Mathematical modelling of formation heat treatment process

Autor: M. Hasan, C. T. Bowen, A. K. M. Jamaluddin
Rok vydání: 1997
Předmět:
Zdroj: The Canadian Journal of Chemical Engineering. 75:777-786
ISSN: 1939-019X
0008-4034
DOI: 10.1002/cjce.5450750416
Popis: A novel matrix stimulation concept, formation heat treatment (FHT), which involves the application of intense heat around the near-wellbore region for the treatment of water blockage and clay related formation damage in water sensitive formations previously was developed and presented in the literature. The FHT process involves the application of intense heat around the wellbore using a downhole heater. The heat is conveyed to the near-wellbore region using an inert gas flowing through a downhole heater. To understand the heat transfer and fluid-flow characteristics of the FHT process, a transient two-dimensional mathematical model has been developed and is presented in this paper. The model is based on coupling the momentum and energy-balance equations for the wellbore gas with the surrounding porous formation. The presence of the heater across the net pay (sandface) is taken into account in the energy equation as a localized volumetric heat source. A control-volume based finite-difference scheme is used to solve the model equations on a staggered grid. Parametric studies indicate that by injecting a suitable quantity of gas through the tube and annulus, and by adjusting the power input to the downhole heater, the temperature near the wellbore can be favourably controlled. On a mis au point et presente anterieurement dans la litterature scientifique un nouveau modele de simulation matricielle pour le traitement de chaleur de formation (FHT), base sur l'application d'une chaleur intense autour de la region du puits de forage pour le traitement du blocage des pores et des dommages a la formation lies a l'argile dans les formations sensibles a l'eau. Le procede FHT utilise pour ce faire une chaudiere a orifice descendant. La chaleur est conduite a la region du puits a l'aide d'un ecoulement de gaz inerte dans la chaudiere a orifice descendant. Afin de comprendre les caracteristiques du transfert de chaleur et de l'ecoulement des fluides du procede FHT, on a mis au point un modele mathematique transitoire bidimensionnel. Ce modele s'appuie sur le couplage des equations d'equilibre de conservation de la quantite de mouvement et d'energie pour le gaz du puits de forage avec la formation poreuse environnante. La presence de la chaudiere dans la production nette (cǒte sable) est prise en compte dans l'equation d'energie comme source de chaleur volumetrique localisee. On utilise un schema de differences finies base sur les volumes de contrǒle a grille decalee. Les etudes parametriques indiquent qu'en injectant une quantite adequate de gaz dans le tube et l'espace annulaire, et en ajustant la puissance dans la chaudiere a orifice descendant, on peut contrǒler favorablement la temperature pres du puits de forage.
Databáze: OpenAIRE
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