Процесс бурения. Информационная основа и комплекс параметров ГТИ. Повышение геологической информативности методов исследования скважин по промывочной жидкости, страница 9

Так, результаты опробования оптико-акустического газоана­лизатора ГИАМ-5М, фиксирующего (в отличие от катарометра ДГРП) содержание в газовоздушной смеси (ГВС) только метана, позволили сделать очень важный практический вывод о том, что в реальных условиях проведения газового каротажа в Западной Сибири аномалии по метану, зафиксированные после выхода из скважины, в дальнейшем не прослеживаются. Таким образом, доказано, что свободный метан полностью дегазируется из ПЖ в

реальных условиях желобной системы, применяемой в Западной Сибири, при движении от устья до насосов. Это обстоятельство имеет принципиальное значение, так как существенно упрощает методику проведения работ из-за ненадобности учета газонасы-шенности ПЖ метаном на входе в скважину [82].

Интересные результаты, объясняющие механизм поведения пластового газа в ПЖ при ее движении к дневной поверхности, получены при опробовании аппаратуры радиоизотопного плот­номера ПЖ [167], при поисках новых физических методов пря­мого определения газонасыщенности ПЖ [52].

Все эти работы и позволили по-новому подойти к проблеме повышения геологической информативности методов исследо­вания скважин по промывочной жидкости.

5.5. Геологическая информативность температуры ПЖ на выходе из скважины

В практике проведения геолого-технологических исследо­ваний данные о температуре ПЖ на выходе из скважины используются довольно широко как за рубежом, так и у нас в стране для выделения зон АВПД [49, 81, 169], выделения проницаемых интервалов [81, 182], определения температу­ры на забое скважины [79, 127]. Однако серьезных теорети­ческих работ, связывающих температуру ПЖ на выходе из скважины с забойными условиями с целью получения обос­нования ее геологической информативности, в литературе не встречается.

Э. Е. Лукьяновым совместно с А. И. Филипповым (Башгосу-ниверситет) сделана попытка восполнить этот пробел.

Введем модель, показанную на рис. 5.15, и обозначения:

Г, — температура ПЖ в бурильных трубах, К; Т2 — температура в затрубном пространстве, К;

Дж

С — удельная теплоемкость ПЖ, ———;

К • кг

кг

р   — плотность ПЖ, —з~; м

У{ — скорость движения ПЖ в бурильных трубах, м/с;

У2 — скорость движения ПЖ в затрубье, м/с;

/•„ — внутренний радиус бурильных труб, м;

а  — коэффициент теплообмена бурильных труб с за-

Вт трубьем,   -  2       ;

М    ' 14.

^-^ — величина теплового потока в горные породы (из

Вт

горных пород), —2~; м

К — радиус скважины, м.

Предположим, что:

— расход ПЖ в _|>урильных трубах равен расходу ПЖ в за­трубье (поглощение или приток в скважину отсутствуют);

— теплообмен по затрубно-му пространству осуществляет­ся по закону Ньютона;

— тепловыделения за счет работы долота на забое пренеб­режимо малы;

— частицы выбуриваемых пород (шмала) не изменяют за­метно температуру потока.

Составляя уравнение балан­са тепловой энергии для пото­ка жидкости в бурильной трубе и затрубном пространстве, при­ходим к уравнениям:

+а(Г, - Т2)2кг^1с!1 = 0, (5'42)

= 0.

(5'43)

Из (5.42) и (5.43) приходим к уравнениям температуры пото ков жидкости в трубах и затрубном пространстве:

„ с!Т,     ,,- с1Т,     2лга ,„,      _ ,     _

О т ——— — '22 ——— "^ ————— \   2 —     1' "^ —х->— У \*-/ "~

(11 $1         Ср                          Ср

(5.45)

Далее введем характерные параметры — время бурения т и полную глубину бурения (глубину скважины) Я.

Тогда, складывая (5.44) и (5.45), найдем:

где     0 = У{5} - У252 — расход ПЖ, л/с.

Последнее равенство по сути дела означает, что:

— разность температур не зависит от теплообмена между тру­бами и затру бьем, а определяется только полным количеством получаемого или отданного тепла;

— разность температур не зависит от соотношения скоростей в трубах и затрубном пространстве.

Последние два вывода положим в основу рассматриваемой теории.

Для поиска решения положим, что Г, и Т2 на забое равны. При этом мы пренебрегаем выделением тепла за счет работы долота.

Тогда из (5.46) получим:

Г2"г'=л-?(г'''№'- (5-47) ••

1