2015-05-05
4890
Распределение температуры по глубине добывающей скважины зависит от способа эксплуатации, дебита скважины, диаметра скважины или насосно-компрессорных труб, обводненности продукции и других параметров.
В общем случае распределение температуры можно рассчитать, используя уравнение теплопроводности, записанное в следующем виде:
t(h) = t заб - wh + w 
[1-exp (- 
], (1)
где t(h) – температура на глубине h, отсчитываемой от забоя скважины, 
; t заб – температура на забое скважины (принимается равной пластовой температуре tпл), ; w - геометрический градиент, град/м; 
- удельная теплоемкость жидкости, Дж/ (кг 
град); 
- плотность жидкости, кг/ 
; q – объемный расход жидкости, 
; K – коэффициент теплопередачи через стенку трубы, Вт/ (
d – внутренний диаметр подъемника скважины, м.
Наиболее трудно определяется коэффициент теплопередачи. Обобщение температурных режимов работы добывающих скважин и использования управления (1) позволяют записать следующие выражения для расчета тепрературы по глубине добывающей скважины:
при расчете от забоя скважины:
t (h) = 
(1 – St 
cos 
, (2)
при расчете от устья скважины:
t (H) = 
/ (1 – St 
cos , (3)
где 
, 
– соответственно температура пластовая и на устье скважины, 
h - высота, отсчитываемая от забоя, м; H – глубина, отсчитываемая от устья, м; St – безразмерный критерий Стантона; 
- угол отклонения скважины от вертикали, градус.
Зависимость критерия Стантона от массового дебита скважины можно записать в следующем виде (рис.1):
St = 
– 0,202 
, (4)
где 
– массовый дебит скважины, т/сут.
Рис.1.Зависимость критерия Стантона от массового дебита скважины
Для критерия представленная зависимость справедлива в пределах изменения дебита от 15 до 800 т/сут при диаметрах подъемника 0,062; 0,0503 и 0,0403 м, т.е. справедлива только для колонн насосно-компрессорных труб и не может быть использована при расчетах труб в обсадных колоннах.
Критерий Стантона можно записать так:
St = 
. (5)
Распределение температуры по глубине скважины можно установить и по следующему выражению:
T(H) = 
– (
– Н) 
,РР
(6)
где 
– пластовая температура, К; 
– глубина кровли пласта, м; Н – текущая глубина, отсчитываемая от устья скважины, м; q – дебит жидкости, приведенный к стандартным условиям, ; d – диаметр скважины (подъемника), м.
Геометрический градиент:
= 
, (7)
– температура нейтрального слоя, К; 
– глубина нейтрального слоя, м.
Температура нейтрального слоя для некоторых нефтяных районов: Коми АССР – 277 К; Западная Сибирь – 278 К; Урало – Поволжье – 279 К; Белоруссия и Украина – 282 К; Краснодарский край и Чечено-Ингушская АССР – 286,5 К; Азербайджан, Казахстан и Средняя Азия – 289 К. Глубина нейтрального слоя от поверхности земли изменяется в разных районах от 20 до 40 м и может быть принята, в среднем, равной 30 м.
При известном массовом дебите и известной плотности нефти в стандартных условиях 
дебит жидкости q рассчитывается так:
q = 
/ (86, 4 
), (8)
где q – дебит жидкости, ; – массовый дебит жидкости, т/сут; 
– плотность нефти в стандартных условиях, кг/ .
