Новая аналитическая модель подъема паровой камеры при методе гравитационного дренажа с подводом пара (SAGD)

Резюме: Течение жидкости и теплопередача в период подъема паровой камеры (этап ramp up) в процессе паропомогаемого гравитационного дренажа (steam-assisted gravity drainage, SAGD) чрезвычайно сложны. Большинство существующих аналитических моделей не в состоянии уловить физику этого этапа, и их оценки добычи нефти и коэффициента пара/нефть (SOR) могут быть сомнительными. В статье представлена новая аналитическая модель для прогнозирования скорости вертикального продвижения паровой камеры, корреляций скорости добычи нефти и SOR, а также эволюции профиля камеры на этом этапе с использованием законов сохранения массы и энергии и теории гравитационного дренажа. Новая аналитическая модель была проверена на полевых наблюдениях, лабораторных измерениях и численных моделированиях. Результаты показали, что предложенная модель не только успешно прогнозирует скорость добычи нефти и SOR с повышенной надежностью и точностью, но и впервые корректно предсказывает изменение профиля камеры во времени в течение этапа ramp up. С помощью этой модели были исследованы влияния ключевых параметров. Исследование выявило, что анизотропия проницаемости существенно влияет на развитие профиля камеры. При условии постоянной горизонтальной проницаемости чем меньше отношение вертикальной к горизонтальной проницаемости, тем короче и шире профиль камеры. Стратегия управления небольшим субкулом может увеличить добычу нефти и рост паровой камеры, что согласуется с экспериментальными и полевыми данными. Также было установлено, что увеличение расстояния между инжектором и продьюсером благоприятно для добычи нефти; однако изменение этого расстояния может вызвать эксплуатационные, производственные и экономические проблемы и потому требует осторожного подхода. Данная работа представляет собой первое математическое описание эволюции профилей камеры на этапе ramp up. Из модели можно прямо извлечь полезные рекомендации для операторов по улучшению результатов стадии ramp up.