Новый подход к моделированию гравитационного дренажа с помощью пара

Описан метод прогнозирования дренажа битума из зоны вокруг распространяющейся паровой камеры над горизонтальной скважиной. Граница пар–битум рассматривается как набор сегментов. Для каждого сегмента рассчитывается отток нефти на последовательных временных шагах, и эти скорости используются для вычисления смещения интерфейса. Изменение накопленного проникновения тепла оценивается с помощью приближённого дифференциального уравнения. Вычисления повторяются циклично, и вычисляется непрерывный тепловой баланс. Показано, что доля поданного тепла, остающаяся в камере, увеличивается с ростом давления пара; однако это преимущество компенсируется большим количеством тепла, необходимого для нагрева единичного объёма пласта до температуры пара. Более высокое давление пара обеспечивает более быстрое производство, а отношение нефть/пар существенно не меняется. Важным фактором, определяющим эффективность процесса, является горизонтальное расстояние между скважинами в ограниченной схеме; более плотная расстановка даёт лучшие отношения нефть/пар. Распространение неограниченной паровой камеры контролируется факторами, влияющими на поток пара по верхним кромкам камеры. Неконденсируемые газы могут иметь значение; запланированы экспериментальные работы по изучению факторов, влияющих на распространение. Введение: Основная проблема при добыче битума методами in situ заключается в том, что битум при пластовых условиях практически не подвижен. Это можно преодолеть нагревом битума или его разбавлением растворителем. Основная задача для нефтяного инженера при развитии любого из этих подходов — определить подходящий способ систематического и полного контактирования тепла или растворителя с битумом. Например, попытки закачивать пар в пласт для нагрева битума, как правило, неудачны, если давление не повышено до уровня, при котором происходит разрыв пород. Закачка пара выше давления разрыва с последующим добыванием из той же нагнетательной скважины была успешной в Альберте и других местах и является основой недавно объявленных коммерческих проектов. Такие проекты более экономичны для толстых пластов, чем для тонких, поскольку меньшая доля поданного тепла теряется в перекрывающих породах. По-видимому, в толстых пластах большая часть нефти добывается гравитационным дренажем даже при традиционном стимулировании паром; на это впервые указал Doscher. Хотя тепловая экономика при стимулировании паром может быть достаточно удовлетворительной, извлечение нефти ограничено примерно 15–20% из-за склонности пара обходить пласт. Настоящая работа посвящена добыче битума или тяжёлых нефтей гравитационным дренажем вокруг растущей паровой камеры; она продолжает предыдущие исследования автора и его коллег. Процесс и теория отличаются от описанных в литературе для гравитационного дренажа обычных нефтей: в паро-ассистированном гравитационном дренажe подвижна только нефть, близкая к периферии паровой камеры, тогда как при дренировании традиционной нефти при почти постоянной температуре подвижна вся нефть в пласте.