Вертикальном и частично искривленном участках ствола.

В горизонтальных скважинах изменение температуры газа происходит на вертикальном, искривленном и горизонтальном участках ствола. Конструкции скважин отличаются длинной искривленного участка.

1. Изменение температуры на горизонтальном участке ствола приближенно может быть определено по формуле:

,

α- размерный коэффициент, определяемый по формуле:

,

Ср – средневзвешенная теплоемкость; к – коэффициент теплопередачи между газом в горизонтальном стволе и пластом

,

где λ_пл – коэффициент теплопроводности пласта, Дж/кг^.с^.К; h₀ – глубина залегания горизонтального ствола, м.

При расчетах температуру газа на переходе ствола от горизонтального участка к искривленному можно принять, как Т_зп, величину, которую в пределах толщины пласта можно оценить по формуле:

,

где Di – коэффициент Джоуля-Томпсона; G – массовый расход газа, кг/с; τ – время работы скважины на данном режиме,с; Ср – теплоемкость газа; h- толщина пласта, м; Сп – теплоемкость горных пород; R_c – радиус скважины,м; R_k – радиус контура питания,м.

2. Определяем температуру газа на нижней границе мерзлой зоны, частично охватывающей искривленный участок, по формуле:

,

где х_иск – произвольное расстояние в пределах искривленного участка, м. Естественно, что геотермический градиент в пределах искривленного участка определяется как градиент по вертикали к этому участку Н_иск. α – размерный коэффициент определяемый по формуле:

,

,

где R_иск – радиус кривизны ствола, м; φ – угол охвата заданного отклонения ствола от вертикали.

Г- геотермический градиент определяемый по формуле:

Г = (Тни - Тнс)/(L - hнс)

3. Определяем температуру газа на нижней границе вертикального участка по формуле:

где β-коэффициент учитывающий присутствие низких температур и опр.по формуле:

β = (Тм - Тсг)²/Тсг²

где - Тм и Тсг соответственно температура ММП и среднегодовая температура поверхности почвы.

4. Рассчитывается распределение температуры газа в мерзлой зоне вертикального участка от нижней границы мерзлой зоны до нейтрального слоя по формуле:

,

где Т_ом – температура газа на нижней границе мерзлой зоны, К; Г_м – геотермический градиент мерзлой зоны, определяемый по формуле:

,

Н_ом – глубина нижней границы мерзлой зоны, м; Н_нс – глубина нейтрального слоя, м; Т_нс – температура нейтрального слоя, К; х_м – глубина, отсчитываемая от нижней границы мерзлой зоны, м; α_м – размерная величина, определяемая по формуле:

,

где λм – коэффициент теплопроводности мерзлых пород, Ср_м – теплоемкость газа при известных средних значениях давления и температуры в зоне мерзлоты.