Разработка инновационной технологии на основе метода активной термометрии для решения задач экологии пресноводных горизонтов

Для нефтяных регионов с большим количеством пробуренных добывающих и нагнетательных скважин контроль за состоянием пресноводных горизонтов является не до конца решенной и сложной проблемой. Загрязнение пресноводных горизонтов чаще всего происходит в результате перетока пластовых и закачиваемых в плаасты вод через негерметичное заколонное пространство скважин. Поэтому очень важной задачей задачей является определение заколонных перетоков, мест негерметичности обсадной колонны и количественная оценка интенсивности перетока через них пластовых и закачиваемых жидкостей для принятия решения по их ликвидации. Одним из основных методов, используемых для решения этой задачи является метод скважинной термометрии. Однако, традиционный подход, основанный на анализе возникающих естественным образом при движении флюида в каналах перетока температурных аномалий не всегда позволяет решить задачу по выявлению заколонных перетоков, особенно в интервалах верхних водоносных пластов. В этой связи перспективным для решения этой задачи может быть подход, основанный на использовании искусственных температурных полей, создаваемых при индукционном воздействии на металлическую обсадную колонну в стволе скважины. Кратковременное индукционное воздействие приводит к локальному разогреву металлической обсадной колонны и одновременно с этим к изменению температуры жидкости в заколонном пространстве скважины. Все это приводит к возникновению температурной аномалии в потоке жидкости в заколонном пространстве, к распространение тепла по колонне за пределы нагреваемого участка, что, в свою очередь, зависит от интенсивности и направления перетока флюида за колонной. На анализе характера распределения температуры внутри скважины и температуры обсадной колонны выше и ниже нагретого индукционным воздействием участка основывается информативность термометрии при определении заколонных перетоков и оценке их интенсивности. Анализ азимутального распределения температуры колонны позволит выделить перетоки по трещинам в цементе. Предлагаемая технология предполагает использование нового скважинного прибора, содержащего модуль индукционного воздействия и распределенные датчики температуры, позволяющие регистрировать температуру в скважине и распределение температуруры по образующей металлической обсадной колонны. Для планирования исследований, для выбора оптимальной мощности и длительности индукционного воздействия и для интерпретации, решения обратных задач будет использован симулятор термогидродинамических процессов. Для реализации данной технологии необходимо провести фундаментальные исследования тепло-массообменных процессов в скважине при индукционном воздействии. на обсадную колонну с учетом заколонного перетока, включающие математическое моделирование и лабораторные эксперименты. Нагрев колонны может вызвать естественную тепловую конвекцию в жидкости в стволе скважины за счет локального повышения ее температуры и уменьшения ее плотности. По этой причине основными методами исследования тепло-массообменных процессов в скважине выбраны методы численного моделирования (CFD) на коммерческом симуляторе Ansys и лабораторные эксперименты на имеющейся в Уфимском университете науки и технологий оригинальной установке гидродинамического моделирования. Полученные знания позволят разработать методики проведения термометрических исследований вертикальных и наклонных скважин, методики интерпретации зарегистрированных распределений температуры, с определением интервалов заколонного перетока, источника перетока и его интенсивности.