Физики ТюмГУ разработали интегральную модель парогравитационного дренажа нефтяного месторождения на основе закона сохранения масс фаз и закона сохранения их энергии.
Тюменские физики предложили модель для улучшения нефтеотдачи / © Getty images
Опытно-промышленные исследования по применению термических методов на месторождениях высоковязкой нефти показали, что удовлетворительная экономия достигается при использовании технологий пароциклического воздействия и парогравитационного дренажа (ПГД). Этот способ воздействия предполагает нагнетание пара в нагнетательную горизонтальную скважину, после чего нагретая нефть со сниженной вязкостью стекает к горизонтальной добывающей скважине. Но для обеспечения наилучшей нефтеотдачи пласта необходимо моделировать процессы, происходящие на всех стадиях ПГД. Существующие подходы к моделированию процессов ПГД не предполагают жестких критериев оптимизации развития тепловых полей и требуют длительной процедуры настройки модели.
Статья «Оптимизация парогравитиационного дренажа в версифицированном интегральном симуляторе» ученых ФТИ ТюмГУ Александра Гильманова, Константина Федорова и Александра Шевелева вышла в «Инженерно-физическом журнале». Ученые разработали и провели проверку интегральной модели парогравитационного дренажа нефтяного месторождения на основе экспериментальных и промысловых данных для оптимизации процесса ПГД.
Математические модели, определяющие процесс ПГД, можно разделить на три условные группы. Первая группа представляет собой интегральные модели, в которых определяется материальный и тепловой баланс паровой камеры треугольной формы. В моделях второй группы решаются уравнения теплового баланса и течения, создаваемого силами гравитации на границах паровой камеры. Модели третьей группы основаны на уравнениях, определяющих течения многофазного теплоносителя.
В этой работе предложена усовершенствованная интегральная модель оптимизации процесса ПГД. Разработана и проверена интегральная математическая модель процесса ПГД путем сравнения полученных с ее помощью оценок расширения паровой камеры с результатами экспериментов. Получено удовлетворительное согласие расчетных и экспериментальных данных.
Установлены основные этапы процесса ПГД и проанализировано предполагаемое развитие этого процесса применительно к месторождению Celtic. Завершающий этап объединения паровых камер был изучен на примере месторождения Fengcheng. Проведенные расчеты показывают, что предлагаемые схемы расположения скважин и закачки пара очень близки к оптимальным и могут обеспечить нефтеотдачу 52 процента, что на семь процентов больше расчетной для существующих систем разработки.
