Numerical Simulation of the Microwave Heating of an Oil Reservoir
Abstract
The article presents the numerical simulation of an oil reservoir heating by microwave radiation. In the model under the study, the oil reservoir is heated using volumetric heat sources arising from the electromagnetic absorption. Heat and mass transfer processes in the oil reservoir are described by the equations of heat-conduction and piezoconductivity. The rate of oil filtration in the reservoir obeys Darcy's law. As a result of the model study, the fields of temperature, pressure, viscosity and oil filtration rate in the reservoir are obtained. The well yield and the volume of produced oil during the heating of the oil reservoir by microwave radiation are calculated. It is shown that when the oil reservoir is heated by a 10 kW radiation source operating at a frequency of 1 GHz for 120 days, the well yield increases by about 3 times, and the amount of oil produced by heating the oil reservoir is 2.7 times the amount of oil produced from a “cold” well. An assessment of the effectiveness of microwave technology of electromagnetic influence on the oil reservoir in terms of energy balance has been performed.
About the Authors
S. M. Sysoev
Surgut State University
Russian Federation
Russian Federation
M. M. Alekseev
Surgut State University
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Бурже Ж., Сурио П., Комбарну М. Термические методы повышения нефтеотдачи пластов. М. : Недра, 1988. 424 с.
2. Малофеев Г. Е., Мирсаетов О. М., Чоловская И. Д. Нагнетание в пласт теплоносителей для интенсификации добычи нефти и увеличения нефтеотдачи. Ижевск : НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика» ; Институт компьютерных исследований, 2008. 224 с.
3. Саяхов Ф. Л., Багаутдинов Н. Я., Салихов Ю. Б. Физико-технические основы электромагнитной технологии извлечение нетрадиционных углеводородов // Вестн. БГУ. 2000. № 1. С. 19–26.
4. Vermeulen F., McGee B. In situ Electromagnetic Heating for Hydrocarbon Recovery and Environmental Remediation // J. Can. Pet. Technol. 2000. Vol. 39. P. 25–29.
5. Саяхов Ф. Л., Багаутдинов Н. Я. Электротепловые методы воздействия на гидратопарафиновые отложения. М. : Недра-Бизнес-центр, 2003. 119 с.
6. Chetri A. B., Islam M. R. A Critical Review of Electromagnetic Heating for Enhanced Oil Recovery // Petroleum Science and Technology. 2008. Vol. 26. P. 1619–1631.
7. Фатыхов М. А., Худайбердина А. И. Комбинированные методы воздействия на нефтяные пласты на основе электромагнитных эффектов : моногр. Уфа : Изд-во БГПУ, 2010. 112 с.
8. Davletbaev A., Kovaleva L., Babadagli T. Mathematical Modeling and field Application of Heavy Oil Recovery by Radio-Frequency Electromagnetic Stimulation // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2011. Vol. 78. P. 646–653.
9. Mukhametshina A., Martynova E. Electromagnetic Heating of Heavy Oil and Bitumen: A review of Experimental Studies and Field Applications // Journal of Petroleum Engineering. 2013. Vol. 2013. 7 p.
10. Bera A., Babadagli T. Status of Electromagnetic Heating for Enhanced Heavy Oil / Bitumen Recovery and Future Prospects: A review // Applied Energy. 2015. Vol. 151. P. 206–226.
11. Oloumi D., Rambabu K. Microwave Heating of Heavy Oil Reservoirs: a Critical Analysis // Microwave and Optical Technology Letters. 2016. Vol. 58, No. 4. P. 809–813.
12. Саитов Р. И., Абдеев Р. Г., Швецов М. В. Математическая модель процесса электромагнитного нагрева многофазного многокомпонентного пласта тяжелой нефти // Вестн. Акад. наук РБ. 2018. Т. 29, № 4 (92). С. 73–79.
13. Кислицын А. А., Нигматулин Р. И. Численное моделирование процесса нагрева нефтяного пласта высокочастотным электромагнитным излучением // ПМТФ. 1990. Т. 31, № 4. С. 59–64.
14. Кислицын А. А. Численное моделирование прогрева и фильтрации нефти в пласте под действием высокочастотного электромагнитного излучения // ПМТФ. 1993. Т. 34, № 3. С. 97–103.
15. Сысоев С. М., Кислицын А. А. Моделирование теплопереноса в нефтесодержащем пласте под действием сверхвысокочастотного электромагнитного излучения // Вестн. Тюмен. Гос. ун-та. Физ.-мат. моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2009. № 6. С. 119–126.
16. Сысоев С. М., Заводовский А. Г., Кислицын А. А. Численное моделирование высокочастотного электромагнитного прогрева и фильтрации нефти в пласте // Труды 20-й Междунар. Крым. конф. «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии». Севастополь, 2010. С. 1095–1096.
17. Sysoev S., Kislitsin A. Modeling of Microwave Heating and Oil Filtration in Stratum // Numerical Simulations – Applications, Examples and Theory. 2011. P. 237–250.
18. Сысоев С. М. Численное моделирование фильтрации высоковязкой нефти в пласте под воздействием сверхвысокочастотного электромагнитного излучения // Тезисы Междунар. конф. «Математика и информационные технологии в нефтегазовом комплексе». Сургут, 2014. С. 77–79.
19. Кислицын А. А., Фадеев А. М. Диэлектрическая релаксация в высоковязких нефтях // ЖФХ. 1994. Т. 68, № 2. С. 340–343.
Review
For citations:
Sysoev S.M., Alekseev M.M. Numerical Simulation of the Microwave Heating of an Oil Reservoir. Proceedings in Cybernetics. 2019;(4 (36)):6-16. (In Russ.)
Views:
310
Email this article 