Оценка влияния основных термодинамических параметров на температурный профиль в добывающей скважине
Автор: Алёна Николаевна Ильина
Соавторы: Поташев Константин Андреевич
Организация: Институт математики и механики им. Н.И. Лобачевского, КФУ
Рис. 1. Зависимость от параметров состояния коэффициента Джоуля – Томсона и плотности газов: сплошные линии: метан - черный, этан - красный, пропан – синий, бутан - зелёный; штриховые линии: гексан – чёрный, гептан - красный, октан – синий.
Рассматривается стационарная задача распределения температуры в газовом пласте вблизи добывающей скважины и в её стволе. Исследован набор типичных газов, реальное поведение которых описано уравнением состояния Ван-дер-Ваальса с постоянной теплоёмкостью при постоянном объёме. Модель учитывает геотермальное распределение температуры в пласте и эффект Джоуля-Томсона (дросселирования), приводящий к температурным аномалиям в стволе скважины. Использованная упрощённая модель сводиться к решению набора одномерных латеральных задач в трубках тока переменного поперечного сечения. Продольная теплопроводность, малая по сравнению с конвективным переносом тепла, не учитывается. В пробной упрощённой постановке вертикальный теплообмен между соседними слоями не учитывается, поэтому задачи решаются независимо друг от друга. За счёт выбора функции распределения поперечного сечения трубки тока можно моделировать процесс характерный для различных конфигураций течения. Например, классические прямолинейно-параллельный и плоско-радиальный режим течения, а также течение со структурой, характерной для взаимодействия добывающей и нагнетательной скважин.
Температурный профиль вдоль ствола скважины строится в калориметрическом приближении. Такой профиль при термометрии скважин подлежит измерению [1,2] для дальнейшего определения профиля притока к скважине пластового флюида. В работе исследована чувствительность температурного профиля в скважине к поведению основных теплофизических параметров – функций плотности, вязкости и коэффициента Джоуля – Томсона от параметров состояния газа – давления и температуры. Полученные результаты (см., например, рис. 1) позволяют оценить потенциальную устойчивость алгоритмов решения обратных задач по интерпретации результатов термометрии добывающих газовых скважин в слоистых однородных пластах.
1. Поташев К.А., Салимьянова Д.Р., Мазо А.Б., Давлетшин А.А., Костерин А.В. Чувствительность интерпретации результатов термометрии изолированного участка нагнетательной скважины к погрешности исходных данных // Учен. Зап. Казан. Ун-та. Сер. Физ.-матем. науки. 2024. Т. 166, кн. 2, С. 238-249.
2. Салимьянова Д.Р., Поташев К.А., Мазо А.Б., Давлетшин А.А. Оценка длительности работы нагнетательной скважины по результатам термометрии в условиях неопределенности исходных данных // Тезисы докладов XVI Международной научно-практической конференции «Математическое моделирование и компьютерные технологии в процессах разработки месторождений», 24-25 апреля 2024 г., Москва. ЗАО «Издательство «НЕФТЯНОЕ ХОЗЯЙСТВО», Москва, 2024. – С. 38–39.
