RU2424420C1 - Способ определения коэффициента теплопроводности теплоизоляции теплоизолированной лифтовой трубы в скважине - Google Patents
Способ определения коэффициента теплопроводности теплоизоляции теплоизолированной лифтовой трубы в скважине Download PDFInfo
- Publication number
- RU2424420C1 RU2424420C1 RU2010103283/03A RU2010103283A RU2424420C1 RU 2424420 C1 RU2424420 C1 RU 2424420C1 RU 2010103283/03 A RU2010103283/03 A RU 2010103283/03A RU 2010103283 A RU2010103283 A RU 2010103283A RU 2424420 C1 RU2424420 C1 RU 2424420C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- well
- heat
- temperature
- coefficient
- radius
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для определения коэффициента теплопроводности теплоизоляции теплоизолированной лифтовой трубы (ТЛТ) в скважине, имеющейся в составе конструкций нефтяных, газовых, термальных и других скважин. Техническим результатом изобретения является непрерывный контроль свойств теплоизоляции ТЛТ в скважине по всей длине теплоизолированной колонны. В способе рассчитывают радиус теплового влияния скважины, измеряют естественную температуру мерзлых пород за пределами радиуса теплового влияния исследуемой скважины. Измеряют температуру в термометрических трубках, закрепленных на направлении скважины, путем спуска в них на различные глубины, соответствующие расположению в скважине ТЛТ, температурных датчиков. Определяют среднее значение температуры в термометрических трубках, измеряют температуру на устье скважины. После чего рассчитывают коэффициент теплопроводности теплоизоляции ТЛТ в скважине с учетом теплопроводности горных пород околоствольного пространства, радиуса теплового влияния скважины, свойств различных сред, находящихся между колоннами, и других факторов, влияющих на величину коэффициента теплопроводности теплоизоляции ТЛТ. 3 ил.
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для определения коэффициента теплопроводности теплоизоляции теплоизолированной лифтовой трубы (ТЛТ), имеющейся в составе конструкций нефтяных, газовых, термальных и других скважин.
Проблема определения коэффициента теплопроводности теплоизоляции ТЛТ является актуальной, так как обеспечивает в ряде случаев обоснование технологии для добычи флюида без протаивания мерзлоты, для добычи тяжелой нефти, закачки пара в нефтяные пласты и т.д.
Известен способ определения свойств теплоизоляции ТЛТ в стендовых заводских условиях (Макеев В.В., Аксель Н.Л., Смирнов B.C. Результаты теплотехнических и прочностных испытаний лифтовых теплоизолированных труб модели ТЛТ-114×73 // Повышение эффективности разработки месторождений природного газа: Сб. научн. тр. ВНИИГАЗа. - М.: ООО «ВНИИГАЗ», 2001, с.217-221). Сущность способа заключается в том, что теплоизолированную ТЛТ, входящую в состав теплоизолированной колонны в скважине, размещают на стенде, подают в ее внутреннюю часть теплоноситель, а на наружной поверхности, где размещена теплоизоляция, размещают температурные датчики (тепломеры). Обрабатывают результаты измерений температуры внутри и снаружи трубы и по результатам обработки определяют коэффициент теплопроводности теплоизоляции ТЛТ.
Однако такой способ определения коэффициента теплопроводности теплоизоляции ТЛТ позволяет получить приблизительную величину этого коэффициента, поскольку в стендовых условиях невозможно учесть все факторы, влияющие на его величину, среди которых следует отметить теплопроводность горных пород околоствольного пространства, радиус теплового влияния скважины (от температурного воздействия продукции) и изменение этого радиуса во времени, свойства цемента между обсадными трубами в составе конструкции скважины, а также изменение свойств теплоизоляции при длительной работе скважины и др.
Задачей, на достижение которой направлено предлагаемое изобретение, является разработка способа определения величины коэффициента теплопроводности теплоизоляции ТЛТ в скважине, позволяющего непрерывно контролировать свойства теплоизоляции ТЛТ в скважине по всей длине теплоизолированной колонны.
Поставленная техническая задача решается тем, что в способе определения коэффициента теплопроводности теплоизоляции ТЛТ в скважине производят расчет радиуса теплового влияния скважины rвл по формуле:
где rд - радиус долота под направление, м,
λпор - коэффициент теплопроводности горных пород в околоствольном пространстве скважины, Вт/м·К,
См - коэффициент теплоемкости мерзлых пород, кДж/м3·К,
τ - время строительства или работы скважины, с,
измеряют естественную температуру мерзлых пород за пределами радиуса теплового влияния исследуемой скважины, определяемую в находящихся в длительном простое скважинах, измеряют температуру в термометрических трубках, закрепленных на направлении скважины, путем спуска в них на различные глубины, соответствующие расположению в скважине теплоизолированной лифтовой трубы, температурных датчиков, определяют среднее значение температуры в термометрических трубках, измеряют температуру на устье скважины и производят расчет коэффициента теплопроводности теплоизоляции теплоизолированной лифтовой трубы в скважине λиз, который ведут от оси скважины по формуле:
где m - количество колонн разного диаметра в скважине,
Di и di - внутренний и наружный диаметр труб, входящих в состав колонн скважины, м,
dд - диаметр долота под направление, м,
dm - наружный диаметр трубы, входящий в состав (m)-ой колонны скважины, м,
λ(i)-(i+1) - коэффициент теплопроводности среды, находящейся между (i)-ой и (i+1)-ой колоннами, Вт/м·К,
λ(m)-(Д) - коэффициент теплопроводности среды, находящейся между (m)-ой колонной и долотом, Вт/м·К,
t1 - температура на устье скважины, °С,
tТТ - средняя температура в термометрических трубках, °С,
t2 - естественная температура мерзлых пород за пределами радиуса теплового влияния исследуемой скважины, °С.
На фиг.1 показана схема конструкции скважины с ТЛТ, на фиг.2 - схема теплоизолированной лифтовой трубы, на фиг.3 - схема размещения термометрических трубок.
Конструкция скважины включает в себя лифтовую колонну 1, оснащенную в верхней части ТЛТ 2, предназначенной предупредить протаивание в зоне мерзлоты, эксплуатационную колонну 3, кондуктор 4 и направление 5 с закрепленными на нем термометрическими трубками 6. Основными конструктивными элементами ТЛТ являются несущая труба 7, концентрично установленный кожух 8 и теплоизоляция 9, расположенная между несущей трубой 7 и кожухом 8. Теплоизоляция может изготавливаться в двух возможных вариантах: блочно-цилиндрическая и вакуумно-многослойная.
Пространство между окружающими скважину грунтами и направлением 5, между направлением 5 и кондуктором 4, между кондуктором 4 и эксплуатационной колонной 3 заполнено цементом, а пространство между эксплуатационной колонной 3 и лифтовой колонной 1 заполнено газом.
Для непрерывного контроля свойств теплоизоляции ТЛТ в скважине используют термометрические трубки 6, представляющие собой трубки диаметром 48 мм, заполненные незамерзающей жидкостью. Термометрические трубки закрепляют на направлении 5 хомутами 10 и спускают совместно с направлением 5. Один из концов трубок выводится на поверхность и появляется возможность спуска в них на любую заданную глубину температурных датчиков на кабеле.
Коэффициент теплопроводности теплоизоляции теплоизолированной лифтовой трубы в скважине определяют следующим образом.
Рассчитывают радиус теплового влияния скважины rвл по формуле:
где rд - радиус долота под направление, м,
λпор - коэффициент теплопроводности горных пород в околоствольном пространстве скважины, Вт/м·К,
СМ - коэффициент теплоемкости мерзлых пород, кДж/м3·К,
τ - время строительства или работы скважины, с.
Далее измеряют естественную температуру мерзлых пород за пределами радиуса теплового влияния исследуемой скважины, определяемой в находящихся в длительном простое скважинах.
Для определения коэффициента теплопроводности теплоизоляции теплоизолированной лифтовой трубы в скважине температуру в термометрических трубках определяют путем спуска в них на различные глубины, соответствующие расположению в скважине исследуемой теплоизолированной лифтовой трубы, температурных датчиков. После чего определяют среднее значение температуры в термометрических трубках. Одновременно с этим измеряют температуру на устье скважины. Далее рассчитывают коэффициент теплопроводности теплоизоляции ТЛТ в скважине λиз по формуле, учитывающей такие факторы, как конструкция скважины, величины теплопроводности сред, находящихся как между колоннами скважины, так и между колонной скважины и долотом, а также величина теплопроводности горных пород в околоствольном пространстве скважины.
Пример расчета: Расчет коэффициента теплопроводности теплоизоляции ТЛТ осуществляют через 196 сут. (τ=4704 ч=16934400 с) после пуска скважины 6805 месторождения Бованенково. По результатам измерений на глубине 59 м от устья скважины t1=+25°С, tТТ=-0,9°С, t2=-4,5°С, m=4, при i=1 (лифтовая колонна с ТЛТ) d1=0,168 м, м, м; при i=2 (эксплуатационная колонна) D2=0,219 м и d2=0,258 м; при i=3 (кондуктор) D3=0,304 м и d3=0,324 м; при i=4 (направление) D4=0,406 м и d4=0,426 м; долото dД=0,490 м; λ(1)-(2)=λэк (эквивалентный коэффициент теплопроводности среды, находящейся между эксплуатационной колонной и ТЛТ) = 2,326 Вт/м·К; λ(2)-(3)=λ(3)-(4)=λ(4)-(Д)=λц (коэффициент теплопроводности цемента) = 1,163 Вт/м·К; λпор=1,51 Вт/м·К, CМ=2100 кДж/м3·К.
Коэффициент теплопроводности теплоизоляции ТЛТ для данного примера составляет 0,0175 Вт/м·К.
Сравнение рассчитанного коэффициента теплопроводности теплоизоляции ТЛТ с аналогичной величиной коэффициента теплопроводности теплоизоляции ТЛТ, указанной в паспорте заводом-изготовителем, позволяет сделать вывод о необходимости замены исследуемой теплоизолированной лифтовой трубы.
Использование данного способа позволяет непрерывно контролировать свойства теплоизоляции ТЛТ в скважине по всей длине теплоизолированной колонны.
Claims (1)
- Способ определения коэффициента теплопроводности теплоизоляции теплоизолированной лифтовой трубы в скважине, включающий расчет радиуса теплового влияния скважины rвл по формуле:
,
где rД - радиус долота под направление, м;
λпор - коэффициент теплопроводности горных пород в околоствольном пространстве скважины, Вт/м·К;
СМ - коэффициент теплоемкости мерзлых пород, кДж/м3·К;
τ - время строительства или работы скважины, с,
измерение естественной температуры мерзлых пород за пределами радиуса теплового влияния исследуемой скважины, определяемой в находящихся в длительном простое скважинах, измерение температуры в термометрических трубках, закрепленных на направлении скважины, путем спуска в них на различные глубины, соответствующие расположению в скважине теплоизолированной лифтовой трубы, температурных датчиков, определение среднего значения температуры в термометрических трубках, измерение температуры на устье скважины, и последующий расчет коэффициента теплопроводности теплоизоляции теплоизолированной лифтовой трубы в скважине λиз, который ведут от оси скважины по формуле:
,
где ,
,
где m - количество колонн разного диаметра в скважине,
- внутренний диаметр несущей трубы теплоизолированной лифтовой трубы, м;
- наружный диаметр кожуха теплоизолированной лифтовой трубы, м;
Di и di - внутренний и наружный диаметр труб, входящих в состав колонн скважины, м;
dд - диаметр долота под направление, м;
dm - наружный диаметр трубы, входящий в состав (m)-й колонны скважины, м;
λ(i)-(i+1) - коэффициент теплопроводности среды, находящейся между (i)-й и (i+1)-й колоннами, Вт/м·К;
λ(m)-(Д) - коэффициент теплопроводности среды, находящейся между (m)-й колонной и долотом, Вт/м·К;
t1 - температура на устье скважины, °С;
tТТ - средняя температура в термометрических трубках, °С;
t2 - естественная температура мерзлых пород за пределами радиуса теплового влияния исследуемой скважины, °С.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010103283/03A RU2424420C1 (ru) | 2010-02-01 | 2010-02-01 | Способ определения коэффициента теплопроводности теплоизоляции теплоизолированной лифтовой трубы в скважине |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010103283/03A RU2424420C1 (ru) | 2010-02-01 | 2010-02-01 | Способ определения коэффициента теплопроводности теплоизоляции теплоизолированной лифтовой трубы в скважине |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2424420C1 true RU2424420C1 (ru) | 2011-07-20 |
Family
ID=44752591
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010103283/03A RU2424420C1 (ru) | 2010-02-01 | 2010-02-01 | Способ определения коэффициента теплопроводности теплоизоляции теплоизолированной лифтовой трубы в скважине |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2424420C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2549663C1 (ru) * | 2013-11-19 | 2015-04-27 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Альметьевский государственный нефтяной институт" | Способ определения коэффициентов теплопроводности пород, теплопередачи через насосно-компрессорные трубы и обсадную колонну и длины циркуляционной системы скважины |
RU167978U1 (ru) * | 2016-07-08 | 2017-01-13 | Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" | Термометрическая скважина |
CN110570058A (zh) * | 2018-06-06 | 2019-12-13 | 中国石油天然气股份有限公司 | 敏感度的确定方法及装置 |
CN112697313A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-04-23 | 长江大学 | 一种注蒸汽井筒传热过程中的热损失量评估方法及装置 |
-
2010
- 2010-02-01 RU RU2010103283/03A patent/RU2424420C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
МАКЕЕВ В.В. и др. Результаты теплотехнических и прочностных испытаний лифтовых теплоизолированных труб модели ТЛТ-114×73, Сб-к научных трудов ВНИИГАЗА. - М.: ООО «ВНИИГАЗ», 2001, с.217-221. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2549663C1 (ru) * | 2013-11-19 | 2015-04-27 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Альметьевский государственный нефтяной институт" | Способ определения коэффициентов теплопроводности пород, теплопередачи через насосно-компрессорные трубы и обсадную колонну и длины циркуляционной системы скважины |
RU167978U1 (ru) * | 2016-07-08 | 2017-01-13 | Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" | Термометрическая скважина |
CN110570058A (zh) * | 2018-06-06 | 2019-12-13 | 中国石油天然气股份有限公司 | 敏感度的确定方法及装置 |
CN110570058B (zh) * | 2018-06-06 | 2021-09-28 | 中国石油天然气股份有限公司 | 敏感度的确定方法及装置 |
CN112697313A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-04-23 | 长江大学 | 一种注蒸汽井筒传热过程中的热损失量评估方法及装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8961006B2 (en) | Fiber optic sensing systems and methods | |
CN107842361B (zh) | 原始地层温度、空井筒静态温度、环空静态温度以及环空动态温度的测量方法 | |
MX2013014651A (es) | Metodos y aparatos para determinar los parametros de fondo de pozo. | |
CN103926184B (zh) | 岩心气测孔隙度检测方法及其检测装置 | |
BR112020011751A2 (pt) | métodos e sistemas para monitoramento de características reológicas de fluido de perfuração | |
US10947839B2 (en) | Downhole thermal anomaly detection for passive ranging to a target wellbore | |
Baldwin | Fiber optic sensors in the oil and gas industry: Current and future applications | |
RU2610941C1 (ru) | Способ оценки обводненности продукции нефтедобывающей скважины | |
RU2424420C1 (ru) | Способ определения коэффициента теплопроводности теплоизоляции теплоизолированной лифтовой трубы в скважине | |
Dao et al. | Anisotropic thermal conductivity of natural Boom Clay | |
Ramurthy et al. | Fiber-optics results from an intra-stage diversion design completions study in the Niobrara formation of DJ basin | |
RU2386028C1 (ru) | Способ теплового каротажа скважин и устройство для его осуществления | |
RU2526435C1 (ru) | Способ мониторинга теплового взаимодействия скважин с многолетнемерзлыми породами | |
RU2528307C1 (ru) | Способ исследования скважины | |
RU2334100C2 (ru) | Способ теплового каротажа скважин | |
GB2517502A (en) | Method of calculating depth of well bore | |
Rouhiainen et al. | Forsmark site investigation: Difference flow logging in borehole KFM06A | |
RU2406081C2 (ru) | Скважинный зонд для измерения тепловых свойств горных пород и плотности геотермальных тепловых потоков | |
Finger et al. | Development and testing of insulated drillpipe | |
RU2269000C2 (ru) | Способ определения проницаемых зон скважины | |
Pöllänen et al. | Difference flow measurements in Greenland, Drillhole DH-GAP04 in July 2011 | |
CN118008253A (zh) | 油井光纤多参数测试方法及装置 | |
Davies et al. | Field investigation of effect of thawing permafrost around wellbores at Prudhoe Bay | |
CN105927208A (zh) | 一种井底压力随钻测量真伪实时识别方法 | |
CN114635688A (zh) | 一种基于分布式光纤的温度试井方法 |