Термометрия основана на регистрации температуры в стволе скважины, обычно связанной с продуктивным пластом перфорационными отверстиями или открытым фильтром. Метод заключается в изучении естественных и искусственных тепловых полей в скважине. Измерения искусственных полей проводят для:
- оценки технического состояния обсаженых скважин (выделение интервалов затрубных перетоков, определение высоты подъема цемента, контроля интервалов перфорации, исследования герметичности обсадных колонн и фонтанных труб);
- сопровождения процесса эксплуатации скважин в комплексе с другими методами определения «приток-состав» (выделение интервалов и профилей притока и приемистости, установление обводненных интервалов в добывающих скважинах, прослеживание температурного фронта закачиваемых вод, определение интервалов внутриколонных перетоков, контроль за внутрипластовым горением, паротепловым воздействием и термозаводнением).
Эффективная и точная температурная модель скважины позволяет решать широкий спектр производственных задач при проведении контроля за разработкой месторождений нефти и газа. Среди задач, относящихся к обеспечению и контролю потоков флюида в стволе скважины, одной из наиболее важных является выделение работающих интервалов и количественная оценка дебита флюида.
В Plog предлагается практическая методика для решения прямой и обратной задач термометрии как для стационарных, так и для нестационарных условий теплопереноса, для скважин с различным углом наклона, одно или двухфазных флюидов. Особенности модуля обработки метода в системе Plog:
1) Автоматизация программного алгоритма решения задачи (workflow)
2) Расчетные алгоритмы основаны на современных публикациях отечественных и зарубежных ученых
3) Применение прогрессивного математического аппарата для решения сложных обратных задач
| Учет нестационарного теплопереноса | |
| После поступления флюида в ствол скважины флюид охлаждается, происходит теплообмен с элементами конструкции скважины, средой их заполняющей, цементом, окружающими горными породами. Потеря тепловой энергии от границы НКТ до породы характеризуется коэффициентом теплопередачи и не изменяется во времени — соответствует стационарному теплопереносу. Потеря тепловой энергии от границы цементного кольца является функцией времени работы скважины характеристикой горных пород и соответствует нестационарному теплопереносу. Исходя из этой концепции, в модели происходит учет истории работы скважины. | |
| Решение обратной задачи | |
| Сформулируем прямую задачу моделирования температуры: по заданной характеристике системы скважина — окружающая горная порода, включая дебит и профиль давления в работающей скважине, необходимо рассчитать кривую распределения температуры в стволе скважины. В основе решения прямой задачи лежит математическая модель, описанная выше. Эта модель является базой для последующего решения обратной задачи, поскольку, по сути, решение обратной задачи сводится к последовательному решению серии прямых задач.
Сформулируем обратную задачу моделирования температуры: по заданной характеристике системы скважина — окружающая горная порода, включая профиль температуры и давления в работающей скважине, необходимо построить профиль притока в скважине. Решение задачи складывается из двух составляющих: моделирование температуры за пределами работающих интервалов и расчет температуры в пределах работающих интервалов. Используемый алгоритм решения обратной задачи основан на алгоритме оптимизации , который является комбинацией простейшего градиентного метода и метода Гаусса-Ньютона. Для расчета температуры в пределах работающих интервалов составляется и решается уравнение баланса энтальпий. Апробация вычислительного модуля проводилась на фактических данных – результатах проведения ПГИ в газовых скважинах. Оценка качества совмещения фактических и теоретических кривых давления, плотности, температуры свидетельствует о достоверности оценки дебита флюида. |
Видео примеров обработки данных метода термометрии в добывающей газовой скважине демонстрируется в секции Видео.