Давление в кольцевом зазоре – атмосферное

Средняя температура грунта:

 

 

                                      

где  – температура пласта;

 – глубина залегания пласта.

 

 

 

где  – функция безразмерных параметров;

 – теплопроводность призабойной зоны;

 – температуропроводность призабойной зоны;

 – диаметр скважины.

Для ,  

где  – теплопроводность цемента;

 - диаметр обсадных труб.

 

где  - диаметр НКТ.

 

 

где  – постоянная Стефана-Больцмана;

  – излучательная способность НКТ и обсадной трубы.

где  – температура насыщения пара;

 – температура пласта.

 

Расчёт осевого распределения потерь

Определяют начальную величину  суммарного коэффициента теплопередачи (см.прил.1).

Затем

 

 

Методом последовательных приближений используя уравнение (11), определяют температуру трубы, затем среднюю температуру в зазоре  и значения  из соотношения (7), (8), (9) и (10).

 

где  функция, зависящая от свойств жидкости, заполняющей кольцевой промежуток;

  средняя температура в зазоре;

коэффициент теплопроводность жидкости;

число Прандтля жидкости;

 вязкость жидкости;

давление жидкости в кольцевом промежутке;

 атмосферное давление;

 коэффициент теплоотдачи при конвективном теплообмене;

 коэффициент теплоотдачи при излучении в кольцевом промежутке между НКТ и обсадной колонной.

Из чего следует:

 

Отсюда

 

Итерацию следует продолжать, так как погрешность превышает 1%.

Тогда:

 

;

;

;

;

;

;

 

Отсюда

Т.е.

Исходя из (18) или (19), получаем

 

 

где  – тепловые потери в скважине;

- глубина залегания;

 – среднее значение тепловых потерь в скважине.

При

где  геотермальный градиент;

температура на поверхности земли.

Температура труб

Расчёт тепловых потерь.

Значение энтальпии нагнетаемого пара находится на основе данных таблицы 2: для температуры  и

Таким образом,

 

 

 скрытая теплота парообразования;

 удельная энтальпия сухого насыщенного пара;

удельная энтальпия воды в жидкой фазе на кривой насыщения.

Поток скрытой теплоты парообразования

 

где  массовый расход нагнетаемого теплоносителя; 

 степень сухости пара.

 

Тепловые потери в скважине при условии, что пар в ней конденсируется не полностью, составляют:

 

Так как эта величина ниже величины потока скрытой теплоты парообразования, из (23).

 

 

 

где - сухость пара на глубине

 

Получаем:

 

Влияние длительности нагнетания на осевое распределение потерь

Расчёт осевого распределения потерь, проведённый по той же методике при длительности нагнетания , приводит к следующим результатам:     

 

Таблица 1

	1	2	3	4	5
		463	465	466	467
	412	395	386	379	375
	479	459	449	440	430

Давление в кольцевом зазоре равно давлению нагнетания пара

Расчёт осевого распределения потерь

Значения параметров  совпадают с их величинами в предыдущем случае. Итерационный процесс начинается при начальном значении  

Тогда

Счёт возобновляется, расхождение между  и  велико.

На следующем этапе получаем:

 

На этом этапе расхождение между  и  составляет 4,6% т.е. надо провести ещё одну итерацию:

 

Так как теперь , имеем:

Температура обсадных труб

Расчёт тепловых потерь.

Если пар не конденсируется полностью в скважине,

 

                               (26)

Так как эта величина ниже величины потока скрытой теплоты парообразования, получаем: