Uproszczony ilościowy opis procesu wymiany ciepła w otworze wiertniczym pomiędzy cyrkulującą płuczką a górotworem

W artykule podano opis modelu matematycznego wymiany ciepła pomiędzy cyrkulującą w otworze wiertniczym płuczką a górotworem dla ustalonego stanu tego procesu. Równania modelu wyprowadzono, układając bilans przyjmowanych i oddawanych ilości ciepła przez elementarny pierścień przestrzeni pierścieniowej oraz płytkę przewodu wiertniczego o grubości dz pomiędzy chwilą t a t + dt. Założono, że temperatura górotworu na ścianie otworu wiertniczego równa jest temperaturze wynikającej z gradientu geotermicznego, znane są temperatury płuczki wpływającej i wypływającej z otworu oraz natężenie przepływu, ciepło właściwe i szereg innych parametrów płuczki. Skonstruowano program obliczeniowy pozwalający na określenie rozkładu temperatur płuczki w przewodzie i w przestrzeni pierścieniowej w funkcji głębokości, a w celu weryfikacji poprawności modelu wy konano obliczenia dla jednego z otworów wierconych na Niżu Polskim. Stwierdzono zadowalającą zgodność temperatur pomierzonych z obliczonymi.

---

The paper presents a simple mathematical model of the heat exchange process between wellbore rocks and mud circulating in drill pipe and annulus. The equations of the model were derived by considering the amount of heat accepted and transferred from the elementary ring element of mud in annulus and the elementary plate of mud in the drill pipe, having thickness dz, between moment t, t + dt. It was assumed that: - wellbore wall temperature is the linear function of depth and remains constant, - temperatures of mud entering and leaving the wellbore are known, - mud flow rate and other mud parameters are also known. A computer program based on the presented model was used to check the viability of the presented approach. The calculation results for one of the wells drilled in the Polish Lowland area indicated acceptable compatibility between calculated and measured temperatures of mud circulating in the well.