Оценка эффективности различных систем термошахтной разработкой Ярегского месторождения ВВН

Рисунок 5 – Схема прогрева пласта через систему параллельных трещин 

     Расстояния  между трещинами  2L, толщина пласта h , начальная температура пласта T₀. В трещинах поддерживается температура Т_П > Т₀. Через кровлю и подошву пласта происходит теплообмен с окружающими породами. Как показано в разделе 3, до достижения определенного уровня фильтрационного сопротивления, пласт прогревается с помощью теплопроводной составляющей. Если расположить начало координат по средине между трещинами, то уравнение и краевые условия, описывающие температурное поле блока, запишутся в виде

       , (5)

     при краевых условиях

       . (6)

     Решение задачи (5) при условиях (6) имеет вид 

        (7)

где – критерий Био; – критерий Фурье; ;  
– отношение прогреваемой площади к периметру.

     Обобщенной  характеристикой динамики прогрева через параллельные трещины будет  средняя (среднеинтегральная) температура, как функция времени. Используя (7), находим 

     Результаты  расчетов по формуле (8), выполненные  для условий Ярегского месторождения, приведены на рис. 6. На этом рисунке показана динамика средней температуры пласта при различных расстояниях между трещинами и температуре в трещине 100ºС и 150°С. Через 3 года после начала прогрева температура блока стабилизируется на уровне 56-73°С в зависимости от расстояния между трещинами при Т_П = 100°С. 

     Рисунок 6 – Динамика средней температуры пласта при различных  
расстояниях между трещинами:  
1 – 20 м, 2 – 25 м, 3 – 30 м (Т_п=100°С); 4 – 25 м (Т_п=150°С) 

     Сравнение фактической и теоретической  скоростей прогрева показывает, что  фактическая скорость прогрева пласта существенно ниже теоретической. Это, в основном, обусловлено тем, что  при применяемых на месторождении  технологиях основная часть пара закачивается в вертикальные и крутонаклонные скважины, что приводит к неполному охвату вертикальных трещин нагнетательными скважинами. При закачке пара через горизонтальные скважины был бы обеспечен практически полный охват трещин и фактический темп прогрева был бы близок к теоретическому.

     Проведены исследования коэффициента теплоиспользования при рассматриваемом варианте прогрева пласта. Показано, что он равен отношению средней безразмерной температуры при условии теплообмена пласта с окружающими породами к средней безразмерной температуре теплоизолированного пласта. Динамика коэффициента теплоиспользования показана на рис. 7.  

Рисунок 7 – Коэффициент теплоиспользования при прогреве пласта  
через систему трещин: 1 – 20 м; 2 – 25 м; 3 – 30 м.  

     Результаты  выполненных исследований свидетельствуют о высокой эффективности прогрева пласта при фильтрации пара только по системе параллельных трещин. В то же время исследования показывают, что на поздней стадии теплового воздействия интенсивная закачка пара мало эффективна, так как не приводит к существенному росту температуры пласта. Отсюда следует, что на поздней стадии теплового воздействия в целях повышения тепловой эффективности необходимо не только снижать темп закачки пара, но и переходить на вытеснение нефти попутной водой из прогретого пласта.

     На  основании выполненных исследований могут быть сделаны следующие  технологические выводы:

     1. Прогрев трещиноватых пластов,  насыщенных нефтью аномально  высокой вязкости или битумом,  может быть эффективно осуществлен  при фильтрации теплоносителя только по трещинам. С увеличением расстояния между трещинами более 20-25 м, необходимо соответственно увеличивать температуру закачиваемого теплоносителя.

     2. Для достижения максимального  охвата трещин теплоносителем  нагнетательные скважины должны располагаться вкрест простирания основной системы трещин.

     3. Для повышения тепловой эффективности  процесса необходимо снижать  темп закачки пара по мере  прогрева пласта.

     4. Для создания условий, стимулирующих  поступление нефти из пористых  блоков в трещины, необходимо после прогрева пласта до температуры  
50-60°С переходить на циклический режим закачки пара.

     5. В поздней стадии прогрева, после  повышения температуры до 70-80°С, необходимо переходить на вытеснение  нефти попутно добываемой водой. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                        ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

1.    Нефть  Ярегского месторождения высоковязкая, с большим содержанием смол  и асфальтенов. Летучие фракции  из нефти начинают выделяться  при температуре выше 200 С. Поэтому  предельная температура закачки насыщенного пара равна 200 С, что соответствует давлению 1,6 МПа. Эта температура теплоносителя является оптимальной при условии сохранения температурного режима в горных выработках.
2.     Двухгоризонтная система в настоящее время является основной системой термошахтной разработки. Но большое количество горных выработок, затраты на их строительство и эксплуатацию и длительный срок подготовки шахтных блоков к эксплуатации ограничивает дальнейшее ее применение.
3.     Наиболее перспективной является подземно-поверхностная система, которая сохраняет все преимущества термошахтной разработки, имеет минимальное количество горных выработок, высокие темпы разогрева пласта и, следовательно, высокие темпы добычи нефти.
4.     Опыт термошахтной разработки Ярегского месторождения высоковязкой нефти показывает его высокую технологическую эффективность и возможность применения на других месторождениях высоковязкой нефти и природного битума.

               СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 
 

1. "«Проблемы  разработки и эксплуатации месторождений высоковязких нефтей и  битумов»", Ухтинский Государственный технический университет, 12-13 ноября 2009 г.)
2. Коноплёв Юрий Петрович. Научно-методические основы проектирования и анализа термошахтной разработки нефтяных месторождений . Москва, 2004
3. http://energyfuture.ru/slanec_eco