Схема распределения характерных зон и температуры
Зона 1. В этой области пласта фронт горения уже прошел, она состоит практически из сухой породы без нефти. В порах фильтруется окислитель. Температура в ней достаточно высокая, плавно увеличивается в направлении вытеснения. По мере фильтрации по этой зоне происходит нагревание закачиваемого окислителя за счет контакта с нагретым коллектором.
Зона 2 - это зона горения. В ней происходят высокотемпературные окислительные процессы, т.е. горение остаточного коксоподобного топлива. Температура в этой зоне достигает своего максимального значения, равного температуре горения, которая обычно составляет 350 – 6000 С. В результате реакции горения образуется углекислый газ, двуокись углерода и вода.
Зона 3 представляет собой зону образования остаточного топлива. В ней под действием высокой температуры происходит крекинг и пиролиз фракций нефти, которые не были вытеснены к этому времени, с образованием жидких и газообразных продуктов с последующим растворением в нефти впереди фронта горения. Из тяжелых остатков, в результате сложных термохимических реакций образуется коксоподобное вещество, которое служит топливом для поддержания процесса внутрипластового горения, а газообразные и жидкие углеводороды потоком газов горения и пара, образованного из реакционной воды, вытесняются в направлении фильтрации.
|
|
В зоне 4 происходит испарение воды, содержащейся в пласте в свободном и в связанном состоянии, а также разгонка легких фракций нефти, которые вытесняются в зону 5 горячей воды. В начале зоны горячей воды происходит конденсация паров воды и углеводородных газов, образованных в зоне 4.
При сухом горении ввиду малой теплоемкости закачиваемого окислителя, основная доля выделившегося тепла остается позади фронта горения и не участвует в процессе вытеснения нефти. Впереди фронта горения температура пласта довольно резко снижается вплоть до пластовой температуры, так как переброшенное потоками газа тепло расходуется на нагревание породы и содержащейся нефти. А позади фронта, наоборот, из-за рассеивания тепла в окружающий пласт породы наблюдается плавное её снижение. Поэтому размер прогретой области впереди фронта существенно меньше, чем позади фронта.
Для повышения эффективности процесса необходимо увеличить переброску тепла из зоны горения в зоны вытеснения. Этого можно добиться за счет повышения теплоемкости закачиваемого агента.