А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Природна температура - порода

Природна температура порід на глибині5000 м прийнята рівною 164 С.

Природна температура порід на заданій глибині найбільш точно визначається по геотермограммам, зареєстрованим при безперервних вимірах або складеним за даними точкових вимірювань в свердловинах зі сталим тепловим режимом.

Відсутність прямих вимірювань природної температури порід нейтрального шару в нерозкриті масиві призводить до суперечливі думок щодо її величини. Одні дослідники пропонують приймати цю величину рівної середньорічній температурі повітря, інші - середньорічній температурі грунту, треті - величину, в 1 5 - 2 рази перевищує середньорічну температуру повітря.

Тп - середня постійна по глибині природна температура порід, С.

За допомогою зазначених параметрів проводять: 1) визначення природної температури порід на заданій глибині; 2) кореляцію розрізів свердловин при регіональних дослідженнях; 3) прогнозування тектонічної будови території, не вивченою за допомогою буріння; 4) вивчення гідрогеологічної і мерзлотной характеристики досліджуваних районів. Для вирішення цих завдань зазвичай використовують термограмми природного теплового поля.

Після припинення циркуляції розчину свердловина і прилеглі до неї ділянки порід поступово сприймають природну температуру порід, і в свердловині встановлюється стан теплового рівноваги з оточуючими породами. Час, протягом якого свердловина повинна перебувати в спокої, щоб в ній настав теплова рівновага з породами, залежить від багатьох факторів (початкової різниці температур, тривалості циркуляції розчину в свердловині її діаметра, теплових властивостей порід) і для глибоких свердловин складає близько 10 діб и більше.

Після припинення циркуляції промивальної рідини свердловина і прилеглі до неї ділянки порід поступово сприймають природну температуру порід, і в свердловині встановлюється стан теплової рівноваги з навколишніми породами. Час, протягом якого свердловина повинна перебувати в спокої, щоб в ній настав теплова рівновага з породами, залежить від багатьох факторів (початкової різниці температур, тривалості циркуляції промивної рідини в свердловині діаметра скв ажина, теплових властивостей порід) і для глибоких свердловин складає 10 добу і більше.

Температурні умови в свердловині при відбитті цементного кільця (ОЦК. На більш пізньому етапі процеси тепловиділення відіграють підпорядковану роль і температурне поле свердловини визначається в основному впорядкованим процесом відновлення природної температури порід.

Температурна крива при визначенні висоти підйому цементу. Слід мати на увазі що на глибині понад 2000 м температура на рівні цементу підвищується незначно, так як природна температура порід на цій глибині висока. Така ж висока температура може спостерігатися і на менших глибинах в районах, де геотермічна щабель невелика і вже на порівняно малих глибинах спостерігаються високі пластові температури. Підвищена в зв'язку зі схоплюванням цементу температура тут виявляється нижче природної температури навколишнього середовища, і верхня межа цементу на температурної кривої не відзначається. У цьому випадку спостерігаються підвищені температури проти пісків і знижені проти глин, в той час як в неглибоких свердловинах, де в результаті схоплювання цементу температура значно підвищується, піски відзначаються зниженням, а глини підвищенням температури. Таким чином, для правильного визначення висоти підйому цементу щоб уникнути помилок, пов'язаних з літологією порід і появою температурних аномалій, при тлумаченні температурної кривої слід враховувати геолого-каротажний розріз свердловини.

Охолодження забою при досить інтенсивної промивки свердловини глинистим розчином значно і в даному експерименті досягало 40% по відношенню до природної температури порід. Цю обставину слід враховувати при проектуванні режимів буріння, виборі погружного обладнання і двигунів, підбору рецептур бурових і тампонуючих розчинів.

На рис. 1.7 наводяться розрахункові залежності глибини поверхневого протаивания керна від тривалості процесу при різних значеннях температури омиває керн повітря і різних значеннях природної температури породи. При високих температурах повітря інтенсивність протаивания керна майже не залежить від температури мерзлої породи. Чим нижче температура повітря, тим в більшій мірі позначається природна температура порід. Так, якщо при ГСТ 10 С керн протавали на глибину z10 мм за 4 міл, то при ГСТ 1 С - за 44 хв на ту ж глибину.

В основу експрес-методу[25]покладено отримане на основі результатів експериментальних вимірів співвідношення, згідно з яким температура промивної рідини на вибої в квазістаціонарному режимі близька до природної температури порід на глибині рівній 067 від глибини забою.

Для оцінки ступеня впливу визначальних факторів на процес буріння з заморожуванням проведені розрахунки для піщаного ґрунту: рп1600 кг /м3; Wn 015 Anl l 93 Вт /(м - С); АП2136 Вт /(м - С), сш 921 1 Дж /(кг - С), СП212980 Дж /(КГХ Х С), anil 3110 - 6 м2 /с; АП2655 - 10 - 7 м2 /с. Природна температура немерзлих породи Тп для умов буріння в талики із заморожуванням прийнята рівною 3 С.

Геолого-геотермічний розріз свердловини - це графік, на якому по горизонталі відкладають значення природної температури гірських порід, а по вертикалі - геологічний розріз свердловини у вигляді литолого-страти-графічної колонки. Температурна крива, що відображає зміну по глибині природної температури порід, називається геотермії. За геотермії визначають приватні значення геотермічного градієнта і температуру покрівлі продуктивних горизонтів.

Температурні умови в свердловині при відбитті цементного кільця (ОЦК. Вимірювання температури в свердловинах Ставропольського краю (табл. 22) показали, що теплота гідратації цементу є одним з визначальних факторів, що впливають на зміну температури в зацементувати ділянці стовбура свердловини в початковий період ОЗЦ. Відзначено випадки , коли нестаціонарна температура в призу-бійні зоні при ОЗЦ значно перевищувала природну температуру порід.

Дослідами в лабораторних умовах встановлено, що для забезпечення високого виходу керна температура повітря не повинна бути вище температури прохідних мерзлих порід. для повного збереження керна доцільно знижувати температуру повітря в зоні забою на 3 - 5 с щодо природної температури порід і тим більше, чим нижче льодистість породи, вищий вміст в ній глинистого матеріалу і розвивається на забої потужність.

При застосовуваних конструкціях свердловин і подачі насосів 30 - 40 л /с температура на забої стабілізується протягом перших двох годин. Виявлено також, що забойная температура за час спускопод'емних операцій (10 - 15 год) може відрізнятися від природної температури порід на даній глибині на 8 - 10 С. Після припинення циркуляції інтенсивність росту температури на забої коливається в межах 5 - 10 С на кожну годину.

Припустимо, що гідророзрив мерзлих порід в замкнутому промерзають обсязі відбувається. Тоді з кожним гідророзривом тиск повинен знижуватися, а відповідно до рівняння Клаузіуса - Клайперона ртлх 13 4 Тф.п. - Тп (де Т - природна температура порід; тф. До; ротах - максимальний тиск, МПа) рідка фаза виявляється переохолодженою щодо температури в замкнутому просторі. Рідина в переохолодженому стані не може перебувати довго і перетворюватися в лід з відновленням тиску до початкового рівня. Термодинамічна рівновага кожен раз відновлюється. У розрахункових формулах значення тисків при гідророзриві мерзлих порід могли б бути еквівалентними збільшення стисливості промерзають середовищ, що, як показано вище, веде до зростання обсягу промерзання замкнутого обсягу при досягненні максимального тиску рівноважного значення температури.

Криві 1 на всіх графіках відносяться до низхідного потоку розчину в бурильних трубах, криві 2 - до висхідного потоку в кільцевому просторі криві 3 характеризують природну температуру породи. Відрізки прямих, паралельних осі абсцис, відображають приріст температури рідини в зоні забою свердловини.

На рис. 1.7 наводяться розрахункові залежності глибини поверхневого протаивания керна від тривалості процесу при різних значеннях температури омиває керн повітря і різних значеннях природної температури породи. При високих температурах повітря інтенсивність протаивания керна майже не залежить від температури мерзлої породи. Чим нижче температура повітря, тим в більшій мірі позначається природна температура порід. Так, якщо при ГСТ 10 С керн протавали на глибину z10 мм за 4 міл, то при ГСТ 1 С - за 44 хв на ту ж глибину.

Величина підвищення температури проти верхнього рівня цементного кільця залежить від літології порід. Якщо цементне кільце знаходиться в глинистих пластах, проти яких діаметр свердловини збільшений, рівень цементного каменю відбивається чіткіше, ніж в пластах, де діаметр свердловини зберігає своє номінальне значення. Підвищення температури на рівні цементного каменю незначне, якщо верхня межа цементного каменю знаходиться на великій глибині де природна температура порід висока.

Свердловина зазвичай заповнена промивної рідиною, яка циркулює всередині бурильних труб і в затрубному просторі. Це призводить до теплообміну між пластом і свердловиною і змінює температуру гірських порід у стінок свердловини в порівнянні з природною. Після припинення циркуляції тепловий режим в свердловині і оточуючих її породах поступово стабілізується. Щоб визначити природну температуру порід, завмер термометром необхідно проводити після тривалого перебування свердловини в спокої. Більш точне значення цього періоду встановлюється для даного типу свердловин і району з досвідченим вимірами в різні терміни. Достатнім вважається час, після закінчення якого температура порід в будь-якій точці свердловини змінюється не більше ніж на 1 С.