Лабораторна робота № 9

РОЗРАХУНОК РОЗПОДІЛУ ЕКСТРЕМАЛЬНИХ ЗНАЧЕНЬ ТЕМПЕРАТУР ПО ПРОФІЛЯХ ПРИПЛИВІВ ПЛАСТОВИХ ФЛЮЇДІВ В СВЕРДЛОВИНІ.

9.1 Мета роботи

Вивчити процес теплообміну в системі "свердловина-пласт" помів гірськими породами і продукцією продуктивних пластів.

9.2 Завдання

Визначити розподіл температур в стовбурі діючої свердловини.

9.3 ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

В непрацюючій свердловині зміна температури з глибиною визначається геотермічним градієнтом.

Надходження пластової продукції в свердловину супроводжується наступними явищами:

1. Дроселюванням - розширенням продукції, що поступає з пласта, в стовбурі свердловини. Зміну температури флюїду чи газу при дроселюванні називають ефектом Джоуля-Томсона:

(9.1)

де -температура продукції пласта в стовбурі свердловини навпроти пласта, °С;

Т_пл -температура природного теплового поля в пласті, °С;

ΔР - депресія на пласт, МПа;

- коефіцієнт Джоуля-Томсона. °С/МПа.

Для природних газів при температурах 20-200°С і тисках 5-30 МПа коефіцієнт Джоуля-Томсона змінюється в межах 0.5-5 °С/МПа, а знак його від'ємний. При зростанні тиску, температури і відносної молекулярної маси газу величина зменшується.

Нафта і вода при дроселюванні підвищують свою температуру, і відповідно, коефіцієнт Джоуля-Томсона має додатній знак, а величина його для нафти становить =0.4 °С/МПа, для води в=0.2 °С/МПа.

2. Зміною температури потоку по стовбуру свердловини за рахунок теплообміну з навколишнім середовищем.

3. Калориметричним ефектом - зміною температури потоку в свердловині біля покрівлі працюючих пластів за рахунок змішування продукції пласта з потоком продукції із нижчерозташованих працюючих пластів.

Температура потоку навпроти покрівлі пласта визначається із рівняння балансу тепла:

Т_покр (Q_під*С_під+Q_пл*С_пл)=Т_під*Q_під* С_під+ _пл*Q_пл*С_пл, (9.2)

де Т_під, Т_покр. _пл - відповідно температури на підошві і покрівлі пласта, а також температура продукції пласта при поступанні в свердловину, °С;

Q_під, Q_пл - відповідно дебіти нижчерозтаюваних працюючих пластів і досліджуваного пласта, м³/добу:

С_пл - відповідно питомі теплоємності потоків із нижчерозташованих пластів і досліджуваного пласта, Дж/(м·°С). Якщо нижче досліджуваного пласта знаходяться декілька працюючих пластів, то параметри Q_піді С_підвизначаються наступним чином:

(9.3)

(9.4)

де Q_іі С_і - відповідно дебіт і питома теплоємність продукції кожного нижчерозтаиованого пласта.

9.4 ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

Використовуючи дані, наведені в таблиці 9.1, визначити природні значення температур біля покрівлі і підошви кожного із пластів і побудувати геотермограму.

По Формулах (9.1)-(9.4) розрахувати значення температур на підошві і покрівлі кожного із пластів, використовуючи дані про режим роботи пластів (з таблиці 9.1) і теплофізичні характеристики пластової продукції (із довідкової літератури). При цьому працюючі горизонти слід розглядати послідовно знизу вверх, а зміну температури в інтервалах залягання вміщуючих порід прирівнювати до зміни температури природнього поля в цих же інтервалах.

По результатах розрахунків побудувати термограму і зробити висновок.

Таблиця 9.1- Вихідні дані для розрахунків температур в експлуатаційних свердловинах.

9.5 КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Що таке геотермічний градієнт?

2. Якими процесами зумовлена зміна природнього теплового поля в експлуатаційній свердловині?

3. Ефект Джоуля-Томсона при поступай в свердловину нафти, газу і води.

4. Залежності, що використовуються для розрахунку екстремальних значень температур в експлуатаційній свердловині.

5. Оцінка результатів розрахунків.

9.6 ЛІТЕРАТУРА

1. Резванов P.A. Радиоактиные и другие незлектрические методы исследования скважин.-М., Недра, 1982.

2. Кобранова В.Н. Петрофизика.-И.. Недра, 1986.