Исследование температурного поля в скважине с индукционным нагревом колонны при наличии каналов заколонного перетока жидкости

Abstract

This paper considers the results of experimental studies of temperature regimes’ distribution in a physical model as close as possible to the systems of a real oil well, with induction heating of the column, taking into account the behind-the-casing fluid flow. Induction on the casing pipe leads to a thermal mark in the wellbore and in the annular space. Observing the formation, movement and disintegration of the thermal mark allows determining the channels of behind-the-casing fluid flow. In this paper the authors describe the experimental setup, temperature measuring systems with distributed temperature sensors. They have studied the influence of forced convection on the sensors’ readings locating them in different places in the well (pressed against the inner wall of the column, along the axis of the device). The advantages of the azimuthal temperature mapping are shown when measuring the temperature anomalies of the cumulative fluid motion. It is established that using an azimuthally distributed temperature probe allows determining the behind-the-casing fluid overflow “from above” when measuring above and below the inductor heating point. Optimal intervals of measurement time are determined, when the separation of behind-the-casing fluid flow channels is most effective.

В работе рассматриваются результаты экспериментальных исследований распределения температурного поля в физической модели, максимально приближенной к конструкции реальной нефтяной скважины, при индукционном нагреве колонны с учетом заколонного перетока жидкости. Индукционное воздействие на обсадную колонну приводит к возникновению тепловой метки в стволе скважины и в затрубном пространстве. Наблюдение за формированием, движением и расформированием тепловой метки позволяет определить каналы заколонного движения жидкости. В работе приводится описание экспериментальной установки системы измерения температуры с распределенными датчиками температуры. Изучено влияние вынужденной конвекции на показания датчиков температуры с разным их расположением в скважине (прижатый к внутренней стенке колонны, по оси прибора). Показаны преимущества азимутального расположения датчиков температуры при измерении температурных аномалий заколонного движения жидкости. Установлено, что с помощью азимутально распределенного температурного зонда можно определить заколонный переток «сверху» при проведении измерений выше и ниже точки нагрева индуктора. Определены оптимальные промежутки времени измерения температуры, при котором выделение каналов заколонного движения жидкости наиболее эффективно.