Разработка месторождений путем закачки теплоносителей в пласт методом тепловых оторочек

По этому методу вместо непрерывной закачки теплоносителя после проникновения его в пласт через определенное время можно нагнетать воду при пластовой температуре. При этом в пласте создается перемещающаяся в направлении процесса вытеснения нефти нагретая область, получившая название тепловой оторочки. Способ перемещения нагретой области в глубь пласта путем закачки в него холодной воды, т. е. воды с температурой, близкой к пластовой, был предложен в 50-х гг., но только в 60-х гг. по экспериментальным и теоретическим данным обосновали метод тепловых оторочек как способ разработки нефтяных месторождений. Были разработаны методики выбора оптимальных размеров тепловых оторочек при различных геолого-физических условиях пластов, темпах нагнетания в пласт теплоносителей, их параметрах и других технологических показателях разработки месторождений.

Использование тепловых оторочек позволяет получить несколько меньшую нефтеотдачу по сравнению с этим показателем при непрерывной закачке теплоносителей в пласт. Но в таком случае на подготовку горячей воды или пара значительно меньше тратится энергии.

Если рассматривать отношение дополнительно извлеченной нефти , получаемой при использовании метода тепловой оторочки, к затрате тепла на нагрев теплоносителя, то оптимальные размеры оторочки и другие показатели теплового воздействия достигаются при условии

(10)

Конечно, если учитывать другие критерии, в принципе можно выбирать иные показатели теплового воздействия, не обязательно в точности соответствующие условию (10).

Рассмотрим распределение температуры в прямолинейном пласте при создании в нем тепловой оторочки за счет закачки горячей воды, основываясь на решении (8). Вначале закачивают в пласт горячую воду с начальной температурой и . В момент времени температура этой воды снижает скачком до или становится при х=0.

Так как исходное уравнение (3), описывающие распределение температуры при закачке в пласт горячей воды, линейное, то сумма двух его решений есть тоже решение. Поэтому, чтобы получить распределение температуры в прямолинейном пласте при создании в нем тепловой оторочки, нужно из решения (3) вычесть такое же решение, но зависящее не от t а от t-t_* (t_*-момент начала закачки в пласт воды с температурой, равной пластовой).

В результате для определения распределения перепада температуры в пласте с тепловой оторочкой получим следующую формулу:

(11)

Первый член формулы (11) справедлив при а второй – при . Входящие в формулу (11) обозначения те же, что и в предыдущих параграфах.

Как следует из (11), максимальная температура в пласте достигается при х=х_max, причем

(12)