Паровой нагрев трещиноватых пластов, содержащих тяжелую нефть: основные предпосылки и аналитическая модель одного блока

Интерес к моделированию тепловых процессов в естественно трещиноватых коллекторах, содержащих тяжелую нефть, значительно возрос в связи с обнадеживающими результатами экспериментальных и теоретических исследований, а также пилотных испытаний. Тем не менее удовлетворительных предиктивных моделей по-прежнему не хватает. В данной статье рассматривается один компонент такой модели путем изучения одного блока естественно трещиноватого коллектора при закачке пара и представления аналитических решений для теплопереноса и неизотермического гравитационного дренажа из блока. Теплообмен трещина–матрица изучается в первую очередь путем анализа управляющих дифференциальных уравнений. Аналитически показано, что для типичного матричного блока в паровой зоне переходное распределение температуры внутри одного блока не зависит от конвекции. Для физических свойств, отличных от рассмотренных в работе, оценка числа Пекле указывает порядок ошибки, который будет внесен при пренебрежении конвекцией; для типичного трещиноватого карбонатного коллектора это порядка 1%. Далее применяется интегральный метод для получения переходного распределения температуры внутри блока, которое может быть использовано непосредственно для расчетов потребления тепла. Распределение температур включено в аналитическое уравнение для получения скорости термального дренажа при гравитационном течении. Конечное уравнение представляет собой зависимость между физическими свойствами одного блока и скоростью потока в удобной для расчета форме. Решение задачи показывает, что использование вязкости нефти при средней температуре блока вполне адекватно для расчетов добычи в период нагрева. Эти выводы могут быть использованы при моделировании теплового и гидродинамического режима как отдельных блоков, так и всего месторождения в трещиноватых коллекторах, например, на Ближнем Востоке.