Влияние температурозависимой теплопроводности на процесс теплового заводнения с паровой поддержкой (SAGD). Часть 1: прогноз фронта температуры

Тепловое заводнение с паровой поддержкой (SAGD) является предпочтительным методом термического извлечения битума из отложений Атабаски в провинции Альберта, Канада. При SAGD пар, закачиваемый в горизонтальную нагнетательную скважину, проникает в пласт и теряет свою скрытую теплоту при контакте с холодным битумом на границе камеры истощения. Тепловая энергия передаётся от пара в пласт, снижая вязкость битума, который под действием гравитации движется к горизонтальной добывающей скважине. В начальной стадии SAGD основным механизмом теплообмена является теплопроводность, и теплопроводность пласта является ключевым параметром в кондуктивном теплообмене. Кондуктивная передача тепла происходит быстрее в пластах с более высокой теплопроводностью, что, в свою очередь, влияет на температурный профиль перед границей пара. Следовательно, пласт с более высокой теплопроводностью обеспечит более высокие скорости нагрева пласта и более высокие темпы добычи нефти. При изменении температуры нефтеносного песчаника от температуры пласта до температуры паровой камеры теплопроводность уменьшается до 25% (в зависимости от начальной температуры пласта и пара), что влияет на температурный профиль и кондуктивный нагрев в пласте. В этом исследовании предложена модифицированная модель Батлера, включающая температурозависимую величину теплопроводности. Предложен упрощённый метод: использование значения теплопроводности при средней температуре пара и пласта обеспечивает погрешность менее 1% в диапазоне применений SAGD. Этот новый подход впервые включает температурозависимую теплопроводность пласта в аналитическую модель SAGD.