Температурний режим газових свердловин
Температура в зупиненій газовій свердловині розподіляється з глибиною згідно з формулою
(18.35)
або
де - температура на глибині х, °С;
- температура пласта з глибиною залягання
°С;
- температура нейтрального шару, °С;
- глибина залягання нейтрального шару, м; Г - середній геотермічний градієнт, °С/м.
При відсутності в розрізі свердловини багаторічномерзлих порід
Г= (18.36)
при наявності в розрізі зони багаторічномерзлих порід
Г = (18.37)
для зони багаторічномерзлих порід
(18.38)
де - температура мерзлих порід, яка відповідає температурі замер-зання мінералізованих фунтових вод, °С;
- глибина нижньої межі мерзлоти, м.
На території нашої країни глибина залягання нейтрального шару з постійною температурою становить 10-40 м.
При відсутності зони багаторічної мерзлоти температура в працюючій газовій свердловині на глибині ж визначається за формулою
(18.39)
де
- перепад температури у привибійній зоні пласта, який визначається за формулою (18.24), °С; Г - середній геотермічний градієнт на ділянці стовбура свердловини від х до
°С/м;
- тиск на глибині де, МПа;
- диференційний коефіцієнт Джоуля-Томсона на ділянці від х до
К/МПа;
- середня ізобарна тепломісткість газу на ділянці від х до
Дж/кг:0С; (ккал/кг°С); А - термічний еквівалент роботи, 9,8Дж/кг-м; (1/427
ккал/кг-м); - середньозважений коефіцієнт теплопровідності гірських порід для інтервалу від х до
Дж/м· год°С; (ккал/м· год· °С);
— теплопровідність окремих типів порід товщиною
Дж/м·год ·°С (ккал/м· год ·°С);
- об'ємна тепломісткість гірских порід, Дж/м3 · °С; ( ккал/м3 • °С);
- дебіт газу при стандартних умовах, тис.м3/добу;
-безрозмірна функція часу роботи свердловини г (год) з початку її експлуатації. D{ обчислюють за значеннями
і
за формулою (18.25) або знаходять з номограм.
використовуючи
і
- за формулою (18.26). Для спрощення розрахунків
і
можна наближено знаходити за середніми значеннями тиску і температури в стовбурі свердловини
Тоді у формулі (18.39) комплекс
замінюють на
Теплопровідність сухих порід істотно залежить від їх густини і змінюється від 1256 Дж/м год °С; (0,3 ккал/м год0 С) для кварцевого піску до 22608,72 - 25120,8 Дж/м год°С; (5,4 - 6 ккал/м год0 С) для кам'яної солі. Для глин становить 4886,8- 12560,4 Дж/м.год°С (1,17-3 ккал/м· °С), зростаючи з глибиною. Вплив вологості на коефіцієнт теплопровідності враховується множенням
на поправочний коефіцієнт, який змінюється від 1 до 3,2 при об'ємній вологості породи 0-40%.
Розподіл температури в працюючій свердловині при наявності в розрізі бага-торічномерзлих порід знаходять для інтервалу від вибою до початку зони багаторічної мерзлоти за формулою (18.39), в якій геотермічний градієнт Г визначають за формулою (18.37). Щоб розрахувати температуру на вході в зону багаторічної мерзлоти в формулу (18.39) замість х і
підставляють відповідно глибину нижньої межі мерзлоти
і тиск газу
на цій глибині.
У межах зони багаторічномерзлих порід розподіл температури в свердловині описується формулою
(18.40)
де
де - геотермічнийградієнт в зоні багаторічноїмерзлоти, який визначається за формулою (18.38);
- теплопровідність мерзлих порід, Дж/м год °С; (ккал/м год °С),
-об'ємна тепломісткість мерзлих порід, Дж/м3 °С; (ккал/м3 °С);
- безрозмірний коефіцієнт, який враховує швидкість теплообміну при наявності мінусових температур;
середня температура мерзлих (талих) порід в зоні багаторічної мерзлоти, °С;
— середньорічна температура поверхні грунту, °С.
Коефіцієнти теплопровідності і об'ємної тепломісткості
мерзлих порід залежать від їх густини
В області зміни
від 1000 до 2200 кг/м3
= 1674,7 -15072,48Дж/м год °С; (0,4-3,6 ккал/м год°С),
- 0,837 - 2,512 Дж/м°С (0,2·10-3 -0,6·10-3ккал/м°С).
Температуру газу на гирлі свердловини при наявності зони багаторічної мерзлоти знаходять за формулою (18.40) при х=0 і
Список літератури
1. Добыча, подготовка и транспорт природного газа и конденсата. Справочное руководство. В 2-х т./Под ред. Ю.П.Коротаева, Р.Д.Маргулова.-М.:Недра,1984. Т. 1 - 360с., т. 2 -288с.
2. Инструкция по комплексному исследованию газовых и газоконденсатных пластов и скважин/Под ред. Г.А.Зотова, З.С.Алиева.- М.: Недра,1980. - 301с.
3. Коротаев Ю.П. Ширковский А.И. Добыча, транспорт и подземное хранение газа. -М.гНедра, 1984.-487С.
4. Технология добычи природных газов /Под ред. А.Х.Мирзаджанзаде.-М.: Недра,
1987.-414 с.
Глава 19