Прогнозирование эффективности инъектирования пара с растворителем для разработки тонких пластов тяжёлой нефти

Более половины месторождений тяжёлой нефти в Западной Канаде имеют мощность менее 5 м, и метод паровой разработки с прямым воздействием гравитации (SAGD) обычно считается экономически нецелесообразным для таких пластов из‑за недостаточного потенциала гравитационной энергии и значительных тепловых потерь в вышележащие породы. Инъектирование пара с растворителем (SESF), разновидность усиленной паровой закачки при совместной закачке растворителя с паром, показало перспективность для увеличения дебитов в тонких пластах. В данной работе разработана полуаналитическая модель для прогнозирования производительности SESF. Модель в основном основана на законе сохранения энергии и законе Фика для предсказания положения парового фронта и профиля концентрации растворителя в пласте. Кроме того, блокирующее влияние конденсата пара на диффузию растворителя учитывается посредством теории двухфазного течения нефть–вода. Далее модель делится на три части, соответствующие трём стадиям производства при SESF, которые последовательно решаются полуаналитически. Предложенная модель валидирована сопоставлением рассчитанных скоростей добычи нефти с результатами численного моделирования. Результаты показывают, что увеличение скорости добычи нефти происходит главным образом на ранней стадии процесса и достигается комбинированным воздействием тепла и конвекционно‑усиленного смешения растворителя с тяжёлой нефтью. На основании анализа чувствительности показано, что эксплуатационная мощность пласта и растворимость растворителя пропорциональны сокращению коэффициента пара к нефти (steam‑oil ratio), достигаемому SESF по сравнению с традиционной паровой закачкой. Кроме того, относительно более низкая скорость закачки и большая шаг бурения могут привести к большему приросту тепловой эффективности за счёт более длительного контакта растворителя с сырой нефтью. Пилотирование SESF на месторождении сопряжено с множеством проблем, особенно при учёте ключевых экономических факторов: увеличения добычи и стоимости растворителя. Поэтому с учётом динамического массового переноса и блокирующего эффекта накопившегося конденсата на диффузию растворителя в процессе SESF — механизмов, имеющих важное значение, но недостаточно изученных в литературе — разработанная модель позволит лучше прогнозировать и проектировать будущие проекты по разработке тяжёлой нефти методом SESF в тонких призабойных зонах.