Анализ влияния безразмерных комплексов подобия на процесс парогравитационного дренажа с помощью интегральной модели

Abstract

This article analyzes dimensionless complexes of similarity sensitivity of steam-assisted gravity drainage (SAGD) model. The application of SAGD for development of hard-to-recover reserves is complicated by the need to choose a rational development system. Therefore, the task of modeling the process of SAGD with subsequent analysis of sensitivity of technological indexes from the essential parameters and characteristics of the reservoir is relevant. Existing works have not conducted a comprehensive analysis of all values influence. Such analysis is conducted for the first time in this article. This work aims to analyze the influence of main characteristics (steam injection rate, steam temperature, well pattern, depression and repression on wells, reservoir thickness, heat capacity) on technological parameters of SAGD. The main methods include de-dimensioning of the physical and mathematical model of the process and calculations using an explicit finite-difference scheme. Dimensionless similarity complexes with a significant contribution to SAGD are distinguished. Values of sweep efficiency and cost-effective time at different values of selected dimensionless complexes of similarity are defined. The greatest influence on SAGD is affected by three dimensionless similarity complexes, characterizing respectively the ratio of water and oil flows, heat losses vertically and horizontally, and the development system. The results show that there are some effective values of depression on the formation and the distance between pairs of wells. Based on the results of calculations, the authors provide recommendations for the future application of the method on a real field.

Статья посвящена анализу чувствительности безразмерных комплексов подобия модели парогравитационного дренажа. Применение метода парогравитационного дренажа при разработке трудноизвлекаемых запасов осложнено необходимостью выбора рациональной системы разработки, для чего требуется также понимание процессов, происходящих в пласте, и их влияния на применение метода. Поэтому актуальной является задача моделирования процесса парогравитационного дренажа с последующим анализом чувствительности технологических показателей от существенных параметров (расхода закачиваемого пара, температуры пара, схемы расстановки скважин, депрессии и репрессии на скважинах) и характеристик пласта (мощности, теплоемкости). Существующие работы не проводили комплексного анализа влияния всех величин. В данной статье такой анализ проводится впервые, в чем и заключается новизна работы. Цель этой работы – анализ влияния основных характеристик и параметров на значение технологических показателей процесса парогравитационного дренажа. Основные методы – обезразмеривание физикоматематической модели процесса и расчет с помощью явной конечно-разностной схемы. Выделяются безразмерные комплексы подобия, имеющие существенный вклад в процесс. Определяются значения важнейших технологических параметров – коэффициента охвата пласта и времени рентабельной разработки при различных значениях выбранных безразмерных комплексов подобия, характеризующих свойства пласта, флюидов, систему разработки и процесс парогравитационного дренажа. В результате расчетов отмечается, что наибольшее влияние на процесс парогравитационного дренажа оказывают три безразмерных комплекса подобия, характеризующих соответственно соотношение дебитов воды и нефти, тепловые потери по вертикали и по горизонтали и систему разработки. Показано, что существуют эффективные значения депрессии на пласт и расстояния между парами скважин. Статья носит научно-методический характер. По результатам расчетов даются общие рекомендации для возможного последующего применения метода на каком-либо реальном месторождении и выбора системы разработки.