Electrically-enhanced THAI in situ combustion technology for upgrading and production of heavy oil
摘要：全球近70%的石油储量为非常规原油，如重油、沥青和油砂。然而，由于其开发过程资本密集、能源密集、用水密集、废水密集和碳密集，这些资源尚未得到充分开采。为符合当前缓解气候危机的目标，需要更环保且高效的技术。这就是趾-跟空气注入（THAI）原位燃烧工艺的作用所在。然而，实验和半商业运营表明，THAI是一种低产油率工艺，空气注入速率与产油速率之间存在非线性关系。因此，本文提出了一项开创性研究，旨在探讨添加额外热源以提高产油率的可行性，并测试加热水平生产井（HP）周围环形催化剂层的可能性，例如原位催化升级工艺（CAPRI™）。电增强THAI（即eTHAI）工艺涉及在HP井周围布置电加热线圈，通过感应电流产生并释放热量到油藏中。通过使用CMG STARS进行油藏数值模拟，发现确实可以在预点火蒸汽注入期间及随后的原位燃烧操作中对HP井进行电加热。无论加热速率如何，HP井筒周围电加热的引入均未影响燃烧前沿的形状和稳定性。在eTHAI工艺中，与基准模型相比，在834天的工艺时间内，电加热线圈额外提供的热量使累积产油量从25,000立方米增加到32,000立方米，油采收率提高了28%。由此得出结论，产油率和采收率的加速意味着投资回报的提前实现。此外，研究发现，电加热速率越高，用于动用原油生产的HP井长度越长（即可动油带（MOZ）厚度越宽）。还发现，电加热速率越高，空气冷却效应越小，从而油藏内分配的热量越多。因此，结论是，eTHAI模型中VI井出口区产生的加热空气所带来的更高热量分布，导致了更高的原油动用和产油率。然而，未来的工作应研究电加热速率的上限，超过该上限将无法显著提高产油率。最后，研究表明，电增强THAI工艺运行稳定、高效，对催化剂包围的井筒进行选择性分段加热是可行的。
