Расчетный и модельный профиль температуры пласта при внутрипластовом окислении на примере нефтяного месторождения

Abstract

В статье описываются физические и математические модели пластового окисления в нефтяных залежах, разработка которых известными технологиями невозможна. Внутрипластовое окисление реализуется в форме окисления нефти. Представлен лабораторный опыт на керне по формированию зоны горения, а также описаны проблемы, возникающие при инициировании горения в породах баженовской свиты. Выявлено, что на градиент температуры на фронте и скорость перемещения фронта окисления влияет объем закачиваемого кислорода и количество керогена в единице объема пласта. Адаптирована известная модель Томаса для аналитического решения радиальной задачи внутрипластового горения на условия реализации процессов окисления в битуминозных пластах. Приведены результаты аналитических расчетов динамики изменения профиля пластовой температуры в зависимости от содержания коксующегося материа­ла и расхода закачиваемого воздуха. Установлено, что градиент температуры на фронте достигает 1 573 К/м, а также что на скорость перемещения окисления влияет объем кислорода и плотность запасов керогена в пласте. Сделаны рекомендации по дальнейшему изучению продвижения фронта внутрипластового горения для уточнения зависимостей влияния других параметров (проницаемости, водонасыщенности и т. д.) на скорость продвижения фронта.

The article describes physical and mathematical models of reservoir oxidation in oil deposits, the development of which is impossible with known technologies. In-formation oxidation is realized in the form of oil oxidation. A laboratory experiment on the core for the formation of combustion is presented, and the problems arising during the initiation of combustion in the rocks of the Bazhenov formation are described. It was revealed that the temperature gradient at the front and the rate of movement of the oxidation front are influenced by the volume of injected oxygen and the amount of kerogen per unit volume of the formation. The well-known Thomas model has been adapted for the analytical solution of the radial problem of in-situ combustion to the conditions of the implementation of oxidation processes in bituminous formations. The results of analytical calculations of the dynamics of changes in the formation temperature profile depending on the content of coking material and the flow rate of the injected air are presented. It was found that the temperature gradient at the front reaches 1,573 K/m, and that the rate of oxidation movement is influenced by the volume of oxygen and the density of kerogen reserves in the formation. Recommendations are made for further study of the advance of the front of intra-layer combustion in order to clarify the dependencies of the influence of other parameters (permeability, water saturation, etc.) on the speed of the front advance.