38. Породы¶

При решении задач насыщенно-ненасыщенной фильтрации, а также при подготовке геологической модели для распределения геофильтрационных и других свойств возникает потребность в задании различных типов пород.

38.1. Редактор пород¶

Задание пород и их свойств производится с помощью редактора пород (Рис. 38.1.1). Открыть редактор пород можно одним из способов:

выбрать Породы на панели вкладок рабочего окна препроцессора;

Рисунок 38.1.1 - Редактор пород
выбрать Породы в навигаторе.

Рисунок 38.1.2 - Навигатор

38.2. Таблица пород¶

Породы создаются в таблице.

Чтобы добавить породу, необходимо:

создать строку в таблице кнопкой ;

задать название породы в столбце «Порода» таблицы;

задать цвет для породы в столбце «Цвет», который будет использоваться препроцессором при отрисовке. Для этого нужно нажать правой клавишей мыши по ячейке таблицы | Изменить цвет и в открывшемся диалоге выбрать цвет.

Рисунок 38.2.1 - Создание пород

Примечание

Порядок пород можно менять, перетаскивая их порядковые номера в таблице. Данный порядок влияет на то, как показываются раздвигаемые геол.тела.
Породу можно клонировать, нажав по ней ПКМ и выбрав «Копировать породу», после этого в таблице строкой ниже будет создана идентичная порода.

38.3. Свойства породы¶

38.3.1. Фильтрационные и миграционные свойства¶

Рисунок 38.3.1.1 - Фильтрационные и миграционные свойства

Чтобы задать фильтрационно-емкостные и миграционные свойства для породы, необходимо:

Выбрать породу в таблице;

Выбрать вкладку «Фильтр. и мигр. свойства» в диалоге «<Имя породы> - Свойства»;

Установить галочку в поле «Использовать параметры для фильтрации». Если не установить галочку в этом поле, то свойства не будут распределены по ячейкам сетки. В ячейках будут либо свойства по умолчанию, либо свойства, заданные в зонах свойств в 2D редакторе модельных слоев;

Задать значения параметров:

Начальное условие:

«Нет»;

«Высота всасывания (Ѱ)», [м];

«Напор», [м];

«Давление», [атм];

Гор.Коэф. Фильтрации (KH), [м/сут];

Вертикальная анизотропия;

Активная пористость(m);

Сжимаемость породы (β), [1/атм];

Плотность породы, [кг/м³] ;

Поперечная дисперсивность:

«DH=DV=DT» при выборе данной опции достаточно задать только «Коэфф. попереч дисперсивности»(DT)

«Задать отдельно DH и DV» при выборе данной опции необходимо задать «Коэфф. гор. поперечной дисперсивности»(DH) и «Коэфф. верт.поперечной дисперсивности»(DV)

Парам. продол. дисперсивности,(DL) [м];

Парам. попереч дисперсивности,(DT) [м];

Парам. гор. поперечной дисперсивности,(DH) [м];

Парам. верт.поперечной дисперсивности,(DV) [м];

38.3.2. Cорбционные свойства¶

Чтобы задать сорбционные свойства породы, необходимо задать значение коэффициента распределения «Kd», [м³/кг] для веществ, переносимых через данную породе.

Для этого нужно:

Выбрать породу в таблице;
Выбрать вкладку «Сорбционные свойства» в диалоге «<Имя породы> - Свойства»;
Создать строку в таблице кнопкой «+»;
Выбрать вещество из списка в колонке «Компонент»;
Задать значение «Kd» в поле колонки «Коэфф. распределения»;
Если нужно калибровать коэффициент распределения, то надо поставить галочкой в поле колонки «Калибровать»;
Для учета геохимической зависимости коэффициента распределения нужно выбрать формулу в списке колонки «Формула». В списке присутствуют:
- опция «Нет» - ее нужно выбирать когда зависимости нет и в случае калибровки
- имена всех зависимостей из вкладки геохимии - при выборе формулы «Kd» нельзя использовать при калибровке, и галочка поля колонки «Калибровать» снимается.

Рисунок 38.3.2.1 - Задание сорбционных свойств

38.3.3. Инфильтрационные свойства (Пов.сток)¶

Чтобы задать закон, по которому будет происходить инфильтрация поверхностных вод в породу, нужно:

Выбрать породу в таблице;
Выбрать вкладку «Пов. сток инфильтр. свойства» в диалоге «<Имя породы> - Свойства»;
Выбрать в поле «Модель инфильтрации» одну модель из списка:
- «Нет» - означает, что при моделировании поверхностного стока в гранях сетки на рельефе не будет учитываться инфильтрация, если «под» этими гранями находится ячейка трехмерной сетки, соответствующей породы;
- «Хортон»;
- «Грин-Ампт».

Рисунок 38.3.3.1 - Задание сорбционных свойств

Для выбранной модели инфильтрации требуется также задать параметры, характеризующие скорость впитывания влаги.

38.3.3.1. Хортон¶

Формула учета поглощенной влаги (скорость инфильтрации - м/сут) по Хортону:

$f_{t}=f_{0} + (f_c-f_0) e^{-k z}$

Рисунок 38.3.3.2 - Задание параметров модели инфильтрации по Хортону

В полях ввода необходимо задать константы модели:

$f_{0}$ - начальная скорость (максимальная) инфильтрации;

$f_{c}$ - скорость инфильтрации при насыщении почвы (минимальная);

$k$ - конcтанта затухания, специфичная для конкретной породы.

38.3.3.2. Грин-Ампт¶

Формула учета поглощенной влаги по Грину-Ампту:

$F(t) = Kt + \psi ( \theta_r-\theta_s) ln( 1 + \frac{ F(t) }{ \psi ( \theta_r-\theta_s) } f(t) = K [ \frac{ \psi ( \theta_r-\theta_s) }{ F(t) } + 1]$

Рисунок 38.3.3.3 - Задание параметров модели инфильтрации по Грину-Ампту

В полях ввода необходимо задать константы модели:

$n$ - пористость;

$\theta_s$ - полная влагоемкость;

$\theta_r$ - остаточная влагоемкость;

$\psi$ - давление всасывания;

$K$ - коэффициент фильтрации.

38.4. Параметры кривых «Основной Гидрофизической Характеристики» (ОГХ)¶

Параметры ОГХ доступны для задания только если заданы процесс ненасыщенной фильтрации.

Рисунок 38.4.1 - Задание параметров кривых ОГХ

38.4.1. Кривые ОГХ¶

Для расчета ненасыщенной фильтрации реализованы следующие три кривых ОГХ:

38.4.1.1. Брук-Кори:¶

$W_c( {\psi} ) = \left\{ \begin{matrix} & { abs( {\alpha}*{\psi})}^{-n}, {\psi}< -\frac{1}{\alpha} \\ & 1 , {\psi}>= -\frac{1}{\alpha} \end{matrix} \right. K_r( {\psi} ) = { W_c( {\psi} ) }^{ \frac{2}{n} + l + 2}$

38.4.1.2. Экспонента¶

$W_c = \left\{ \begin{matrix} & exp( {\alpha} {\psi} ) , {\psi}<0.0 \\ & 1 , {\psi}>=0.0 \end{matrix} \right. K_r = W_c( {\psi} )$

38.4.1.3. Генухтен¶

$m = 1-\frac{1}{n} W_c = \left\{ \begin{matrix} & ( 1+ {abs({\alpha} {\psi})}^n ) )^{-m} , {\psi}<0.0 \\ & 1 , {\psi}>=0.0 \end{matrix} \right. K_r = \left\{ \begin{matrix} & (1- (1 - (W_c(\psi))^{\frac{1}{m}} )^m )^2 * (W_c(\psi))^{\frac{1}{2}}, {\psi}<0.0 \\ & 1 , {\psi}>=0.0 \end{matrix} \right.$

Примечание

Влагосодержание расчитывается по формуле: $S_w = \theta_r+(\theta_s-\theta_r)*W_c( {\psi} )$

Коэффициент влагопереноса равен $K_f = K_s*K_r( {\psi} )$

38.4.2. Задание параметров кривых ОГХ¶

Чтобы задать способ вычисления относительной проницаемости и влагосодержания для решения задач ненасыщенной фильтрации, необходимо:

Выбрать породу в таблице;

Выбрать кривую ОГХ в поле «Кривые ОГХ»:

«Брук-Кори»;

«Генухтен»;

«Экспонента»;

Задать значения параметров:

«α» - параметр кривой ОГХ;

«n» - параметр кривой ОГХ;

«K_s» - коэффициент фильтрации при полном насыщении;

«θs» - насыщенное влагосодержание;

«θr» - остаточное влагосодержание.

В таблице приведены параметры, которые необходимо задать для вычисления кривых ОГХ по заданной формуле:

«Брук-Кори»	«Генухтен»	«Экспонента»
$\alpha$	$\alpha$	$\alpha$
$n$	$\theta_s$	$n$
$K_s$	$\theta_r$	$K_s$
$\theta_s$		$\theta_s$
$\theta_r$		$\theta_r$

Примечание

Для согласования фильтрационно-емкостных параметров и параметров кривых ОГХ K_s и θs будут заданы автоматически. Они равны коэффициенту фильтрации и активной пористости соответственно.

38.4.3. Графики ОГХ¶

Справа в диалоге отображаются зависимости влагосодержания и относительной проницаемости от высоты всасывания.

Примечание

Графики ОГХ отображаются только если заданы:

ненасыщенная фильтрация;
двухфазная фильтрация.

38.5. Параметры кривых «Относительной Фазовой Проницаемости» (ОФП)¶

Задание способа вычисления относительной фазовой проницаемости воды и воздуха, а также капилярного давления для решения задач двухфазной фильтрации в текущей версии происходит по умолчанию:

Рисунок 38.5.1 - Кривые ОФП

для «Кривые Отн.Фаз.Проницаемости» автоматически устанавливается Линейная;
в поле «Кривая Кап. Давления» - Нет.

38.6. Основные команды¶

На ленте располагаются секции с кнопками команд:

Секция «Действия с породами»
Секция «Действия с породами»
- Задать габариты области отображения

Рисунок 38.6.1 - Лента редактора пород

38.6.1. Секция «Действия с породами»¶

38.6.1.1. Добавить породу ¶

Добавить породу с определенным гранулометрическим составом можно с помощью специального диалога (Рис. 38.6.1.1), вызов которого осуществляется командой ленты.

Рисунок 38.6.1.1 - Задание гранулометрического состава породы

Задать гранулометрический состав породы можно одним из способов:

По заранее определенным наборам параметров для конкретных областей треугольника Ферре:
1. Выбрать соответствующую область треугольника Ферре;
2. Выбрать «Набор параметров ОГХ»:
  - «Schapp» - параметры для кривой Генухтена;
  - «Carsel» - параметры для кривой Генухтена;
  - «Rawls» - параметры для кривой Брука-Кори.
3. Выбрать породу в раскрывающемся списке «Текстура»;
4. Нажать кнопку «Добавить».
Примечание

Для каждого состава породы есть предустановленные параметры для кривых ОГХ.
Используя нейросеть (данная опция находится в разработке и нажатие на нее ни к чему не приведет):
1. В секции «Процентное соотношение» задать процент «Песка», «Глины» и «Ила». В сумме оно должно составлять 100%. Также можно нажать в одну из подобластей треугольника для выбора примерного гранулометрического состава.
2. Нажать на кнопку «ОГХ через нейросеть» - после этого нейросетью будет определен прогнозный вариант параметров для выбранного пользователем гранулометрического состава.

38.6.1.2. Связать породы ¶

Команда ленты открывает диалог для связывания всех доступных литологических слоев, вскрытых скважинами, с породами, заданными в редакторе пород. В диалоге присутствует таблица, в которой необходимо задать соответствие литологических слоев, вскрытых скважинами(1-ая колонка), породам, выделенным в геологической схематизации (имена пород в 3-ей колонке):

«Материалы на скважинах» - названия литологических слоев, вскрытых инженерными скважинами;

«Цвет» - цвет выбранной породы (нельзя изменить в данной таблице);

«Порода» - список пород, созданных ранее

Рисунок 38.6.1.2 - Диалог связывания пород и материалов в скважине

Кнопка «Заполнить материалы со скважин» производит заполнение колонки материалов названиями материалов со скважин.

Примечание

В таблице можно задать новую строку, написать имя материала в первой колонке, и в дальнейшем при создании в скважине сегмента данного материала, он будет автоматически связан с породой.
Цвет породы можно поменять в таблице пород, и он отобразится на всех объектах, связанных с данной породой.

38.6.1.3. Импортировать состав пород из NMP ¶

Когда необходимо взять породы уже из готовой модели, можно воспользоваться данной командой . При нажатии на нее открывается диалог выбора файла. После выбора нужной модели текущие породы в таблице будут удалены, а породы из файла записываются в таблицу со всеми своими параметрами.

38.6.1.4. Все породы в виде таблицы ¶

Фильтрационные свойства всех заданных пород можно задавать и редактировать в таблице с помощью команды ленты. Также в данную таблицу можно подгрузить данные из CSV, XLSX файлов.

Рисунок 38.6.1.3 - Диалог управления породами

38.6.1.5. Изменить массово цвета породы ¶

Команда ленты открывает диалог (Рис. 38.6.1.4), в котором для заданного числа пород можно сгенерировать новый набор цветов и заменить старый.

Рисунок 38.6.1.4 - Диалог сгенерированного подбора цветов для пород

Кнопка «Сгенерировать новый набор» создает набор случайных цветов для пород.
После генерации подходящего набора новых цветов необходимо нажать кнопку «Заменить цвета».

38.6.2. Секция «Действия с породами»¶

38.6.2.1. Задать габариты области отображения ¶

Настроить габариты области отображения графиков ОГХ можно с помощью команды ленты (группа «Инструменты»).