Температурный режим в пластах-коллекторах определяется следующими факторами:
1. Естественным геотермическим полем горных пород.
2. Термогидродинамическими эффектами, связанными с фазовыми
переходами, дросселированием, адиабатическим расширением флюида.
3. Искусственным тепловым воздействием на пласт - нагнетанием воды, закачкой пара, окислительными реакциями в пласте.
При тепловых методах воздействия основное влияние на температурный режим пласта оказывает последний фактор. Влияние первых двух, по сравнению с ним незначительно, поэтому интенсивность теплообменных процессов в пласте и их масштабы будут зависеть от технологии термического воздействия и теплофизических свойств коллекторов и фильтрующихся жидкостей. Для пластов-коллекторов характерным является одновременный перенос тепловой энергии и вещества, т.е. тепло и массоперенос.
Теплофизические характеристики горных пород влияют на распределение температурных полей в продуктивных пластах и теплообмен с горными породами. Они зависят от минерального состава, плотности и пористости и нефтеводогазонасыщенности.
Теплопередача в пластах слагается из теплопроводности через твердый пористый скелет, теплопроводности и конвекции через поры, а также излучения тепла между стенками пор. Передача тепловой энергии одновременно всеми этими способами характеризуется коэффициентом теплопроводности коллектора.
Перенос тепла в пластовых условиях происходит в результате движения жидких фаз и кондуктивной теплопроводности. Если фильтрация отсутствует, то поток тепла будет пропорционален градиенту температуры.
При тепловых методах воздействия на пласт основную роль в переносе тепла играет тепло и массоперенос. Следует отметить, что в зависимости от вязкости вытесняемых углеводородов, соотношение между способами переноса тепла будет меняться. Для легких подвижных нефтей главное значение имеет движение жидких фаз, для вязких нефтей и битумов соотношение конвекции и теплопроводности будет примерно одинаковым. Передача тепла через кровлю продуктивного пласта в вышележащие породы будет определяться только градиентом температуры, т.к. фильтрация флюидов в данном направлении отсутствует.
После прекращения нагнетания тепла в пласт техногенное тепловое поле сохраняется достаточно долго, от нескольких месяцев до нескольких лет, в зависимости от поступившего в пласт количества тепла и гидрогеологических условий.
В конечном итоге значения температуры в зоне воздействия приближаются к значениям естественного геотермического поля. т.е. техногенное поле исчезает.
При фильтрации через пористую среду жидкости температура ее за счет трения повышается; при фильтрации газа происходит снижение температуры вследствие адиабатического расширения газа. Это явление носит название эффекта Джоуля — Томпсона, или эффекта дросселирования газа и нефти в продуктивном пласте. В результате эффекта дросселирования в скважине наблюдается аномалия температур.
Возможности температурных измерений для выявления локальных аномалий в скважине значительно расширились с разработкой высокочувствительных термометров на полупроводниках— аномалий-термометров. Такие термометры рассчитаны для изучения тепловых полей малой интенсивности и способны регистрировать температуру в детальном масштабе до 0,02 °С/см. В скважинах с установившимся тепловым режимом участки разреза с пониженными и повышенными значениями температуры отмечаются на аномалий-термограмме соответственно пониженными или повышенными значениями аномалий на фоне диаграммы геотермического градиента.
На основании температурных измерений в скважине в настоящее время определяют местоположение продуктивного пласта, газонефтяного контакта, места потери циркуляции в бурящейся скважине, глубину нахождения цемента, закачанного под давлением, зоны гидроразрыва и др.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему