Термометрия в нагнетательных скважинах, страница 18

При изучении характера распределения температуры при закачке (при изливе) следует особо обратить внимание на то. что в пределах (и выше) нижнего принимающего закачиваемую воду интервала градиент температуры в скважине положительный, но меньше геотермического (при изливе градиент, как правило, отрицательный), а в зумпфе (ниже нижнего принимающего интервала) градиент температуры изменяется от плюс бесконечности (в подошве нижнего принимающего интервала) до геотермического на глубине Нз. Таким образом, нижняя граница приема (или отдачи при нзливе) отмечается резким изломом

термограммы.

На рис. 2.2 приведены зависимости для случая, когда температура закачиваемой в пласт воды постоянна. Однако в действительности температура воды в течение года изменяется. Влияние сезонных колебаний температуры закачиваемой воды в подошве нижнего принимающего интервала на распределение

температуры в зумпфе представлено на рис.2.3. Здесь по оси абцисс отложено расстояние в зумпфе, отсчитываемое от подошвы принимающего пласта, по оси ординат,- DТс/DТос - безразмерная температура, гдеDТс = Tс(z,t) - Tcp(z), DТос -амплитуда изменения температуры в течение года, Tсp(z) и Tс(z,t) - средняя и искомая температура в зумпфе. Как видно из рисунка, влияние сезонных изменении температуры закачиваемой воды быстро уменьшается. Так уже при z = 6 м отношение DТс/DТос < 0,15.

Влиянием сезонных колебаний температуры закачиваемой воды можно пренебречь, когда температура закачиваемой воды значительно отличается от геотермической, т.к. отношение DТ/DТо мало. Этому условию удовлетворяют глубокие скважины (Н > 2000 ¸3000 м. В этих скважинах DТ > - 20-30 °С. Кроме того, DТс®0 с увеличением глубины скважины.

Через небольшое время (до 1-2 часов) после перевода скважины с режима закачки на излив (или в состояние покоя) характер распределения температуры в зумпфе тот же, что и при закачке. Отличие между этими распределениями состоит в том. что при изливе и в остановленной скважине температура в зумпфе меньше, чем при закачке на величинуDТ=hDР, где h@0,002 °С/атм - адиабатический коэффициент расширения (сжатия) воды, DР - разница забойного давления при закачке и изливе (или в остановленной скважине).

4.2. Распределение температуры в остановленной скважине

Промысловые  исследования  и результаты теоретических  расчетов показывают, что темп восстановления температуры в различных участках ствола скважины различный. На рис.2.4 приведены расчетные зависимости темпа восстановления температуры в скважине против непроницаемых пород и поглощающих закачиваемую воду пластов. Здесь по оси ординат отложено DТп /DТпо - безразмерная температура, по оси абцисс - Fo = at/R²- безразмерное время, где DТ и DТпо - отклонение температуры в скважине от геотермической в произвольный и начальный момент времени после остановки скважины соответственно, а - коэффициент температу-ропроводности пород, t - время простоя скважины. R - радиус скважины.

Результаты расчетов показывает, что темп восстановления температуры против поглощающих закачиваемую воду пластов значительно меньше темпа восстановления температуры против вмещающих пород. Например, при закачке воды в течение 7 месяцев аномалия температуры снизится наполовину первоначальной через 100 часов в удаленных от поглощающего пласта участках ствола скважины и через 22 суток в интервале поглощающего пласта.

Темп восстановления температуры в скважине изменяется с течением времени. В начальный период простоя скважины в состоянии покоя темп восстановления температуры максимальный, т.е. происходит интенсивный теплообмен скважины с породой. С увеличением времени простоя темп восстановления уменьшается. Так, при закачке воды в течение 7 месяцев за первые 100 часов простоя скважины в состоянии покоя тепловая аномалия уменьшится