Большая техническая энциклопедия
2 4 7
D L N
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
ЕД ЕЖ ЕМ ЕС ЕЩ

Естественная температура - порода

 
Естественная температура пород на глубине 5000 м принята равной 164 С.
Естественная температура пород на заданной глубине наиболее точно определяется по геотермограммам, зарегистрированным при непрерывных измерениях или составленным по данным точечных измерений в скважинах с установившимся тепловым режимом.
Отсутствие прямых измерений естественной температуры пород нейтрального слоя в невскрытом массиве приводит к разноречивым мнениям относительно ее величины. Одни исследователи предлагают принимать эту величину равной среднегодовой температуре воздуха, другие - среднегодовой температуре почвы, третьи - величину, в 1 5 - 2 раза превышающую среднегодовую температуру воздуха.
Тп - средняя постоянная по глубине естественная температура пород, С.
С помощью указанных параметров проводят: 1) определение естественной температуры пород на заданной глубине; 2) корреляцию разрезов скважин при региональных исследованиях; 3) прогнозирование тектонического строения территории, не изученной с помощью бурения; 4) изучение гидрогеологической и мерзлотной характеристики исследуемых районов. Для решения этих задач обычно используют термограммы естественного теплового поля.
После прекращения циркуляции раствора скважина и прилегающие к ней участки пород постепенно воспринимают естественную температуру пород, и в скважине устанавливается состояние теплового равновесия с окружающими породами. Время, в течение которого скважина должна находиться в покое, чтобы в ней наступило тепловое равновесие с породами, зависит от многих факторов ( начальной разности температур, длительности циркуляции раствора в скважине, ее диаметра, тепловых свойств пород) и для глубоких скважин составляет около 10 суток и более.
После прекращения циркуляции промывочной жидкости скважина и прилегающие к ней участки пород постепенно воспринимают естественную температуру пород, и в скважине устанавливается состояние теплового равновесия с окружающими породами. Время, в течение которого скважина должна находиться в покое, чтобы в ней наступило тепловое равновесие с породами, зависит от многих факторов ( начальной разности температур, длительности циркуляции промывочной жидкости в скважине, диаметра скв ажины, тепловых свойств пород) и для глубоких скважин составляет 10 сут и более.
Температурные условия в скважине при отбивке цементного кольца ( ОЦК. На более позднем этапе процессы тепловыделения играют подчиненную роль и температурное поле скважины определяется в основном упорядоченным процессом восстановления естественной температуры пород.
Температурная кривая при определении высоты подъема цемента. Следует иметь в виду, что на глубине более 2000 м температура на уровне цемента повышается незначительно, так как естественная температура пород на этой глубине высокая. Такая же высокая температура может наблюдаться и на меньших глубинах в районах, где геотермическая ступень невелика и уже на сравнительно малых глубинах наблюдаются высокие пластовые температуры. Повышенная в связи со схватыванием цемента температура здесь оказывается ниже естественной температуры окружающей среды, и верхняя граница цемента на температурной кривой не отмечается. В этом случае наблюдаются повышенные температуры против песков и пониженные против глин, в то время как в неглубоких скважинах, где в результате схватывания цемента температура значительно повышается, пески отмечаются понижением, а глины повышением температуры. Таким образом, для правильного определения высоты подъема цемента во избежание ошибок, связанных с литологией пород и появлением температурных аномалий, при истолковании температурной кривой следует учитывать геолого-каротажный разрез скважины.
Охлаждение забоя при достаточно интенсивной промывке скважины глинистым раствором значительно и в данном эксперименте достигало 40 % по отношению к естественной температуре пород. Это обстоятельство следует учитывать при проектировании режимов бурения, выборе погружного оборудования и двигателей, подбора рецептур буровых и тампонирующих растворов.
На рис. 1.7 приводятся расчетные зависимости глубины поверхностного протаивания керна от продолжительности процесса при различных значениях температуры омывающего керн воздуха и разных значениях естественной температуры породы. При высоких температурах воздуха интенсивность протаивания керна почти не зависит от температуры мерзлой породы. Чем ниже температура воздуха, тем в большей мере сказывается естественная температура пород. Так, если при ГСт 10 С керн протаивает на глубину z10 мм за 4 мил, то при ГСт 1 С - за 44 мин на ту же глубину.
В основу экспресс-метода [25] положено полученное на основе результатов экспериментальных замеров соотношение, согласно которому температура промывочной жидкости на забое в квазистационарном режиме близка к естественной температуре пород на глубине, равной 0 67 от глубины забоя.
Для оценки степени влияния определяющих факторов на процесс бурения с замораживанием проведены расчеты для песчаного грунта: рп1600 кг / м3; Wn 0 15, Anl l 93 Вт / ( м - С); АП2 1 36 Вт / ( м - С), сш 921 1 Дж / ( кг - С), сп2 1298 0 Дж / ( кгХ Х С), anil 31 10 - 6 м2 / с; аП2 6 55 - 10 - 7 м2 / с. Естественная температура немерзлой породы Тп для условий бурения в таликах с замораживанием принята равной 3 С.

Геолого-геотермический разрез скважины - это график, на котором по горизонтали откладывают значения естественной температуры горных пород, а по вертикали - геологический разрез скважины в виде литолого-страти-графической колонки. Температурная кривая, отражающая изменение по глубине естественной температуры пород, называется геотермой. По геотерме определяют частные значения геотермического градиента и температуру кровли продуктивных горизонтов.
Температурные условия в скважине при отбивке цементного кольца ( ОЦК. Измерения температуры в скважинах Ставропольского края ( табл. 22) показали, что теплота гидратации цемента является одним из определяющих факторов, влияющих на изменение температуры в зацементированном участке ствола скважины в начальный период ОЗЦ. Отмечены случаи, когда нестационарная температура в приза-бойной зоне при ОЗЦ значительно превышала естественную температуру пород.
Опытами в лабораторных условиях установлено, что для обеспечения высокого выхода керна температура воздуха не должна быть выше температуры проходимых мерзлых пород. Для полной сохранности керна целесообразно снижать температуру воздуха в зоне забоя на 3 - 5 С относительно естественной температуры пород и тем больше, чем ниже льдистость породы, выше содержание в ней глинистого материала и развиваемая на забое мощность.
При применяемых конструкциях скважин и подаче насосов 30 - 40 л / с температура на забое стабилизируется в течение первых двух часов. Выявлено также, что забойная температура за время спускоподъемных операций ( 10 - 15 ч) может отличаться от естественной температуры пород на данной глубине на 8 - 10 С. После прекращения циркуляции интенсивность роста температуры на забое колеблется в пределах 5 - 10 С на каждый час.
Допустим, что гидроразрыв мерзлых пород в замкнутом промерзающем объеме происходит. Тогда с каждым гидроразрывом давление должно снижаться, а согласно уравнению Клаузиуса - Клайперона ртлх 13 4 Тф.п. - Тп ( где Т - естественная температура пород; тф. К; ртах - максимальное давление, МПа) жидкая фаза оказывается переохлажденной относительно температуры в замкнутом объеме. Жидкость в переохлажденном состоянии не может находиться долго и превращаться в лед с восстановлением давления до начального уровня. Термодинамическое равновесие каждый раз восстанавливается. В расчетных формулах значения давлений при гидроразрыве мерзлых пород могли бы быть эквивалентными увеличению сжимаемости промерзающих сред, что, как показано выше, ведет к возрастанию объема промерзания замкнутого объема при достижении максимального давления равновесного значению температуры.
Кривые 1 на всех графиках относятся к нисходящему потоку раствора в бурильных трубах, кривые 2 - к восходящему потоку в кольцевом пространстве, кривые 3 характеризуют естественную температуру породы. Отрезки прямых, параллельных оси абсцисс, отражают прирост температуры жидкости в зоне забоя скважины.
На рис. 1.7 приводятся расчетные зависимости глубины поверхностного протаивания керна от продолжительности процесса при различных значениях температуры омывающего керн воздуха и разных значениях естественной температуры породы. При высоких температурах воздуха интенсивность протаивания керна почти не зависит от температуры мерзлой породы. Чем ниже температура воздуха, тем в большей мере сказывается естественная температура пород. Так, если при ГСт 10 С керн протаивает на глубину z10 мм за 4 мил, то при ГСт 1 С - за 44 мин на ту же глубину.
Величина повышения температуры против верхнего уровня цементного кольца зависит от литологии пород. Если цементное кольцо находится в глинистых пластах, против которых диаметр скважины увеличен, уровень цементного камня отбивается более четко, чем в пластах, где диаметр скважины сохраняет свое номинальное значение. Повышение температуры на уровне цементного камня незначительное, если верхняя граница цементного камня находится на большой глубине, где естественная температура пород высока.
Скважина обычно заполнена промывочной жидкостью, которая циркулирует внутри бурильных труб и в затрубном пространстве. Это приводит к теплообмену между пластом и скважиной и изменяет температуру горных пород у стенок скважины по сравнению с естественной. После прекращения циркуляции тепловой режим в скважине и окружающих ее породах постепенно стабилизируется. Чтобы определить естественную температуру пород, замер термометром необходимо проводить после длительного пребывания скважины в покое. Более точное значение этого периода устанавливается для данного типа скважин и района по опытным замерам в различные сроки. Достаточным считается время, после истечения которого температура пород в любой точке скважины изменяется не более чем на 1 С.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11