Ученые Тюменского государственного университета разработали интегральную модель парогравитационного дренажа нефтяного месторождения на основе закона сохранения масс фаз и закона сохранения их энергии.
Пилотные исследования применения термических методов на месторождениях высоковязкой нефти показали, что экономия достигается при использовании технологий пароциклического воздействия и парогравитационного дренирования (SAGD). Эффективность разработок уже продемонстрирована в ряде экспериментальных работ.
Для обеспечения наилучшего результата необходимо моделировать процессы, происходящие на всех стадиях SAGD. Так, математические модели, определяющие процесс SAGD, можно разделить на три условные группы. Первая группа представляет собой интегральные модели, в которых определяется материальный и тепловой баланс паровой камеры треугольной формы. В моделях второй группы решаются уравнения теплового баланса и течения, создаваемого силами тяжести на границах паровой камеры. Модели третьей группы основаны на уравнениях, определяющих течения многофазного теплоносителя. Однако в настоящее время не существует одной надежной и простой модели процесса SAGD, которая могла бы прогнозировать технологические параметры этого процесса, необходимые для его оптимизации.
Статья «Оптимизация парагравитационного дренажа в проверенном интегральном стимуляторе» физиков ТюмГУ Александра Гильманова, Константина Федорова, Александра Шевелева была опубликована в «Журнале инженерной физики и теплофизики». В разработанной физиками ТюмГУ усовершенствованной интегральной модели оптимизации процесса SAGD рассматривается паровая камера треугольной формы.
Предполагается, что локальная температура и давление фаз в этой камере равны, распределения насыщения, давления и температуры в ней однородны, температура в паровой камере равна температуре конденсации при давлении в пласте, потери тепла в камере обусловлены теплопроводностью в ней и определяются законом Ньютона–Рихмана, а вертикальные и горизонтальные потери тепла в камере определяются моделью Эдмундса–Петерсона.
В камере присутствуют паровая, водная и масляная фазы. В систему определяющих уравнений, определяющих процесс SAGD, входят уравнения, представляющие законы сохранения фазы и массы. В результате вычислений и исследований учеными разработана и проверена интегральная математическая модель процесса SAGD путем сравнения полученных с его помощью оценок расширения паровой камеры с результатами экспериментов.
Численные оценки показали хорошую сходимость с данными добычи, полученными для месторождения Сенлак (Канада, Саскачеван). Установлены основные этапы процесса SAGD и проанализирована предполагаемая динамика этого процесса применительно к месторождению Сенлак. Заключительный этап объединения паровых камер исследовался на примере месторождения Фэнчэн (Синьцзян, Китай). Сделанные оценки показывают, что схемы, построенные для скважины и закачки пара, очень близки к оптимальным.
Показано, что конечный коэффициент извлечения нефти (КИН) месторождения Сенлак составляет 32 процента, а оптимизация системы разработки месторождения Фэнчэн повышает его КИН на семь процентов.
Источник: Naked Science