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

с ярутсй сторшы, уравнение (4.10) верно для областей, лежащих за щмделами скважины:

Если время нагнетания превышает несколько суток, функщш Дг), определеяная вьфажением (4.11), должна быть найдена 1ц>и = Гэ; коэффициент теплопроводности V и коэффициент темперахурмфовод-вости ejp грунта постоянны; - температура гр]щта на гпу&ше z.

Так как (Г, - Г) + (Г - Тр) = Г, - Тр,

то или

=Т,-Т,

(4.19)

Температура Тр может быть записана в следувицей форме: T,=To + pz

Здесь То - температура на поверхности земли; 0 - геотермальный градиент, 1ц>ичем часто полагают Р = const

Если нагретая жидкость подается по теплоиэол1фованной трубе, сум-ьофный коэффициент теплоотдачи h может быть рассчитан с помощью соотношений, 1ц>иведенных на рис. 4.2. Считая, что тепловое сощютивле-ние между потоком жидкости н внутренней поверхностью трубы, а также тепловые сопротивления внутренней и обсадной труб малы, получаем:

£ In rr„./fi] I In [r.lr\]

rxh X... r,„(Ac+A,) X.« (4.20)

Здесь ri„j - внешний радиус изоляции; Л,,» - ее коэффициент теплопроводности; г/ и Гз - радиусы внешних поверхностей соответственно

Эю соотношение описывает процесс, близкий к реальному, если длительность иашетавия превосходит 1 сут [4.9].

НКТ и обсадной колшны; г= Гз - радиус скважины; \;,-т - коэффициент теплощюводности цемента; hQuhg - коэффициентытешюотдачи при конвективном теплообмене и излучении в кольцевом промежутке меходу НКТ и обсадной колонной.

Если термическое сощютивление при щюцессах теплообмена эа счет конвекции и излучения в щюмеятке между изоляционным материалом и кояхом мало (высокие значения и h), соотношение (4.20) приводится к более щюстому виду, и выражение для осевого распределошя плотности тепловых потерь в скважине записывается следуюшим образом:

пригв=гз

In [r,Jr\] In [r,lr\] f(t)

-----------j-------1-----,

Xrt, "Ktm xf (4.21)

Если нагретая жидкость подается по нетеплоизолированной трубе, коэффициент теплоотдачи может быть получен из вьфажения приг« =Гз

J = ? bi [r,lr\]

r\h «.(Ас+А.) (4.22)

Если Хс - коэффициент суммартой теплощюводности среды, заполняющей кольцевой щюмежуток, в котором осуществляется конвективный теплообмен, то

In (4.23)

Коэффициент суммарной теплощюводности Х связан с истинным коэффициентом теплощюводности X жидкости, заполняющей кольцевой промежуток при определенном давлении и температуре (Ту + г2)/2 следующим соотношением:

= 0.049 [GrPr]W. РгО.074 .

(если 510* <СгРг<7,210« [4.1]). В данном случае

Gr = (г, (Т.-Т.) .

где и Гз - температуры соответственно НКТ и обсадной трубы; пара-118

метры а, р, fl. Pi -соответственно коэффициент термического расишре-ния, плотность, вяэкость и число Прандтля яоцости, заполняющей кольцевой промежуток при средней температуре Г= (Гу + Г2)/2 и данном давлении.

Следовательно, соотношение (4.23) записывается в виде:

-А = 0,049 (Рг)"-*" ((т т

\ IL* J In L>,/r\] * >

(4.25)

/ (Т, р) = 0,049 X (Рг)»-*" (". (4.26)

Функция дг, р) зависит от свойств жидкости, заполняющей кольцевой промежуток, ее температуры Г и давления р. Если промежуток заполнен воздухом (или азотом) при атмосферном давлении ро> значения Пфаметров, необходимых для расчета функции ДГ, ро)> можно найти в табл. 4.1. Если азот, заполняющий кольцевой зазор, находится под давлением р # Ро, то в первом приближении можно считать, что параметры X, Рг, а и /х не зависят от давления, а плотность р прямо пропорциональна ему.

В этом случае

/(.Р) = [0.846 - 1.55.10-»?+ 1,1.10

или (ккал-м-ч-К"*/)

/ (Т, ) =5 [0,982 - 1,8о.1о » Т 4- 1,28.10 • Т»] /У"

(Вт.м-".К-*/3)

где Ро = 1 атм = 1,013 бар; 300 К < Г< 600 К.

Если в трубе происходит циркуляция влажного парл при естествен-н(ж конвекции в зазоре между НКТ и обсадной колонной, то тепловые потери зависят от конденсации пара.

Можно приближенно оценить эффект теплопереноса в зазоре, используя вьфажения (4.22) и (4.25). При этом следует учесть в коэффициенте теплоотдачи функцию ДГ, р), описывакицую свойства водяного пара при температуре насыщения Ту теплоносителя, циркулирующего в насоо-но«омпрессорной трубе (табл. 43).

Коэффициент г, h, соответствующий излучению в кольцевом промежутке, записывается как функция абсолютных температур Г и Гг:

гА. = F,ar\ (TJ 4- Tj) (Т. + Т.) . (4-27)