Порядин Д.С., Боровский А.А.
ИЗМЕНЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПЛАСТА В ПРОЦЕССЕ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ *
Аннотация:
в данной статье рассматриваются особенности изменения внутренней температуры пласта с течением процесса разработки
Ключевые слова:
температура пласта, тепловое поле, разработка нефтяных и газовых месторождений, нефтегазовое дело
Начальное значение пластовой температуры и ее распределение определяются геотермическими условиями, в которых находится месторождение [1]. Обычно пластовая температура нефтяных месторождений соответствует среднему геотермическому градиенту в данном геологическом регионе. Однако наблюдаются и существенные отклонения пластовой температуры от этой величины. Тогда считают, что пластовая температура повышенная или пониженная. Зоны земной коры с высокой температурой называются геотермальными зонами. В процессе разработки нефтяного месторождения его пластовая температура может существенно измениться. Это происходит при закачке в пласт веществ, главным образом воды, с иной температурой, чем начальная пластовая, а также при экзотермических реакциях в пласте. В значительно меньшей степени пластовая температура изменяется за счет дросселирования извлекаемых жидкостей и газов и гидравлического трения о породы пласта фильтрующихся в нем веществ. Распределение пластовой температуры под землей и изменение ее во времени называют температурным режимом месторождения. Изменение температуры в нефтяных пластах происходит в основном за счет теплопроводности и конвекции. Нефтяные пласты не теплоизолированы от окружающих пород и от других пластов. Поэтому всякое изменение температуры на каком-либо участке по сравнению с другими участками влечет за собой ее перераспределение и перенос тепла за счет теплопроводности. Закачка в пласт воды с иной температурой, чем пластовая, и добыча из пласта нефти с пластовой температурой приводят к изменению содержания тепла в пласте и, следовательно, пластовой температуры. В книге [1] рассмотрен процесс вытеснения нефти водой из однородного прямолинейного пласта в условиях, когда закачиваемая вода имеет иную температуру, чем пластовая. Будем считать для простоты, что вытеснение нефти водой поршневое, причем остаточная нефтенасыщенность н о s . уменьшается с увеличением температуры по определенному закону. Допустим, что в рассматриваемый однородный пласт закачивается вода с температурой меньшей, чем пластовая. Поскольку в случае поршневого вытеснения нефти водой из обводненной области не вытесняется нефть даже при пластовой температуре, то при значении ее меньшем, чем пластовая, из этой области тем более не будет вытесняться нефть. Вследствие того что рассматриваемый процесс вытеснения нефти водой происходит в неизотермических условиях, когда температура в пласте не остается неизменной, необходимо использовать уравнение переноса тепла в пласте [1]. Для вывода этого уравнения необходимо рассмотреть элемент прямолинейного пласта (рис. 1). Слева в элемент пласта длиной x высотой h и шириной b (рис. 1) поступает вода с температурой T . При вводе воды в элемент пласта с иной температурой, нежели температура воды в элементе, происходит перенос тепла за счет конвекции. Кроме того, тепло переносится в пласте и за счет теплопроводности. Если вх v - скорость фильтрации воды в направлении оси х, то скорость ввода тепла в элемент пласта через его левую грань за счет конвективного переноса будет свв vвхТ . Через правую грань элемента пласта теплоотдача происходит за счет конвекции со скоростью: х х с v Т с v Т в в вх в в вх ( ) , (1) где в с - удельная теплоемкость воды, в - плотность воды. Механизм переноса тепла в нефтяном пласте за счет конвекции имеет одну весьма важную особенность: зона с иной температурой, чем пластовая, т.е. охлажденная или нагретая, перемещается в пласте со значительно меньшей скоростью, чем скорость движения воды в пористой среде. Это приводит к очень важному для разработки нефтяных месторождений эффекту, заключающемуся в том, что при закачке в пласт воды с температурой, отличающейся от пластовой, образующаяся при этом в пласте охлажденная или нагретая зона, в зависимости от отношения температуры закачиваемой воды к первоначальной пластовой, отстает от фронта вытеснения нефти водой.
Номер журнала Вестник науки №5 (26) том 4
Ссылка для цитирования:
Порядин Д.С., Боровский А.А. ИЗМЕНЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПЛАСТА В ПРОЦЕССЕ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ // Вестник науки №5 (26) том 4. С. 202 - 205. 2020 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/3146 (дата обращения: 18.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2020. 16+