井阻渗流

渗流是指流体在孔隙介质中的流动。由颗粒状或碎块材料组成，并含有许多孔隙或裂隙的物质称为孔隙介质。通常，在地表面以下的土壤或岩层中的渗流称为地下水运动，是自然界最常见的渗流现象。渗流在水利、地质、采矿、石油、环境保护、化工、生物、医疗等领域都有广泛的应用。如开发利用地下水资源、防止建筑物地基发生渗透变形、基坑排水等均需应用渗流理论。渗流是水在土壤孔隙中的运动，而土壤孔隙的形状、大小和分布是极为复杂的，因此渗流水质点的运动轨迹也是很不规则的，具有随机性质。但在实际工程上。并不需要了解具体孔隙中的渗流情况，而是采用某种统计平均值来描述渗流，即用简化了的渗流模型来代替实际的渗流。为研究方便，对实际的渗流提出两点简化。其一，不考虑渗流路径的曲折迂回，只考虑它的主要流向；其二，略去渗流区的土壤颗粒，认为渗流充满全部的流动空问(包括土壤颗粒和孔隙)。但实际渗流中土壤颗粒与水之间的相互作用在渗流模型中仍然存在。为了使假想的渗流模型在水力特性方面和实际渗流相一致，它必须满足下列条件：①对于同一过水断面，渗流模型所通过的流量等于实际渗流所通过的流量；②渗流模型和实际渗流在流程内的水头损失相等。这样，渗流模型就可以完全模拟真实渗流。

排水井材料的渗透性一般远较粘土大，这也正是排水井能加快软粘土固结的原因所在，但其值毕竟是有限的；因此，软粘土地基在固结过程中，从排水井向外排出的水流将会受到一定的阻力，我们把这一现象称为井阻作用。此外，在打设排水井时必然会使排水井周围的土体产生不同程度的扰动，从而在板周围形成一层涂抹区，土的渗透系数变小，我们称此为涂抹作用。由此可见，井阻和涂抹作用均直接影响排水井地基的固结速率 。固结速率是指土层发生主固结的快慢程度。主要取决于土的 固结系数和土层排水距离的大小。固结系数越大，土层排水距离越小，土层固结得越快，也即固结速率越大。

竖井地基固结解析理论是竖井地基设计的重要理论基础。竖井按是否考虑井阻效应和涂抹效应分类，可分为理想井和非理性井两类。理想井不考虑井阻效应和涂抹效应，非理想井考虑井阻效应和涂抹效应。不考虑井阻效应认为竖井的渗透系数或排水能力为无限大；反之则认为竖井的渗透系数或排水能力为有限值。由于考虑井阻效应的非理想井更能反映工程实际情况，因此较具影响力的竖井固结理论。

细长的排水板的纵向通水能力以及它随时间变化会直接影响到土体的固结速率。影响排水板通水能力的因素有很多，归纳起来有以下几类：1）排水板的结构和几何特性是保证提供足够过水条件的基本因素，地基中的水从地基土壤流入塑料排水板，从排水板的纵向沟槽中排走，这种水力性状属于管流，管路接近矩形断面。2）地基上施加的预压荷载及加固土层对排水板造成的侧向压力是塑料排水板通水能力的一个函数，它为固结排水提供必要的水头，形成必要的超静水压力，同时侧压力的作用使排水板的滤膜受压凹入沟槽内，减少过水断面，增加了井阻。3）在地基排水固结过程中，排水板随地基沉降发生弯曲和折曲，这些弯曲和折曲改变排水板过水通道的形状和大小，阻塞水流，增加水流阻力，据研究在现场排水板的弯曲沉降率可能会超过20%，一般在15%~35%，根据有关单位研究表明，当弯曲率为25%时，在土中塑料排水板的纵向通水能力比没有弯曲时要小40%~50%，国外有试验资料表明，排水板由于弯曲比率增加，井阻将是非线性的迅速增加，且试验中测出排水板在土中的井阻要比理论计算值大2倍。在荷载的长期作用下，塑料排水板也会发生蠕变，随时间的增加逐步改变排水板的形状，减少排水通道的面积，增加井阻，降低排水能力。4）塑料排水板内水流由排水板进入水平排水层（一般为砂垫层）时存在着局部水头损失，水平排水砂垫层含泥量越高，则局部水头损失越大。5）地基内一部分极细粒径的黏土颗粒被渗水带进滤膜或排水沟槽，堵塞滤膜和沟槽，从而降低通水能力。6）在地基内有一些生物、微生物菌集在排水板表面以及受酸碱等物质长期作用，这些均会危及塑料排水板的耐久性，影响排水板的通水能力 。2100433B

普通电阻率测井是把一个普通的电极系（由三个电极组成）放入井内，测量井内岩石电阻率变化的曲线。在测量地层电阻率时，要受井径、泥浆电阻率、上下围岩及电极距等因素的影响，测得的参数不等于地层的真电阻率，而是被称为地层的视电阻率。因此普通电阻率测井又称为视电阻率测井。

油藏在地下的电阻率是一个既不能直接观察又不能直接测量的物理量，只有当电流通过它的时候才能间接的测出来。因此，在测量电阻率的时，必须向岩层通入一定的电流，然后研究不同岩石电阻率对电场分布的影响，从而进一步找出电位与电阻率之间的关系。

为了评价含油性，必须较准确的求出地层的电阻率，在地层厚度较大，地层电阻率和泥浆电阻率相差不太悬殊的情况下，可以采用普通电极系测井来求地层电阻率，但在地层较薄电阻率很高，或者在盐水泥浆的情况下，由于泥浆电阻率很低，使得电极流出的电流大部分都在井内和围岩中流过，进入测量层的电流很少。因此测量的视电阻率曲线变化平缓，不能用来划分地层，判断岩性。另外，在沙泥岩交互层地区，高阻临层对普通电极系的屏蔽影响很大，使其难以求出地层真电阻率。

为解决上述的问题，就出现了带有聚焦电极的侧向测井，它能使主电流呈一定厚度的平板状电流束，垂直进入地层，使井的分流作用和围岩的影响大大减少。侧向测井开始为三侧向测井，后来研制了七侧向，现今已发展了双侧向测井，双侧向测井-微球形聚焦测井已成为盐水泥浆和高电阻率地层剖面的必测项目。