Термические методы исследования скважин (термокоратаж). СУРС Магнитные методы исследования скважин

11.02.2012 года

ТЕМА 1. ТЕРМИЧЕСКИЙ КАРОТАЖ

Термические методы исследования скважин (термокаратаж) проводит с целью изучения естественного теплового поля Земли, локальных искусственных тепловых полей, при бурении и эксплуатации скважин и т.д.

Метод естественного теплового поля земли (геотермия)

Геотермическими исследованиями установлено что на континентах температура пород до глубин 10-40 м подвержена периодическим колебаниям (суточным сезонным и годовым), а в океанах и морях до глубин 300-400 м. Эти колебания температуры связаны с изменением интенсивности солнечного излучения.

ДОПИСАТЬ

Температура нейтрального слоя равна среднегодовой температуре поверхности земли в точке наблюдения. Ниже этого нейтрального слоя наблюдается закономерное температурное возрастание, обусловленное внутренним теплом земли. Оно связано с энергией, высвобождаемой при радиоактивных распадах элементов в недрах земли, а также с кристаллизационными и полиморфическими превращениями, физико-химическими и другими процессами протекающими внутри земли.

Интенсивность нарастания температуры с глубиной характеризуется геотермическим градиентом за который принимают изменении температуры земли в градусах Цельсия на определенное количество метров глубины. Градиент рассчитываю по формуле:

ф

Используется величина обратная геотермическому градиенту – геотермическая ступень. Она показывает разность глубин которое соответствует изменении температуры пород на 1 градус Цельсия:

ф

Геотермический градиент пропорционален тепловому сопротивлению породы которая отражает литологические особенности горных пород в разрезах скважин:

ф

Этим вызваны изменения геотермического градиента при пересечении скважиной различных пород, что отмечается изменением угла наклона термограммы относительно вертикали. При постоянном тепловом потоке q диаграммы геотермического градиента можно рассматривать как диаграммы теплового сопротивления или теплопроводности.

Изучение тепловых свойств горных пород проводят как в обсаженных так и не обсаженных скважинах. Геотермические измерения проводят в скважинах с установившимся тепловым режимам, который наступает по истечении времени достаточного для восприятия заполняющий ствол скважины жидкости естественной температуры пластов. В средним скважина должна простаивать без циркуляции в ней промывочной жидкости не менее 10 суток. Измерения температур проводят только при спуске скважинного прибора в скважину.

Выравнивания температур происходит в результате теплообмена между ними. Обычно значение геотермического градиента в зависимости от литологии пород изменяются от 0,2 до 7 градусов С/100м и более, а геотермической ступени от12 до 88 м/градус и более.

Методы изучения местных тепловых полей

Местные тепловые поля приурочены к газоносным и нефтеносным пластам, пластам коллекторам в которых происходит циркуляции воды, а также сульфидным рудам, ископаемым углям и галогенным осадкам. При фильтрации через пористую среду жидкости ее температура за счет трения повышается, при фильтрации газа происходит снижения температуры в следствии адиабатического расширения газа это явления получило названия эффекта Джоуля-Томсона (эффект дросилирования нефти и газа)

ф

Если ε>0 это значит, что газ охлаждается. Численное значение зависит от состава газа и его температура (для природных горючих газов при температуре t=20-200 и перепади давления Р=5-30 МПа ε изменяется от 0,05-0,45, значение этого коэффициента снижается с ростам давления, температуры). В процессе бурения давления столба промывочной жидкости и вскрываемый газоносный пласт отмечается понижением температуры, в эксплуатационной скважины газоносный пласт отмечается отрицательной аномалией не зависимо от соотношения давления в скважине и пласте. Из выражения (5.1) значения экстремальной температуры связанной не с количествам поступающего из пласта газа, а с перепадом давления в системе скважина продуктивный пласт. Поэтому небольшие поступления газа могут вызывать значительные температурные аномалии охлаждения в то время как в высокодебитных и хорошо проницаемых газовых пластах с малым перепадам давления возможны малые значение экстремальных температур.

Экспериментально установлена, что нефти и воды коэффициент Джоуля-Томсона отрицательный. В связи с этим мест поступления в скважину нефти и воды

Для выявления локальных аномалий используют высоко чувствительные термометры. Они позволяют изучать тепловые поля малой интенсивности. При проведении температурных измерений могут быть решены задачи:

1) определение местоположения продуктивного пласта

2) определение местоположение газонефтяного контакта

3) определение место потери циркуляции в бурящийся скважине