Розподіл температурного поля в свердловині та гірських породах після завершення каротажу
DOI:
https://doi.org/10.17721/1728-2713.113.03Ключові слова:
свердловина, геотермічний градієнт, температура, рівняння Фур'є, теплопровідність, гірська порода, щільність теплового потокуАнотація
Вступ. Розглянуто можливості використання даних геофізичних досліджень свердловин для оцінки зони впливу свердловини на температурне поле пластів в навколосвердловинному просторі. Для проведення досліджень використано результати інтерпретації даних геофізичних досліджень свердловини Солотвинської западини Закарпатського прогину.
Методи. Розраховано значення теплофізичних характеристик — питомої теплопровідності і питомої теплоємності гірських порід різного складу і генезису з розрізу свердловини. Для розрахунку питомої теплопровідності було використано рівняння Максвелла. Значення питомої теплопровідності флюїдозаповнювача розраховувалось на основі адитивного впливу окремих компонентів: пластової води і газу. На основі використання класичних рівнянь — рівняння Фур'є, яке описує розповсюдження теплового потоку в радіальному напрямку від стовбура свердловини, і рівняння теплоємності розраховано значення радіальної щільності теплового потоку і величини (глибини) зони суттєвого впливу свердловини на розподіл температури в навколосвердловинному просторі.
Результати. Досліджено вплив часу простоювання свердловини після припинення циркуляції промивальної рідини на зміну температури в свердловині, щільності радіального теплового потоку і величини зони впливу свердловини. Із збільшенням часу, який пройшов після зупинення свердловини (часу простоювання, або часу релаксації), відносна похибка оцінювання істинної температури пластів відносно заміряної температури в свердловині різко зменшується. Новий підхід у розрахунках полягає в тому, що розподіл температури навколо свердловини представлено за аналогією з формуванням зони проникнення фільтрату бурового розчину. Найбільший градієнт зменшення похибки відбувається протягом перших двох діб після зупинення циркуляції промивальної рідини в свердловині. Встановлено, що окрім теплофізичних параметрів пластів розрізу слід враховувати значну мінливість діаметра свердловини при розрахунках поточної температури пласта в свердловині.
Висновки. Запропоновано експресний спосіб розрахунку радіальної щільності теплового потоку і величини (глибини) зони суттєвого впливу свердловини на розподіл температури в навколосвердловинному просторі. Завдяки розрахункам можна оцінити параметри впливу свердловини на температуру гірських порід в радіальному напрямку в різний час після припинення циркуляції промивальної рідини.
Посилання
Baisarovych, M., Mytropolskyi, O., & Chupryna, I. (2000). Atlas of maps "Deep structure of the lithosphere and ecology of Ukraine". National Academy of Sciences of Ukraine [in Ukrainian]. [Байсарович М., Митропольський О., Чуприна І. (2000). Атлас карт "Глибинна будова літосфери і екологія України". К. НАН України].
Beier, R. (2020). Thermal response tests on deep borehole heat exchangers with geothermal gradient. Applied Thermal Engineering, 178, 115447. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2020.115447
Beier, R. (2024). Effects by geothermal gradient on thermal response tests for boreholes. Geothermics, 121, 103029. https://doi.org/10.1016/j.geothermics.2024.103029
Dang, Z., Chen, X., Yao, X., Xu, Z., Zhou, M., Yang, W., & Song, X. (2024). Wellbore temperature prediction model and influence law of ultra-deep wells in Shunbei Field, China. Processes, 12(8), 1715. https://doi.org/10.3390/pr12081715
Fuchs, S., Balling, N., & Forster, A. (2015). Calculation of thermal conductivity, thermal diffusivity and specific heat capacity of sedimentary rocks using petrophysical well logs. Geophysical Journal International, 203, 1977–2000.
Gordienko, V., Gordienko, I., Zavgorodnyaya, O., & Usenko, O. (2002). Thermal field of the territory of Ukraine. Znannia [in Russian]. [Гордиенко В., Гордиенко И., Завгородняя О., Усенко О. (2002). Тепловое поле территории Украины. Знание].
Karpenko, O., Virshylo, I., & Chupryna, A. (2024). Non-standard approaches to the assessment of the lithological affiliation of rocks based on well logging data (Transcarpathian Basin). In Proceedings of the 18th International Conference "Monitoring of Geological Processes and Ecological Condition of the Environment" (pp. 1–5). https://doi.org/10.3997/2214-4609.2025510090
Kiradjiev, K., Halvorsen, S., Van Gorder, R., & Howison, S. (2019). Maxwell-type models for the effective thermal conductivity of a porous material with radiative transfer in the voids. International Journal of Thermal Sciences, 145, 106009. https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2019.106009
Kobranova, V. (1986). Petrophysics. Nedra [in Russian]. [Кобранова В. (1986). Петрофизика. Недра].
Rezvanov, R. (1982). Radioactive and other non-electrical well logging methods. Nedra [in Russian]. [Резванов Р. (1982). Радиоактивные и другие неэлектрические методы исследования скважины. Недра].
Waples, D., Pacheco, J., & Vera, A. (2004). A method for correcting log-derived temperatures in deep wells, calibrated in the Gulf of Mexico. Petroleum Geoscience. https://doi.org/10.1144/1354-079302-542
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Олексій Карпенко, Іван Віршило
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Ознайомтеся з політикою за посиланням: https://geology.bulletin.knu.ua/licensing
