Расчет характеристических параметров процесса парогравитационного дренажа и увеличение коэффициента охвата пласта

Abstract

The most promising direction of development of high-viscosity oil fields is the technology of Steam-Assisted Gravity Drainage (SAGD). Current classical approaches do not allow calculating certain necessary parameters for the successful implementation of the process and demand calculations in every point of chamber’s boundary. Further development of previously proposed authors’ model can simplify the calculations and obtain the control parameters of the process. The traditional scheme of well placement during SAGD has sweep efficiency equal to 0.5. The authors show that we can obtain a higher coefficient of sweep efficiency by the process of overlapping adjacent steam chambers using increasing in the flow rate of steam injection while maintaining the initial distance between the wells. We can use the most important technological parameters of the process in real high-viscosity oil fields in Russia. Calculations are carried out using a system of equations based on the method of material and thermal balances, Darcy’s law and approximation by an explicit finite-difference scheme. The correctness of the obtained results is justified by comparing the limiting cases with analytical calculations. The authors found that the increase in the flow rate of steam with a simultaneous increase in the distance between wells leads to increase in steam-oil ratio and decrease in cumulative oil production. This approach does not lead to an increase in sweep efficiency, but it reduces the total number of wells in the reservoir, and the presence of overlapping adjacent steam chambers leads to an increase in sweep efficiency and in cumulative oil production.

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.