Модель паро-помогаемого гравитационного дренажа для нефтяных песков: радиальная геометрия

В статье представлена новая модель добычи нефти при паро-помогаемом гравитационном дренажe (SAGD) в нефтяных песках в радиальной геометрии, например вокруг вертикальных скважин. Модель предполагает, что паровая зона имеет форму перевернутого конуса, профиль температуры в нефти экспоненциально убывает с расстоянием от границы пар/нефть, а вязкость зависит от температуры по степенному закону. Энергетический баланс используется для определения судьбы латентной теплоты, вводимой паром, необходимой для расширения паровой зоны и компенсации потерь тепла. Уравнения энергетического баланса и скорости добычи нефти объединены для оценки паро-нефтяного соотношения для этого процесса. Результаты, полученные с помощью этой модели, свидетельствуют о том, что SAGD в радиальной геометрии является перспективным методом добычи. Рекомендуется проведение дополнительных исследований процесса. Введение: Одним из немногих успешных методов увеличения нефтеотдачи в нефтяных песках является закачка пара. Высокая температура пара снижает вязкость битума, что позволяет ему перемещаться к добывающим скважинам. При закачке пара разница плотностей между вводимым парообразным паром и нефтью вызывает гравитационную сегрегацию фаз в пласте. Парообразный пар поднимается к верхней части пород, в то время как нагретая нефть стекает в нижние части пласта. SAGD в линейной геометрии вдоль горизонтальных скважин привлек большое внимание, и для этого процесса разработано множество моделей. SAGD в радиальной геометрии вокруг одной вертикальной скважины изучен меньше, но также может стать важным процессом повышения нефтеотдачи. В этом процессе пар закачивают в пласт через вертикальную скважину, а жидкости добывают из нижней части пласта. Экспериментальные исследования SAGD в радиальной геометрии показали, что форма паровой зоны вокруг нагнетательной скважины приблизительно представляет собой перевернутый конус с вершиной у основания скважины. В данной работе при разработке модели SAGD в радиальной геометрии принимается коническая форма паровой зоны. Коническая форма паровой зоны также использовалась при моделировании паровой закачки в менее вязких тяжёлых маслах. Одним из предлагаемых применений SAGD в радиальной геометрии является односверловой процесс инжекции/добычи пара (SWIPS) или вертикальный HASDrive. Ожидается, что SAGD в радиальной геометрии также будет важен вокруг вертикального инжектора, тогда как в горизонтальном HASDrive жидкости продвигаются от вертикальной нагнетательной скважины вдоль нагреваемой горизонтальной скважины в нижней части пласта к отдельной добывающей скважине. Выводы модели: Скорость потока нефти в битуме вдоль интерфейса паровой зоны при гравитационном дреняжении может быть найдена с использованием закона Дарси. Если q_o — скорость дренажа нефти на данной высоте, то скорость потока нефти может быть выражена как (приведено в полной статье), где Δϕ — разность гидростатического потенциала между паром и нефтью вдоль интерфейса пар/нефть.