Физические основы метода, решаемые задачи 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Физические основы метода, решаемые задачи



Термометрия. Физические основы. Регистрируемые параметр, единица измерения, технические особенности, область применения, интерпретация данных каротажа.

Термометрические методы исследования разрезов скважин основаны на изучении распространения в скважинах и окружающих их горных породах естественных (геотермия) и искусственных тепловых полей.

Интенсивность и распространение тепловых полей зависят от термических свойств, геометрических форм и размеров исследуемых сред. Термические свойства горных пород характеризуются теплопроводностью, или удельным тепловым сопротивлением, тепловой анизотропией, удельной теплоемкостью и температуропроводностью. В нефтяной и газовой геологии и практике промысловых работ геотермия играет особенно больщую роль. Естественная температура недр является одним из основных факторов, определяющих условия образования нефти и газа, их миграцию и скопление в виде залежей.

От температуры зависят физико-химические свойства и фазовое состояние нефти, газа и воды в пластовых условиях. Точный учет температуры недр необходим при проектировании и осуществлении разработки нефтяных и газовых месторождений, при определении термических условий бурения и эксплуатации скважин, проектировании, изготовлении и эксплуатации термостойкой скважинной аппаратуры и, наконец, при количественной интерпретации данных различных геофизических методов исследования скважин.

Тепловые поля в нефтеносных и газоносных горизонтах образуются при вскрытии и разработке пластов. При этом изменение температуры обусловлено дроссельным и калориметрическим эффектами. Дроссельный эффект (эффект Джоуля-Томсона) при поступлении газа в скважину вызывает резкое снижение температуры. Движение нефти за счет дроссельного эффекта создает положительные аномалии на фоне изменения геотермического градиента. Распределение естественного теплового поля в толще земной коры зависит главным образом от литологического, тектонического и гидрогеологического факторов, на изучении которых основано решение следующих задач.

Литолого-тектонические и гидрогеологические задачи региональной геологии решаются путем определения основных геотермических параметров, которые позволяют: а) определять естественную температуру пород на заданной глубине; б) коррелировать разрезы скважин при региональных исследованиях; в) прогнозировать тектоническое строение территории, не изученной с помощью бурения; г) получать гидрогеологическую и мерзлотную характеристики исследуемых районов. Для решения этих задач используют термограммы естественного теплового поля. Детальное исследование разреза скважин. Для этой цели определяют тепловые свойства пород по данным термических исследований с установившимся и неустановившимся тепловым режимом. Тепловые характеристики в комплексе с другими петрофизическими параметрами пород позволяют решать следующие задачи: 1) литологическое расчленение разрезов скважин; 2) выявление коллекторов; 3) поиски полезных ископаемых.

Метод искусственного теплового поля основан на изучении распределения во времени теплового поля, искусственно созданного в скважине, и на различии тепловых свойств изучаемых сред, в частности, тем пературопроводности.

Искусственное поле в скважине может быть создано путем заполнения ее промывочной жидкостью с температурой, отличающейся от температуры пород, и путем нагревания промывочной жидкости при экзотермической реакции схватывания цемента при цементировании затрубного пространства. Метод искусственного теплового поля позволяет рещать следующие задачи: 1) определение термодинамических и газогидродинамических характеристик эксплуатируемых объектов; основная цель этих работ - контроль разработки нефтегазовых месторождений и подземных хранилищ газа; 2) изучение технического состояния скважин.

Температурные измерения в скважинах проводят с помощью электрических термометров. Каждый электрический термометр сопротивления характеризуется постоянной времени, показывающей в какое время он, будучи перенесен из одной среды в другую, воспримет 2/3 разности температур этих сред. Постоянная времени составляет от 0,5 до 3 с, определяя допустимую скорость перемещения прибора по скважине. Термограммы регистрируют при спуске термометра, чтобы исключить искажающее влияние перемещивания раствора.

В процессе бурения в скважине циркулирует раствор, температура которого отличается от температуры окружающих пород. После прекращения циркуляции раствора скважина и прилегающие к ней участки пород постепенно принимают свою естественную температуру. Время наступления теплового равновесия скважины с породами зависит от длительности теплового возмущения и достигает нескольких суток.

Измерения температур про водят как до установления теплового равновесия с породами - методом неустановившегося теплового режима, так и при тепловом равновесии - методом установившегося теплового режима. Термограмма, зарегистрированная при установившемся тепловом режиме, представляет кривую изменения естественных температур по разрезу скважины (рис. 1). Наклон кривой к оси глубин определяется величиной геотермического градиента. Среди осадочных пород наибольшее значение геотермического градиента соответствует глинам и аргиллитам, меньшее - неглинистым песчаникам и карбонатным породам. Минимальные значения градиента соответствуют гидрохимическим осадкам. Когда температуры в скважине и окружающих породах различаются между собой, выравнивание температур происходит снеодинаковой для различных пород скоростью.

Если температура бурового раствора tp выше температуры пород tп, то породам повышенной температуропроводности - песчаникам, известнякам,

гидрохимическим осадкам соответствуют пониженные показания, а породам с пониженной температуропроводностью – глинам - повышенные показания на термограмме. Обратное соотношение наблюдается при tp < tп• Таким образом, разная интенсивность теплообмена между глинистым раствором и горными породами позволяет применять этот метод для изучения геологических разрезов скважин.

 

Рисунок 1 – Схематические термограммы для различных режимов



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-02-10; просмотров: 745; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 52.90.211.141 (0.08 с.)