Анализ тепловых полей на первичной стадии процесса парогравитационного дренажа

Abstract

This article analyzes the temperature distribution in a producer well at the primary stage of the steam-assisted gravity drainage process. The increase in share of hard-to-recover reserves requires using steam-assisted gravity drainage (SAGD). Its successful application, in turn, depends on warming up the inter-well zone, which demands steam circulation in both wells at the primary stage of the process. The duration of this stage affects the transition to oil production and the profitability of the process, which emphasizes the importance of analyzing thermal fields at this stage to assess its duration. The existing research does not allow estimating the temperature in the producer, using the correct formulation of the problem. This paper presents the temperature distribution in a producer for SAGD for classical and chess well patterns for the first time. The aim of the work is to choose a development system for the minimum duration of primary stage of SAGD. For this purpose, the fundamental solution of the non-stationary heat equation for a continuous stationary point source in an unbounded medium is used. The estimation of temperature, at which oil becomes mobile, allows determining the primary stage duration. The authors compare the classical and chess well patterns. In addition, they have obtained the temperature distribution in producer. The results show that classical well pattern provides faster heating of inter-well zone. It is determined that the closest injection well has the greatest influence on the temperature in the producing well.

Статья посвящена анализу распределения температуры в добывающей скважине на первичной стадии процесса парогравитационного дренажа. В связи с увеличением доли трудноизвлекаемых запасов необходимо применять тепловые методы увеличения нефтеотдачи, в том числе метод парогравитационного дренажа. Для успешного применения этого метода необходимо установить гидродинамическую связь между нагнетательной и добывающей скважинами и прогреть межскважинную зону, для чего проводится циркуляция пара в обеих скважинах на первичной стадии процесса. Длительность этой стадии влияет на переход к добыче нефти и рентабельность процесса, поэтому анализ тепловых полей на этой стадии для оценки ее длительности является актуальной задачей. Существующие работы не позволяют провести оценку температуры в добывающей скважине с учетом корректной постановки задачи и рассмотрения теплового поля между нагнетательной и добывающей скважинами. В данной статье впервые получено распределение температуры в добывающей скважине для парогравитационного дренажа для классической и шахматной схем расположения скважин с помощью фундаментального решения уравнения теплопроводности. Цель работы – выбор системы разработки для минимальной длительности первичной стадии процесса парогравитационного дренажа с помощью анализа тепловых полей. Для этого для пары скважин используется фундаментальное решение нестационарного уравнения теплопроводности для непрерывного неподвижного точечного источника в неограниченной среде. Оценка температуры, при которой нефть становится подвижной, позволяет определить длительность первичной стадии процесса парогравитационного дренажа. Проводится сравнение классической и шахматной схем расположения скважин, определяется влияние соседних нагнетательных скважин на температуру в добывающей скважине с помощью фундаментального решения уравнения теплопроводности. Получено распределение температуры в добывающей скважине. Установлено, что классическая схема расположения скважин обеспечивает более быстрый прогрев межскважинной зоны. Определено, что наибольшее влияние на температуру в добывающей скважине оказывает ближайшая нагнетательная скважина.