Термометрия в нагнетательных скважинах, страница 17

Для упрощения чтения здесь не приводится математическая постановка и решение задач, а анализируются только результаты расчетов.

4.1.1. Распределение температуры при закачке и изливе выше интервала перфорации.

На рис.1.1 приведены кривые, отображающие распределение температуры в стационарном режиме выше интервала перфорации при закачке и после смены режима закачки на излив при исправном тех. состоянии скважины и отсутствии движения воды по неперфорированным пластам. Отметим характерные особенности этих кривых для случая конечных величин приемистости и дебита излива.

При закачке: 1 - температура, начиная с устья, понижается; 2 - отмечается минимальная температура на глубине Нm₃; 3 - ниже глубины Нm₃ наблюдается рост температуры с увеличением глубины; 4 - на глубине Нri температура в скважине равна геотермической; 5 - с глубины Нrз и ниже увеличивается разность между геотермической температурой и температурой в скважине, а градиент температуры в скважине стремится к геотермическому; 6 - при увеличении приемистости глубины Нmi и Нri увеличиваются, причем Нmз < Нrз, а Нrз < Нrg , где Нrg - эта глубина, на которой естественная температура пород равна температуре закачиваемой воды на устье.

При изливе на термограммах отмечаются те же характерные особенности, что и при закачке в случае отсутствия каких-либо нарушений в скважине и пласте. Отличие между этими распределениями заключается в количественных соотношениях. Так глубина Нmu (Нmu - эта глубина, где градиент температуры равен нулю) при изливе всегда меньше, чем при закачке. Причем нулевой градиент на термограмме может и не наблюдаться (т.е. точка с нулевым градиентом находится выше устья) при относительно больших дебитах излива. Так же как и при закачке кривая распределения температуры при изливе пересекает геотермограмму на глубине Нru, а также кривую распределения температуры при закачке на глубине Низ. При этом 'выполняются соотношения: Hru > Нrз > Нuз. Выше глубины Нuз

Рис.1.1. Распределение температуры вдоль ствола нагнетательной скважины. —— - закачка; ----- - излив; ——— - геотерма. Шифр кривых:дебит (приемистость) в м³/сут

температура при изливе продолжает уменьшаться при приближении к устью либо непосредственно до устья, либо, достигнув какого-то минимального значения, начинает увеличиваться. Причем температура на устье при изливе меньше, чем при закачке.

Здесь следует отметить, что если скважина находится длительное время под закачкой, то распределение температуры при изливе отличается от расчетного. Так температура в скважине при изливе на продолжение первых нескольких десятков метров выше интервала перфорации не уменьшается, как это следует из теории, а увеличивается. Выше температура в скважине уменьшается и закономерности изменения температуры, следующие из теории, здесь сохраняются.

4.1.2. Распределение температуры в зумпфе

На рис.2.2 приведены графики результатов расчета распределения температуры в зумпфе при закачке для случая ненарушенного начального геотермического поля пород и отсутствии движения жидкости внутри и вне эксплуатационной колонны. Здесь по оси абцисс отложено расстояние в зумпфе, считая от подошвы пласта, по оси ординат DТ/DТо = [T(z,t]-Tr(z)]/[To - Tr(z)] -безразмерная температура, где T(z,t) и То - температура в зумпфе и закачиваемой воды в скважине при z=0 (z=0 - плоскость, соответствующая подошве пласта) соответственно, Tr (z) - естественное (геотермическое) распределение температуры пород.

Из рисунка видно, что температура в зумфе монотонно стремится к геотермической с увеличением расстояния от подошвы нижнего принимающего закачиваемую воду пласта. (Геотермическая температура на рисунке соответствует линии DТ/DТо = 0, т.е. DТ= T(z,t)-Tr(z) = 0 или T(z,t) = Tr(z).

Глубина Нз, на которой температура в зумпфе в процессе закачки практически равна геотермической, зависит от продолжительности закачки и теплофизических свойств подстилающих пласт пород. Так при увеличении времени закачки и увеличении коэффициента температуропроводности пород увеличивается глубина Нз.