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非稳态钻井地温测量

/non-equilibrium borehole temperature logging/
条目作者胡圣标

胡圣标

最后更新 2022-01-20
浏览 124
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钻进终止后不久,井液温度在一定时间范围内会随时间发生变化,即井液和井壁岩石均处于非平衡或非稳态(瞬态)热状态时开展的地温测量。

英文名称
non-equilibrium borehole temperature logging
所属学科
地球物理学

钻井地温测量的温度随深度变化的数据的质量与钻探过程中扰动程度、井液与井壁岩石间的热平衡过程密切相关,循环的井液在钻井深部段低于原始地温或井壁岩温,对井壁围岩构成冷却;而在钻井浅部段,井液温度高于原始井壁岩温,对井壁围岩产生加热。同时,钻具在升降、旋转和钻头与岩层的摩擦生热也会对围岩和井液产生非均一的加热。此外,在一定压力下,井液在渗透性较高的井壁围岩流动会产生对流型热传递。而一旦发生井液渗漏时,通常会采取水泥浆堵漏,水泥的固结过程会产生短期的附加热源,这些都会对原始地层温度造成一定程度的扰动,钻进终止以后不久,井液与井壁地层岩石原始温度之间存在着差异,此时所获得的温度随深度变化的数据为非稳态测温数据,代表的是井内温度在测量时的瞬时温度分布,并非是地层岩石的原始温度;钻井过程终止后,井液循环和附加热效应随即停止,钻井液内部和井液与井壁岩石间的热平衡强度或速度随时间呈现指数衰减,即初期(数小时~数日)快速,随后进入缓慢(数天~数月)的热平衡过程,逐步趋近于稳定的热状态。热平衡的时间可以通过公式求得,处于后期缓慢热平衡阶段的井内地温分布已十分接近稳态地温分布,但又略有差异,通常称为准稳态,相应的地温测量结果为准稳态温度数据。钻井内井液达到热平衡的时间与井深和钻进过程有关,井越深,热平衡时间越长。

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