Моделирование перспективных направлений применения технологий парогравитационного дренажа

Abstract

The reserves of easily accessible oil are currently declining. Therefore, it is necessary to employ heavy oil fields in the development, as well as other hard-to-recover reserves. There are significant reserves of high viscosity oil in Tatarstan and Western Siberia (e. g., in the Russian oil field). For the extraction of such reserves, it is necessary to use special methods (mainly thermal), the most promising of which is the method of Steam-Assisted-Gravity-Drainage (SAGD). The SAGD method, with two vertical injection wells and one horizontal well, has only recently been used in addition to the common technology with two horizontal wells. Due to the large depth of oil and the possibility of heat loss, SAGD modeling is especially important in Russia. It can be achieved by a proven computational model based on the fundamental system of equations of mechanics of multiphase systems. However, this requires a large amount of data that is not always available for the considering field, as well as significant time loss. For elimination of these disadvantages without essential loss of accuracy, it is possible to use the integrated approach based on Butler’s model and the method of material balance proposed and constantly improved by the authors of this article. For the first time this model is tested and compared with real field data for Western fields for both SAGD technologies, which is the purpose of this work and which distinguishes it from the authors’ previous work. At the same time, the obtained results are comparable with the real Western data and prove the physical consistency of the model and the possibility of its application to calculate the optimal SAGD parameters for other highly viscous oil fields in Russia.

В настоящее время запасы легкодоступной нефти постепенно сокращаются. Поэтому приходится вовлекать в разработку месторождения тяжелой нефти, а также другие трудноизвлекаемые запасы. В Татарстане и Западной Сибири имеются существенные запасы высоковязкой нефти (например, на Русском месторождении). Для добычи таких запасов необходимо использовать специальные методы, главным образом тепловые, из которых наиболее перспективным является метод парогравитационного дренажа (SAGD). В последнее время для данного метода помимо распространенной технологии с двумя горизонтальными скважинами начал применяться способ с двумя вертикальными нагнетательными скважинами и одной горизонтальной скважиной. В России, как правило, в силу большой глубины залегания нефти и возможности тепловых потерь моделирование SAGD особенно актуально. Для этого можно использовать проверенную расчетную модель, основанную на фундаментальной системе уравнений механики многофазных систем. Но для этого требуется большое количество данных, которые не всегда имеются по рассматриваемому месторождению, а также существенные временные затраты. Для устранения этих недостатков без существенной потери точности можно использовать интегральный подход на основе модели Батлера и метода материального баланса, предлагаемый и постоянно совершенствуемый авторами статьи. Впервые данная модель проверяется и сопоставляется с реальными промысловыми данными по западным месторождениям для обеих технологий применения SAGD, что является целью данной работы и отличает ее от предыдущей работы авторов. При этом полученные результаты сопоставимы с реальными западными данными и доказывают физическую непротиворечивость модели и возможность ее применения для расчетов оптимальных параметров SAGD для других месторождений высоковязкой нефти в России.