Изчисляване на разпределението на температурата по дължината на сондажа
Цел: определяне на геотермалния градиент, геотермалния етап в затворения кладенец и геотермалния градиент в производствения кладенец.
Цели: да научи студентите как да използват термометрични данни от кладенци за определяне на продуктивни и абсорбиращи интервали, термични и хидродинамични параметри на резервоара.
При разработването на нефтени и газови находища термометричните изследвания на кладенци се използват широко за решаване на следните видове проблеми:
1. Първоначално разпределение на температурата в резервоара. Според резултатите от изследването се изграждат карти на изотерми.
2. Разпределение на температурата по затворения сондаж - геотермограмни криви.
3. Разпределение на температурата по дължината на сондажа.
4. Определяне на продуктивни или абсорбиращи интервали.
5. Определяне на топлофизични и хидродинамични параметри на пласта.
Кривата на разпределение на температурата по участъка на сондажа, взета в дълъг празен кладенец, се нарича геотермограма (виж фиг. 6.1). Съотношението на температурната разлика между две точки към разликата в дълбочината се наричагеотермален градиенти показва интензивността на повишаване на температурата с дълбочина. Реципрочната стойност на геотермалния градиент се наричагеотермална стъпка(виж Фиг. 6.2). За практически изчисления геотермалната стъпка се изчислява спрямо дълбочина от 100 m.
По време на работа на кладенеца, поради конвективен пренос на топлина от пластов флуид или газ и пренос на топлина към околната среда, естественото разпределение на температурата около сондажния ствол се нарушава поради термофизичните параметри на пласта и флуида:
Топлинен капацитет на скали, течност и газSp, Czh, Cgе количеството топлина, което е необходимоза нагряване на 1 g скала, течност или газ
Коефициент на топлопроводимостl е равно на количеството топлина, протичаща за единица време през една повърхност, с температурна разлика от 1 ° C, l - kkcal / (m × ° C) "W / (m × ° C);
Коефициент на топлинна дифузия”a” характеризира скоростта на разпространение на температурата в m 2 /s:
, (1)
r - плътност, kg / m 3.
Коефициент на топлопреминаванеC е коефициентът на топлопреминаване между потока на материята и околната среда
(2)
Съотношението на изменението на температурата на газа в резултат на адиабатното му разширение (дроселиране) към изменението на налягането се нарича ефект на дросела или ефект на Джаул-Томсън.
Промяната в температурата с намаляване на налягането с 1 atm се нарича коефициент на Джаул-Томсън, който варира в широк диапазон и може да бъде положителен или отрицателен.
Йов 1. Разпределение на температурата по дължината на затворения кладенец
1. Въз основа на първоначалните данни в таблица 5.1, начертайте разпределението на температурата по протежение на сондажа на спрян кладенец (вижте фиг. 5.1)
m 3 / ден
MPa
Първоначална информация:
м,
банкомат,
W/m 2 0 С
m 3 / ден
кг / м 3
Wh/kg 0 С
2. Определете геотермалния градиент между две точки по дължината на сондажа, като използвате таблица 6.1, като използвате формулата: 0 S/m
(3)
3. Определете геотермалната стъпка и я начертайте на графиката (вижте Фиг. 6.2): m / 0 С
(4)
4. Изчислете среднопретегления геотермален градиент Gav.v.: 0 S/m
(5)
5. Въведете резултата от изчисленията в таблица 5.2
Ориз. 5 (1.2.3) Разпределение на температурата върху спрян и работещ кладенец
1 -геотермограма на сондажа
2 - геотермален етап
3 - геотермограма по дължината на сондажа в работещ кладенец
Задача 2. Изчислете разпределението на температурата по дължината на сондажа.
Според данните за работата на кладенеца в режим на работа на кладенеца с дебит в m 3 / ден, преобразувайте kg / h, като използвате формула 6. Също така изчислете плътността на течността, като използвате формула 7.
(6)
(7)
Изчислете температурата на дъното на отвора: 0 С
(8)
където: - коефициент на Джаул-Томсън
- усвояване на дъното на дупката, атм
Изчислете температурата по дължината на сондажа на дълбочини: 0 С
метра от дъното на кладенеца.
(9)
(10)
Където: -
d– диаметър на проходното сечение, през което се движи течността, m
- 17 W / m 2 0 С - линеен коефициент на топлопреминаване.
Cp - 0,58 W h / kg 0 C - коефициент на топлинна мощност
Въведете резултатите от изчисленията в таблица 5.3 и начертайте геотермограмата по дължината на сондажа в експлоатационния кладенец (вижте фиг. 5.3).
| H, m |
| t, 0 С |
Тестови въпроси
1. Кажете целта и същността на термометричните изследвания.
2. Какво се нарича геотермално стъпало и геотермален градиент.
3. Каква е разликата между проучвания на спрян и работещ кладенец.
4. Поради какви термофизични параметри на резервоара и флуида се формира ново разпределение върху сондажа и резервоара?
5. Това, което се нарича коефициент на Джаул-Томсън.