В гидрологии испытание скважины проводится для оценки количества воды, которое можно выкачать из конкретной скважины . Более конкретно, испытание скважины позволит спрогнозировать максимальную скорость, с которой вода может быть выкачана из скважины, и расстояние, на которое упадет уровень воды в скважине при заданной скорости и продолжительности откачки.
Испытание скважин отличается от испытания водоносных горизонтов тем, что в первом случае основное внимание уделяется поведению скважины, тогда как во втором количественно определяются характеристики водоносного горизонта (геологического образования или единицы, снабжающей скважину водой).
Когда вода выкачивается из скважины, уровень воды в скважине падает. Это падение называется понижением . Количество воды, которое можно выкачать, ограничено произведенным понижением. Обычно понижение также увеличивается с продолжительностью времени, в течение которого продолжается откачка.
Компоненты наблюдаемого падения давления в насосной скважине были впервые описаны Якобом (1947), а тест был независимо усовершенствован Хантушем ( 1964) и Биршенком (1963) как состоящий из двух связанных компонентов:
где s — депрессия (единицы длины, например, м), — скорость откачки (единицы объемного расхода, например, м³/сутки), — коэффициент потерь водоносного горизонта (который увеличивается со временем — как предсказывает решение Тейса ) и — коэффициент потерь скважины (который постоянен для заданного расхода).
Первый член уравнения ( ) описывает линейную составляющую просадки, т. е. ту часть, в которой удвоение скорости откачки удваивает просадку.
Второй член ( ) описывает то, что часто называют «потерями скважины»; нелинейный компонент просадки. Чтобы количественно оценить это, необходимо качать скважину с несколькими различными скоростями потока (обычно называемыми шагами ). Рорабо (1953) дополнил этот анализ, сделав показатель степени произвольной степенью (обычно между 1,5 и 3,5).
Для анализа этого уравнения обе стороны делятся на скорость разряда ( ), оставляя на левой стороне, которая обычно называется удельной падением . Правая сторона уравнения становится прямой линией. Построение графика удельной просадки через заданное время ( ) с начала каждого этапа теста (поскольку падение будет продолжать увеличиваться со временем) в зависимости от скорости откачки должно дать прямую линию.
Проведя прямую линию через наблюдаемые данные, наклон линии наилучшего соответствия будет (потери в скважине), а пересечение этой линии с будет (потери в водоносном горизонте). Этот процесс подгоняет идеализированную модель к реальным данным и смотрит, какие параметры в модели делают ее наиболее соответствующей реальности. Затем делается предположение, что эти подобранные параметры наилучшим образом представляют реальность (учитывая, что предположения, которые были заложены в модель, верны).
Приведенное выше соотношение относится к скважинам с полным проникновением в ограниченные водоносные горизонты (те же предположения, которые использовались в решении Тейса для определения характеристик водоносного горизонта при испытании водоносного горизонта ).
Часто эффективность скважины определяется с помощью такого рода испытаний, это процент, указывающий долю общего наблюдаемого снижения в насосной скважине, которое вызвано потерями в водоносном горизонте (в отличие от потока через фильтр скважины и внутри скважины). Идеально эффективная скважина с идеальным фильтром скважины и где вода течет внутри скважины без трения, имела бы 100% эффективность. К сожалению, эффективность скважин трудно сравнивать между скважинами, поскольку она зависит также от характеристик водоносного горизонта (такое же количество потерь скважины по сравнению с более проницаемым водоносным горизонтом даст более низкую эффективность).
Удельная мощность — это количество, которое скважина может выдать за единицу дебита. Обычно ее получают из теста на ступенчатую дебит. Удельная мощность выражается как:
где
Удельная мощность скважины также является функцией скорости откачки, при которой она определяется. Из-за нелинейных потерь в скважине удельная мощность будет уменьшаться с более высокими скоростями откачки. Это усложнение делает абсолютное значение удельной мощности малопригодным; хотя оно полезно для сравнения эффективности одной и той же скважины с течением времени (например, чтобы увидеть, требует ли скважина восстановления).
Дополнительные ссылки на методы анализа результатов испытаний методом откачки, отличные от описанного выше (обычно называемого методом Хантуша-Биршенка), можно найти в общих ссылках на испытания водоносных горизонтов и гидрогеологию .
