第4章-2 边界条件 源汇 等特殊问题的模拟与处理.ppt

§4.7井周扰动效应（井孔表皮效应）的处理 上述§4.6节讨论抽水井水位的校正，是指数值法获得的抽水井所在格点的水头，由于未考虑径向流和井径参数，导致与实际水位的差異而校正。然而除此之外，抽水井中水位还受“井周扰动效应”和“井损”的影响，两者在常规数值模拟中均未体现，需要外加。对于井损，地下水动力学中通常采用水流阻力平方定律刻画，而本教材前文已引入渗流-管流耦合模型，其管流部分以雷诺数控制井管中的水头损失，比前者的精度更高，因此这个问题在这里不再赘说。 “井周扰动效应”是指由于钻进方法、抽水井的结构或成井处理等等的不同，使抽水井附近含水层的渗透性发生变化，而对抽水井中水位降深产生的影响(图4-7-1)。 s=sN+ΔsA 在油藏工程中称为“井孔的表皮效应”。 对此，可直接利用文献(陈崇希,1983§４.７）中已建立的有关方程。即 其中： 是井周扰动系数；K是含水层的渗透系数； 是井周扰动带渗透系数； 是抽水井的名义(公称)井径； 是井周扰动带半径。 当泥浆占进而洗不净时， ，而 ，所以 ；当井周未扰动， ，则 。如果直接利用上式求取井周扰动系数，那是不可行的，因为 和 一般无法获得。 对此我们可以通过抽水试验实测一次抽水井的水位降深s ，它包括了含水层未扰动条件下正常的井中水位降深sN(但已经过上节的水位校正)与附加水位降深ΔsA 之和。反过来说，附加水位降深ΔsA 即为正常的井中水位降深sN与实测水位降深s之差。由此，依 （4-7-2） 可得井周扰动系数 。 只要井周扰动参数（扰动半径 和扰动带渗透系数 ）不变，则井周扰动系数 不变。就可用下式计算附加水位降深ΔsA 　 （4-7-３） 　　 即，附加水位降深与抽水井流量成正比。再次强调，这是在井周扰动参数不变的前提下的结论。 由于通常不可能获得井周扰动参数（该参数涉及扰动半径 和扰动带渗透系数 ），因此该参数只能在模型识别过程中通过对抽水井水位的拟合来确定的。 在公称井径 和井周扰动作用下,抽水形成的某井水位。该井水位也可换一种方式获得，即在无井周扰动作用而改变井径（其它条件保持不变）使其井水位保持相当,则此井径称为有效井径 。它们有下列关系 （4-7-4） 若将此有效井径 直接替代上节井水位的校正方程中的井径,即可将两种校正合二为一。 我们注意到，附加水位降深 与抽水井流量Q成正比，而“§4.6 抽水井水位的校正方法”中的由于径向流的校正值也是与抽水井流量Q成正比，为此，实际应用中可将两者合二为一,用改变抽水井所在格/结点的含水层渗透系数K,来校正该点的水头值——抽水井水位值。PGMS软件采用参数CKK乘以渗透系数K来实现此目的。当CKK＜0时，抽水井水位向下校正；当CKK＞0时，抽水井水位向上校正。 §4.8 面井内抽水井水位降深的计算 地下水的重要利用之一是农业灌溉。农灌井往往密密麻麻，无单井信息,只有灌区的分布和总开采量,因此在模型中多概化为面井——流量均匀地分布在整个灌区,(陈崇希,1983)。面井与点井群形成的地下水降落漏斗是不同的,面井内抽水