Способ определения температуры многолетне-мерзлых пород вокруг скважины и температуры флюида в скважине

Способ определения размеров и конфигурации зоны оттаивания вокруг скважины и температуры нефти в скважине, оборудованной эксплуатационной колонной и расположенной внутри нее колонной насосно-компрессорных труб, включающий проведение стандартных теплофизических исследований свойств грунта и определение на основании полученных исходных данных параметров теплообмена скважины и горных пород путем решения численными методами на основе математического моделирования, отличающийся тем, что учитывают теплофизические параметры грунтов вокруг скважины, среднемесячную температуру воздуха, толщину снега, коэффициент теплообмена поверхности земли с воздухом, дебит скважины, обводненность, глубину, температуру пласта на уровне отбора, радиус эксплуатационной колонны и колонны насосно-компрессорных труб, мощность мерзлоты, температуру мерзлоты, затем определяют динамику размера и конфигурации зоны оттаивания вокруг скважины и падение температуры нефти по стволу скважины, устьевую температуру, на основе численных расчетов системы уравнений (1)-(3):
где r, z - координаты цилиндрической системы координат,
τ - время, с,
Т - температура горных пород или T(r, z, τ) впоследствии для упрощения формул будет записываться как Т, °C,
λ(Т) - коэффициент теплопроводности горных пород, Вт/(мK),
3
с(Т) - эффективная объемная теплоемкость горных пород, Дж/(мK)
gr
3
где c(T) - объемная теплоемкость породы, зависящая от температуры, Дж/(мK),
γ - удельная теплота фазового перехода воды, Дж/кг,
3
ρ - плотность горных пород, кг/м,
w - влажность мерзлых пород, доли,
t - температура нефти или t(z, τ),
G - дебит жидкости, кг/с,
р
С - удельная теплоемкость жидкости, Дж/(кгК), которая определяется как
p
oil
wat
c=c·(1-f)+c·f,
oil
C - удельная теплоемкость нефти, Дж/(кгК),
wat
C - удельная теплоемкость воды, Дж/(кгК),
f - обводненность, доли,
u - периметр сечения движения жидкости, м,
где в уравнении (3):
s
2
K(z) - коэффициент теплопередачи скважины, Вт/(мK),
s
r - радиус эк, м.