Ejercicio Analisis Prueba de Bombeo
Ejercicio Analisis Prueba de Bombeo
Ejercicio Analisis Prueba de Bombeo
Bombeo
Lorena Valderrama Castillo
Juan Sebastián Gómez Camacho
Giovanny Alejandro Cuervo
José Alejandro Narvaez
Joan Manuel Baquero Basto
Universidad Nacional de Colombia
Hidrogeología
Introducción:
Cuando un acuífero es perforado en aras de extraer agua de él, es sumamente importante la comprensión
de las dinámicas del acuífero. Entre ellas se destacan sus características internas y de contorno, el tipo
de acuífero para el estudio de caso, para así proyectar la respuesta del mismo al bombeo. Por medio de
pruebas de bombeo en el pozo, se observa cómo será el comportamiento de vaciado y recuperación del
acuífero, además de la eficiencia del pozo trabajando.
Objetivos:
● Interpretar una prueba de bombeo a partir de datos reales de campo
● Obtener parámetros característicos del acuífero o los acuíferos captados aplicando el método
de Theis y el de Cooper & Jacob
● Obtener información complementaria del acuífero o los acuíferos captados teniendo un registro
geofísico.
● Comparar los resultados de los dos métodos usados.
Metodología:
1. Método de Theis (Log-Log)
Este método implica la superposición y coincidencia de gráficos logarítmicos.
1
Inicialmente se tenía la gráfica W(u) vs en papel log-log, con ayuda de esta se procede a
𝑢
construir la gráfica con los datos obtenidos en la prueba de bombeo de ‘t’ (minutos) vs. el
abatimiento ‘s’ (metros) en la misma escala log-log en un papel calcante.
Teniendo la gráfica de ‘t’ vs. ‘s’ se superponen ambas gráficas hasta tener la mayor parte de
puntos observados coinciden, seleccionando posteriormente un punto de coincidencia aleatorio
1
en ambas curvas en este caso se escogió el punto donde W(u) =10 y 𝑢=100, determinando de
valor de u.
Figura 1. Ubicación ideal del punto de coincidencia.
Teniendo la gráfica con los puntos tomados en campo, los valores que se necesitan de ésta son
𝛥ℎ y 𝑇0 los cuales se calculan como se muestra en la figura 1:
Acto seguido de ésto, se usa la fórmula 𝑇 = 𝑇 ∗ 𝑇 ,con un espesor equivalente a la distancia sumada
de las rejillas (33 metros), para obtener un cálculo más preciso.
3. Software AQTSOLV
Para la obtención de los parámetros del acuífero se utilizó el software AQTSOLV que precisa de los
datos de campo obtenidos; en los cuales se tuvo que especificar las debidas unidades de caudal (Q),
abatimiento (s), tiempo (t) y permeabilidad (k). posteriormente se le suministraron valores iniciales tales
como espesor saturado (b), radio de pozo, caudal y como principales datos el tiempo y el abatimiento,
los cuales son necesarios para la construcción de las gráficas.
Teniendo en cuenta los resultados obtenidos en cada una de las gráficas, se propone una solución para
el acuífero en cuestión y así finalmente obtener los parámetros de Transmisividad (T) y coeficiente de
almacenamiento (S) en valores más aproximados a la realidad.
Resultados:
El análisis de los registros de resistividad (RLLS - RLLD), potencial espontáneo (SP) y gamma natural
(NGAM) arrojaron los siguientes resultados (Fig. 5) que permiten confirmar la litología, la presencia
de fluido (agua) y el posible comportamiento del acuífero en base también a los métodos descritos en
el presente informe.
Figura 5. Registros eléctricos de la zona de estudio. Se muestra solo parte del registro.
1. Método de Theis
Figura 6. Resultados método de Theis, escala logarítmica, línea roja: (Curva de Theis), linea negra: Datos de campo(s vs
t).
Para ésta gráfica, las variables desconocidas que se calculan son las siguientes:
𝛥ℎ = 37,5 𝑇 − 24,470 𝑇 = 13,03 𝑇
𝑇0 = 0,14 𝑇𝑇𝑇 = 8,4 𝑇𝑇𝑇
Con ésto conocido, se procede a calcular la Transmisividad con un valor resultante de:
3. Software AQTSOLV
Figura 8. Resultados en software para parámetros T y S con solución por método de Theis
Figura 9. Resultados en software para parámetros T y S con solución por método de Cooper & Jacob
Discusión:
A partir del análisis de los registros tomados por la Empresa Colombiana de Hidrogeología para el área
de estudio, correspondientes a registros de resistividad (largo y corto), gamma natural y SP, se logra
identificar la litología que comprende el acuífero. Al correlacionar el registro gamma con los resistivos
se obtiene una lectura por debajo de los 35 metros de profundidad correspondiente a lutitas carbonáceas
y silíceas de la formación Honda. Por otro lado, el comportamiento de los registros entre el datum y los
35 m corresponde a capas de grava y arena.
De acuerdo a lo anterior, y según la Figura 3, el acuífero se clasificaría como poco permeable con tipos
de material limo arenoso, limo o arcilla limosa. Para el valor de permeabilidad ‘k’, si llevamos el tipo
de material a la Figura 4, tendríamos una conductividad hidráulica baja (k) que se clasifica en un rango
de orden desde 10−3hasta 10−2metros por día (𝑇/𝑇). En complemento se utilizó la Fórmula 1, para
determinar el valor numérico de K (7.44 * 10-2 m/día) el cual se ubica dentro del rango mencionado.
Con respecto al comportamiento de las gráficas realizadas manualmente, la tendencia de la curva
ploteada en el método de Cooper & Jacob sugiere un acuífero semiconfinado debido a que los últimos
puntos marcan una tendencia de “estabilización”; lo que podría significar un goteo de una capa superior.
Por su parte la gráfica del método propuesto por Theis indica la presencia de un acuífero confinado,
ya que la curva ploteada en s vs t mantiene la tendencia de la curva de Theis en la gráfica W(u) vs u/1.
En el software se llevaron a cabo las gráficas correspondientes para las pruebas Theis (log-log) y Cooper
& Jacobs (semilog) en representación de un acuífero confinado, en ambos casos el software genera una
curva tipo de Theis específica que satisface la solución para un acuífero confinado. Para que el acuífero
estudiado sea confinado es necesario que los puntos ploteados coincidan con la curva generada en el
programa, lo cual no es el caso, en su lugar, ambas curvas generadas con los datos de campo inician
con una tendencia similar a la curva de theis pero se alejan de ella horizontalizándose en un punto hacia
el final del experimento, lo que evidencia un cese en el descenso generado posiblemente por aporte de
agua proveniente de la capa superior de grava.
Se determinó que el acuífero es un acuífero semiconfinado debido a que en los métodos manuales, la
gráfica semilogarítmica satisface la tendencia que siguen los acuíferos semiconfinados, la gráfica log-
log por el método de Theis no fue tan concluyente ya que la escala no permite ver a detalle los cambios
en la curva. Por otro lado los resultados obtenidos en el software debido a la exageración vertical permite
ver un mayor contraste entres sus curvas, las cuales indican la presencia de un acuífero semiconfinado,
que recibe aporte de aguas cuando van 10 metros de su vaciado.
Por otro lado, al comparar los resultados de los métodos gráficos con los arrojados por el software
mediante el análisis de porcentajes de error puede observarse una variación significativa del método
Theis que se aplica en escala log - log y el método Cooper & Jacob en escala semilog.
Como se observa en la tabla, los datos arrojados por el método Theis o log - log se alejan bastante de
los resultados obtenidos mediante el simulador, especialmente el valor de “S”, por lo que resulta más
aceptable considerar los valores obtenidos por el método Cooper & Jacob como los representativos para
el caso de estudio, ya que indica una menor incidencia del error humano. Dadas estas condiciones de
confiabilidad se considera el acuífero como un sistema semiconfinado.
Conclusiones:
● Se puede observar que el método de Theis log-log, es más preciso en cuanto a los valores de T
transmisibilidad, por otra parte por el método de cooper & Jacob fue más acertado con los
valores de S haciendo una comparación con el software usado.
● También se concluye que el acuífero estudiado es de tipo semiconfinado dado a que las gráficas
de Theis y Cooper & Jacob muestran una tendencia que refleja un comportamiento de este tipo.
Adicionalmente al comparar con la litología observado en pozo se respalda lo observado en las
gráficas.
● Los métodos gráficos hechos a mano en una idea de lo que posiblemente se tenga en los
modelos, pero son poco prácticos y precisos ya que son más propensos al error humano,
adicional a esto, presentan un problema de escala el cual por su tendencia logarítmica no es
fácil de solucionar.
● Los resultados obtenidos por el método Cooper & Jacob muestran un porcentaje de error menor
en comparación con el método Theis, lo que indica una mayor confiabilidad en los resultados
en el papel semilogarítmico. Con esto, se concluye que el acuífero de estudio se comporta como
un acuífero semiconfinado.