Establishment of criteria for creating in-situ combustion front following air injection into oil reservoir
Authors: Александров Георгий Владимирович , Низаев Рамиль Хабутдинович , Егорова Юлия Левонтьевна , Гиззатуллина Алина Азатовна 
Published: July 2024

В статье представлены и обобщены результаты проведённых путём расчётов на цифровой фильтрационной модели исследований по определению условий возникновения устойчивого фронта внутрипластового горения при закачке воздуха в залежи высоковязкой и сверхвязкой нефти. По результатам расчётов на цифровой фильтрационной модели, с помощью которых установлены значения глубины залегания нефтеносной залежи и значения вязкости пластовой нефти на этих глубинах, получена аналитическая зависимость между значениями глубины залегания залежи и вязкости нефти в начальных пластовых условиях, соответствующая условиям возникновения фронта горения в окрестности нагнетательной скважины в течение трёх суток после начала закачки воздуха в нефтеносную залежь. На основании полученной аналитической зависимости построена линия разграничения для нефтеносных залежей по значениям глубины залегания залежи и вязкости нефти в начальных пластовых условиях на зоны наличия и отсутствия самовоспламенения нефти в течение трёх суток после начала закачки воздуха с забойным давлением, равным гидростатическому на заданной глубине залегания нефтеносной залежи. Приведены сведения о залежах нефти, на которых, по данным литературных источников, наблюдалось явление самовоспламенения нефти при закачке воздуха в залежь. При проведении на цифровой фильтрационной модели расчётов технологических показателей разработки залежей нефти с помощью внутрипластового горения, инициируемого закачкой воздуха, во входной файл расчётной модели были заложены геолого-физические характеристики залежи Моко месторождения Мидуэй-Сансет и месторождения Бриа-Олинда (оба - штат Калифорния). Анализ результатов проведённых расчётов показал, что они хорошо согласовываются с промысловыми данными.

The paper presents and summarizes results of reservoir modeling studies aimed to determine geological and reservoir conditions for creating a stable burning front resulting from air injection into heavy and extra-heavy oil accumulations (known as in-situ combustion (ISC) process). A numerical reservoir model was built to determine reservoir depths and oil viscosities at these reservoir depths. Based on the results of calculations, the relationship between the reservoir depth and the oil viscosity in original reservoir conditions corresponding to the conditions of creating a combustion zone in the vicinity of the injection well within three days once air injection was started, has been obtained. Using this analytical dependence, the distinct line based on reservoir depths and original oil viscosities was constructed dividing oil reservoirs into zones with and without oil self-ignition within three days once air injection was started at BHP equal to hydrostatic pressure at the given reservoir depth. Case histories of other ISC projects in which self-ignition of oil was observed reported in the literature are mentioned. To calculate performance of the in-situ combustion-developed fields, reservoir characteristics of the Moco zone reservoir of the Midway-Sunset oil field and the Brea-Olinda field, California, were used as input data. The analysis of the calculation results demonstrated good history matching.