层抽水试验。首先对Ⅲ层试段进行抽水,利用止水海带对Ⅰ、Ⅱ层水进行堵封,同时观测抽水管内及管外水位,以判定Ⅲ层水与上层水之间是否存有水力联系,Ⅲ试段抽水完毕,进行水泥砂浆封孔。然后对Ⅱ试段进行抽水,利用止水海带对Ⅰ层水进行堵封,同时观测抽水管内及管外水位,以判定Ⅱ层水与Ⅰ层水之间是否存有水力联系,Ⅱ试段抽水完毕,进行水泥砂浆封孔。最后对Ⅰ层松散层试段进行抽水,用滤砂花网对抽水管进行封缠,Ⅰ试段抽水完毕,进行水泥砂浆封孔。
4 抽水试验成果
抽水试段均采用深水泵(扬程100m,出水量6m3/h),各试段三个落程的流量、水位降深均采用三通阀门回水方式控制。
(1)Ⅰ层潜水成果
(2)Ⅱ层承压水成果。
检查孔物探揭示:基岩深度位于65.15~145.1m,含水层厚度50.15m,含水层岩性为风化壳粉砂岩、下部中粗砂岩等。承压水顶板为Q1粉质粘性土,底板为泥岩及粉砂岩,为承压水。
(3)Ⅲ层承压水成果。
5 水文地质参数计算
利用抽水试验资料,采用稳定流试算法计算含水层渗透系数(K)和影响半径(R)。
(1)Ⅰ层潜水
② 潜水最大涌水量推算:
Q-S曲线方程为幂曲线型: ,取对数后涌水量方程式为:LogQ=Loga+1/bLogS,通过最小二乘法求得曲线Loga,1/b,即得到a、b数值;
最大降深按幂函数曲线外推大降深的1.75倍,即Smax=1.75×S3,将a、b和Smax值代入 式中,通过计算得:Qmax
(2)Ⅱ、Ⅲ层承压水
② 承压水最大涌水量推算:计算公式:Qmax=q×Smax
承压水按直线型外推1.75倍的降深值,即:Smax=1.75×S;故Qmax=q×Smax
6 结论
(3)侏罗纪中统延安组承压水(Ⅲ层)单位涌水量q为0.005L/s・m,推算最大涌水量为16m3/d,渗透系数为0.009m/d。
(4)井筒勘察区域内Ⅰ层涌水量从东北部向西南逐渐增加,且差别较为明显,尤其是5#钻孔附近,推算每小时涌水量达到60m3,从局部地形地貌显示,5#钻孔附近地势较四周低洼,为柳卜滩村农田聚集地,为本区域局部潜水汇集区。
(5)Ⅱ层,由于基岩顶面由东北向西南逐渐抬高,基岩强风化带亦由东北向西南逐渐抬高,因此导水性也由东北向西南方逐渐增强。
(6)松散层潜水与基岩承压水不存在水力联系;侏罗系直罗组承压水与侏罗系延安组承压水间不存在水力联系;煤层顶板与煤层间不存在水力联系。