کاربرد مدل تحلیلی آبخوان آزاد-درزه و شکاف دار و روش دیکانولوشن در تخمین پارامترهای هیدرولیکی آبخوان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 بخش زمین شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه پیام نور

2 بخش علوم زمین، دانشکده علوم، دانشگاه شیراز

چکیده

تعیین پارامترهای هیدرولیکی آبخوان پایه مطالعات هیدروژئولوژی در یک دشت می باشد. برای انجام این کار استفاده از داده های آزمون پمپاژ با کیفیت، یک مدل ریاضی مناسب و یک روش تحلیلی دقیق، ضروری است. هدف این تحقیق ارائه یک روش برای افزایش دقت تحلیل آزمونهای پمپاژ و تخمین پارامترهای آبخوان می باشد. در این پژوهش مدل صدقی- سامانی، که برای تخمین پارامترهای هیدرولیکی آبخوانهای دو لایه آزاد-درزه و شکاف دار ارائه شده، به نحوی اصلاح شده که بتوان از آن برای تخمین پارامترهای هیدرولیکی آبخوان با استفاده از داده های آزمون پمپاژ پله ای استفاده کرد. سپس با اتصال این مدل به کد تخمین پارامتر PEST، برای تخمین پارامترهای هیدرولیکی آزمون پمپاژ آبخوان پلنگان نیریز در استان فارس استفاده شده است. در این مقاله، برای اولین بار در هیدروژئولوژی، کاربرد الگوریتم دیکانولوشن (deconvolution) برای بررسی و صحت سنجی تغییرات دبی آزمون افت پله ای نشان داده شده است. کاربرد روش ارائه شده در این مقاله علاوه بر تخمین پارامترهای هیدرولیکی آبخوان با استفاده از داده های آزمون پمپاژ دبی ثابت و افت پله ای، تعیین نوع آبخوانی است که در زیر آبخوان اصلی قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


چیت سازان، م، شاچری، س، میرزایی، ی، عبودی، ط، 1396، ارزیابی اختلاط منابع آبی آبخوان های کارستی، مطالعه موردی چشمه کارستی گرو واقع در شرق خوزستان. مجله زمین شناسی کاربردی پیشرفته، دوره 7، شماره 24، تابستان 1396، صفحه 65-75.

محمدزاده ح، زندوکیلی، ز، رحیمی، ب، 1396، بررسی پارامترهای ساختاری و الگوی شکستگی‌ها، معماری زون‌های گسلی و ساختار نفوذپذیری گسل‌ها و نقش آن در نفوذ، زهکشی و فرار آب از سازند تیرگان در منطقه قوری میدان. مجله زمین شناسی کاربردی پیشرفته، دوره 7، شماره 24، تابستان 1396، صفحه 76-86.

Ahmadi, M., Sartipizadeh, H., Ozkan, E., 2017. A new pressure-rate deconvolution algorithm based on Laplace transformation and its application to measured well responses. Journal of Petroleum Science and Engineering, Vol:157, p: 68-80.
Al-Shaibani, A.M., 2008. Hydrogeology and hydrochemistry of a shallow alluvial aquifer, western Saudi Arabia. Hydrogeology journal, Vol:16, No:1,p: 155-165.
Birsoy, Y.K., Summers, W., 1980. Determination of aquifer parameters from step tests and intermittent pumping data. Groundwater, Vol:18, No:2, p:137-146.
Bourdet, D., Ayoub, J., Pirard, Y., 1989. Use of pressure derivative in well test interpretation. SPE Formation Evaluation, Vol:4, No:2, p:293-302.
Butler, J.J., McElwee, C.D., 1990. Variable‐rate pumping tests for radially symmetric nonuniform aquifers. Water Resour ce Researchs, Vol:26, No:2, p: 291-306.
Chakrabarty, C., Enachescu, C., 1997. Using the deconvolution approach for slug test analysis: theory and application. Groundwater, Vol:35, No:5, p: 797-806.
Cooper, H.H., Jacob, C.E., 1946. A generalized graphical method for evaluating formation constants and summarizing well‐field history. Eos, Transactions American Geophysical Union, Vol:24, No:4, p: 526-534.
Crump, K.S., 1976. Numerical inversion of Laplace transforms using a Fourier series approximation. Journal of the ACM (JACM), Vol:23, No:1, p: 89-96.
Cumming, J., Wooff, D., Whittle, T., Gringarten, A., 2013. Multiple well deconvolution, SPE Annual Technical Conference and Exhibition. Society of Petroleum Engineers.
De Hoog, F.R., Knight, J., Stokes, A., 1982. An improved method for numerical inversion of Laplace transforms. SIAM Journal on Scientific and Statistical Computing, Vol:3, No:3, p:357-366.
Doherty, J., Brebber, L., Whyte, P., 1994. PEST: Model-independent parameter estimation. Watermark Computing, Corinda, Australia, 122.
Gringarten, A.C., 2008. From straight lines to deconvolution: The evolution of the state of the art in well test analysis. SPE Reservoir Evaluation & Engineering, Vol:11, No:1, p: 41-62.
Hantush, M.S., 1959. Nonsteady flow to flowing wells in leaky aquifers. Journal of Geophysical Research, Vol:64, No:8, p:1043-1052.
Hantush, M.S., 1960. Modification of the theory of leaky aquifers. Journal of Geophysical Research, Vol:65, No:11, p:3713-3725.
Hantush, M.S., 1964. Hydraulics of wells. Advances in hydroscience, Vol:1, p: 281-432.
Hantush, M.S., Jacob, C.E., 1955. Non‐steady radial flow in an infinite leaky aquifer. Eos, Transactions American Geophysical Union, Vol:36, No:1, p:95-100.
Hill, M.C., 1998. Methods and guidelines for effective model calibration. US Geological Survey Denver, CO, USA.
Hill, M.C., Banta, E.R., Harbaugh, A.W., Anderman, E.R., 2000. MODFLOW-2000, the US Geological Survey modular ground-water model, user guide to the observation, sensitivity, and parameter-estimation processes and three post-processing programs. 2331-1258, US Geological Survey, Branch of Information Services distributor.
Huang, Y.-C., Yeh, H.-D., 2007. The use of sensitivity analysis in on-line aquifer parameter estimation. Journal of Hydrology, Vol:335, No:3, p:406-418.
Hunt, B., 2005. Flow to Vertical and Nonvertical Wells in Leaky Aquifers. Journal of Hydrological Engineering, Vol:10, No:6, p:477-484.
Issar, A., 1969. The groundwater provinces of Iran. Hydrological Sciences Journal, Vol:14, No:1, p: 87-99.
Kuchuk, F.J., Carter, R.G., Ayestaran, L., 1990. Deconvolution of wellbore pressure and flow rate. SPE Formation Evaluation, Vol:5, No:1, p: 53-59.
Levitan, M.M., 2003. Practical application of pressure-rate deconvolution to analysis of real well tests, SPE Annual Technical Conference and Exhibition. Society of Petroleum Engineers.
Liu, W., Liu, Y., Han, G., Zhang, J., Wan, Y., 2017. An improved deconvolution algorithm using B-splines for well-test data analysis in petroleum engineering. Journal of Petroleum Science and Engineering, Vol:149, p:306-314.
Malama, B., Kuhlman, K.L., Barrash, W., 2007. Semi-analytical solution for flow in leaky unconfined aquifer–aquitard systems. Journal of Hydrology, Vol:346, No:1–2, p: 59-68.
Malama, B., Kuhlman, K.L., Barrash, W., 2008. Semi-analytical solution for flow in a leaky unconfined aquifer toward a partially penetrating pumping well. Journal of Hydrology, Vol:356, No:1–2, p: 234-244.
Milanovic, P., Aghili, B., 1990. Hydrogeological characteristics and groundwater mismanagement of Kazerun karstic aquifer, Zagros, Iran. IAHS PUBLICATION. p:163-163.
Mishra, P.K., Vessilinov, V., Gupta, H., 2013. On Simulation and Analysis of Variable‐Rate Pumping Tests. Groundwater, Vol:51, No:3, p: 469-473.
Neuman, S.P., 1974. Effect of partial penetration on flow in unconfined aquifers considering delayed gravity response. Water Resource Researchs, Vol:10, No:2, p: 303-312.
Neuman, S.P., Gardner, D.A., 1989. Determination of Aquitard/Aquiclude Hydraulic Properties from Arbitrary Water‐Level Fluctuations by Deconvolution. Groundwater, Vol:27, No:1, p: 66-76.
Olsthoorn, T.N., 2008. Do a bit more with convolution. Groundwater, Vol:46, No:1, p:13-22.
Osman, Y., Retnanto, A., Samir, M., Fraim, M., 2017. Enhancing Pressure Transient Analysis through the Application of Deconvolution Methods, Case Study, SPE Middle East Oil & Gas Show and Conference. Society of Petroleum Engineers.
Roumboutsos, A., Stewart, G., 1988. A direct deconvolution or convolution algorithm for well test analysis, SPE Annual Technical Conference and Exhibition. Society of Petroleum Engineers.
Samani, N., Pasandi, M., Barry, D., 2006. Characterizing a heterogeneous aquifer by derivative analysis of pumping and recovery test data. Geological Society of Iran Journal, 1(ECOL-ARTICLE-2008-093). p:29-41.
Sedghi, M.M., Samani, N., 2010. Three-dimensional semianalytical solutions of groundwater flow to a well in fractured wedge-shaped aquifers. Journal of Hydrological Engineering, Vol:15, No12, p: 974-984.
Sedghi, M.M., Samani, N., 2015. Semi-analytical solutions for flow to a well in an unconfined-fractured aquifer system. Advances in Water Resources, Vol:83, p: 89-101.
Sedghi, M.M., Samani, N., Sleep, B., 2009. Three-dimensional semi-analytical solution to groundwater flow in confined and unconfined wedge-shaped aquifers. Advances in Water Resources, Vol:32, No:6, p: 925-935.
Spane, F., Wurstner, S., 1993. DERIV: A computer program for calculating pressure derivatives for use in hydraulic test analysis. Groundwater, Vol:31, No:5, p: 814-822.
Stehfest, H., 1970. Algorithm 368: Numerical inversion of Laplace transforms [D5]. Communications of the ACM, Vol:13, No:1, p:47-49.
Subyani, A.M., 2004. Use of chloride-mass balance and environmental isotopes for evaluation of groundwater recharge in the alluvial aquifer, Wadi Tharad, western Saudi Arabia. Environmental Geology, Vol:46, No:6-7, p:741-749.
Tiab, D., Puthigai, S.K., 1988. Pressure-Derivative Type Curves, for Vertically Fractured Wells. SPE formation evaluation, Vol:3, No:1, p:156-158.
Wagner, W., 2011. Groundwater in the Arab Middle East. Springer Science & Business Media.
Zhan, H., Zlotnik, V.A., 2002. Groundwater flow to a horizontal or slanted well in an unconfined aquifer. Water Resource Researchs, Vol:38, No7, p:13-1-13-11