Расчет характеристических параметров процесса парогравитационного дренажа и увеличение коэффициента охвата пласта

Вестник ТюмГУ. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика.


Выпуск:

2019. Том 5. №1

Название: 
Расчет характеристических параметров процесса парогравитационного дренажа и увеличение коэффициента охвата пласта


Для цитирования: Шевелёв А. П. Расчет характеристических параметров процесса парогравитационного дренажа и увеличение коэффициента охвата пласта / А. П. Шевелёв, А. Я. Гильманов // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2019. Том 5. № 1. С. 69-86. DOI: 10.21684/2411-7978-2019-5-1-69-86

Об авторах:

Шевелёв Александр Павлович, кандидат физико-математических наук, доцент, профессор кафедры моделирования физических процессов и систем, Физико-технический институт, Тюменский государственный университет; a.p.shevelev@utmn.ru; ORCID: 0000-0003-0017-4871

Гильманов Александр Янович, инженер 2 категории, кафедра моделирования физических процессов и систем, Физико-технический институт, Тюменский государственный университет; a.y.gilmanov@utmn.ru; ORCID: 0000-0002-7115-1629

Аннотация:

Самым перспективным направлением разработки месторождений высоковязкой нефти является технология парогравитационного дренажа (SAGD). Существующие классические подходы не позволяют рассчитать некоторые необходимые параметры для успешной реализации процесса, а также требуют расчета в каждой точке границы паровой камеры. Дальнейшее развитие ранее предложенного авторами подхода позволяет не только упростить расчеты в рамках заданной точности, но и получить управляю­щие параметры процесса. Традиционная схема расстановки скважин при SAGD не позволяет получить коэффициент охвата больше 0,5 в силу равенства оптимального расстояния между скважинами и максимального основания треугольника сечения паровой камеры. Авторами показывается, что увеличение массового расхода закачки пара при сохранении исходного расстояния между скважинами позволяет получить более высокий коэффициент охвата пласта процессом за счет перекрытия соседних паровых камер. Проводится анализ важнейших технологических параметров процесса для последующего применения на реальных месторождениях высоковязкой нефти в России. Расчеты проводятся с использованием системы уравнений, основанной на методе материального и теплового балансов и закона Дарси, которая аппроксимируется с помощью явной конечно-разностной схемы. Непротиворечивость полученных результатов обосновывается сопоставлением предельных случаев с аналитическими расчетами, а также с характерными модельными и промысловыми зависимостями зарубежных авторов. Авторами установлено, что повышение расхода закачиваемого пара с одновременным увеличением расстояния между скважинами и сохранением традиционной сетки приводит к повышению паронефтяного отношения и уменьшению накопленной добычи нефти. Этот подход не приводит к повышению коэффициента охвата, но позволяет уменьшить общее число скважин в пласте, а наличие перекрытия соседних паровых камер приводит к повышению коэффициента охвата и увеличению накопленной добычи нефти.

Список литературы:

  1. Батлер Р. М. Горизонтальные скважины для добычи нефти, газа и битумов / Р. М. Батлер; пер. с англ. А. А. Козина. М.; Ижевск: Институт компьютерных исследований; Регулярная и хаотическая динамика, 2010. 536 с. 
  2. Гильманов А. Я. Моделирование перспективных направлений применения технологий парогравитационного дренажа / А. Я. Гильманов, А. П. Шевелёв // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2018. Том 4. № 1. С. 39-54. DOI: 10.21684/2411-7978-2018-4-1-39-54 
  3. Гильманов А. Я. Физико-математическое моделирование парогравитационного дренажа месторождений тяжелой нефти на основе метода материального баланса / А. Я. Гильманов, А. П. Шевелёв // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2017. Том 3. № 3. С. 52-69. DOI: 10.21684/2411-7978-2017-3-3-52-69 
  4. Федоров К. М. Методика расчета и оптимизации парогазоциклического воздействия на призабойную зону пласта / К. М. Федоров, А. П. Шевелёв, В. Е. Андреев, Ю. А. Котенев, С. С. Бадретдинов, А. И. Шакиров, О. З. Исмагилов // Известия высших учебных заведений. Серия нефть и газ. 2005. № 3. С. 42-49. 
  5. Федоров К. М. Сравнительный анализ различных схем размещения скважин для технологии парогравитационного дренажа / К. М. Федоров, А. Я. Гильманов, А. П. Шевелёв // Society of Petroleum Engineers. 2018. SPE-191494-18RPTC-RU. DOI: 10.2118/191494-18RPTC-RU
  6. Butler R. M. Theoretical studies on the gravity drainage of heavy oil during in‐situ steam heating / R. M. Butler, G. S. McNab, H. Y. Lo // Canadian Journal of Chemical Engineering. 1981. Vol. 59. No 4. Pp. 455-460. DOI: 10.1002/cjce.5450590407
  7. Ghasemi M. Compositional variation in SAGD / M. Ghasemi, K. H. Whitson // Society of Petroleum Engineers. 2015. SPE-175022-MS. DOI: 10.2118/175022-MS
  8. Gilmanov A. Ya. Optimal distance between wells in SAGD based on the material balance method / A. Ya. Gilmanov, A. P. Shevelev // Advances in Engineering Research (AER). Atlantis Press, 2018. Vol. 157. Pp. 174-178. DOI: 10.2991/aime-18.2018.34
  9. Ji D. Re-examination of fingering in SAGD and ES-SAGD / D. Ji, S. Yang, H. Zhong, M. Dong, Z. Chen, L. Zhong // Society of Petroleum Engineers. 2016. SPE-180708-MS. DOI: 10.2118/180708-MS
  10. Li Q. A new analysis on the convective heat transfer at the edge of the SAGD chamber / Q. Li, Z. Chen // Society of Petroleum Engineers. 2015. SPE-175063-MS. DOI: 10.2118/175063-MS
  11. Rassenfoss S. Shale EOR works, but will it make a difference? / S. Rassenfoss // Journal of Petroleum Technology. 2017. Vol. 69. No 10. Pp. 34-40. DOI: 10.2118/1017-0034-JPT
  12. Zargar Z. Analytical treatment of SAGD — old and new / Z. Zargar, S. M. Farouq Ali // Society of Petroleum Engineers. 2016. SPE-180748-MS. DOI: 10.2118/180748-MS