Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 [ 44 ] 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270

3.9. ЗАМЕЧАНИЯ О ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ СКВАЖИН

Исследование температурных режимов действующих скважин позволяет получать значительный объем информации о некоторых процессах течения продукции как в призабойной зоне, так и в скважине.

Суточные и сезонные колебания температуры на поверхности земли сказываются на небольшой глубине от поверхности, ниже которой существует так называемый нейтральный слой, температура в котором положительна и постоянна. Ниже нейтрального слоя температура с глубиной постоянно увеличивается в соответствии с термическим градиентом Г, определяемым как

„ dt

Г-, (3.87)

где dt - изменение температуры, "С; dH - изменение глубины, м.

Геотермиюский градиент изменяется в зависимости от географического положения изучаемого региона, температуры / и глубины Я нейтрального слоя:

= irrW- (3-88)

ч ПС

где t, Я - соответственно температура (°С) на глубине Я (м).

Изменение температуры в функции изменения глубины называется геотермой, и на практике она представляется прямой линией с угловым коэффициентом, равным геотермическому градиенту (для скважины геотерма устанавливается при дебите, равном нулю). В этом случае зафиксированная термограмма отражает естественное невозмущенное тепловое поле Земли. Термограмма в работающей скважине {Q > 0) отражает все тепловые возмущения, связанные с течением флюидов в разлишых элементах системы. Сравнение геотермы с термограммой в работающей скважине позволяет определять причины их расхождения, выделять продуктивные или поглощающие интервалы, заколонные перетоки и др. Установившийся тепловой режим работы скважины наступает тогда, когда потери тепла в окружающую среду сравниваются с теплотой, привнесенной восходящим потоком скважинной продукции.

Так как течение продукции в пласте, призабойной зоне и самой скважине связано с определенными потерями давления АР, продукция в скважине будет иметь температуру, отличную от пластовой, определяемой при условии Q = О (статические условия). При течении в скважину жидкости ее температура увеличивается в сравнении с пластовой температурой вследствие проявления эффекта Джоуля-Томсона на величину А/:

М= ёДР, (3.89)

где г - интегральный коэффициент Джоуля-Томсона, °СЛ1а; АР - потери давления, Па.

При течении газа его температура снижается в сравнении с пластовой температурой вследствие сильного расширения газа.

Интегральный коэффициент Джоуля-Томсона в пределах реальных значений АР можно принимать постоянным и равным: для воды ё„ = 0,2410" °СУПа; для нефти ё„ = (0,41,61)- 10" °СЯ1а; для газов ё, = (2,55-4,08)- 10" °С/Па.

Оценим изменение пластовой температуры при депрессии АР = ЮМПа:

при течении нефти At = (0,41+0,61)- 10" -10= -f (4,1+6,1) °С; при течении газа At= (2,55+4,08) -10 -10 = - (25,5+40,8) °С. Таким образом, изменение температуры продукции на забое работающей скважины может отличаться (а иногда существенно!) от пластовой температуры.

Использование современных скважинных электротермометров для регистрации температурных аномалий позволяет легко оценивать дроссельные эффекты. Особую роль термодинамические исследования играют в скважинах, продуктивные коллекторы которых состоят из нескольких пластов или пропластКов. Если продукция этих пропластков имеет различную температуру, то смешиваясь в скважине, она дает калориметрический эффект, приводящий к скачкообразному изменению температуры смешанной продукции пропластков. Численно температурный скачок At зависит от исходных температур смешивающихся потоков, от их расходов и теплоемкости продукции и определяется калориметрической формулой. Например, продуктивный горизонт представлен двумя пропласт-ками: нижним - 1 и верхним - 2. Нижний пропласток работает со следующим массовым дебитом (кг/с), температурой и теплоемкостью продукции и Cj (кДж/кгград).

Верхний пропласток работает с соответствующими характеристиками /2 и Cj. При этом температура смешанного потока /; понижение температуры продукции нижнего пропластка по отношению к / А/,, а повышение температуры продукции верхнего пропластка по отношению к / A/j таковы:

А/, =/,

(3.90)

В соответствии с калориметрической формулой имеем:

А/, С, е, =А/,С,е,. (3.91)

Учитывая, что дебит смешанного потока Q равен

Q = Q, + Q2, (3.92)

из совместного рассмотрения (3.91) и (3.92) можно получить:

А/ С

Таким образом, измеряя дебит скважины Q и температурные скачки каждого из работающих пропластков А/, и At,, можно определить дебит каждого из пропластков Q, и В настоящее время созданы термодебитомеры с высокой разрешающей способностью, что существенно расширяет возможности термодинамических исследований и круг решаемых задач.

Как уже отмечалось, в процессе разработки нефтяного месторождения, а особенно сложнопостроенного месторождения, необходимо получать большое количество разнообразной информации, используемой для рациональной выработки запасов. Одним из таких способов является дебитометрия скважин. Самого пристального внимания заслуживает и комплексирование термодинамических и дебитометрических исследований.

3.10. ДЕБИТОМЕТРИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН

Практика разработки огромного количества нефтяных месторождений показала, что наши многие теоретические представления о поведении такой сложной системы, каковой является нефтя-