A Geomechanical Methodology for Determining Maximum Operating Pressure in SAGD Reservoirs
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The thermal recovery of bitumen reservoirs by steam assisted gravity drainage (SAGD) is often designed to maximize the operating pressure while maintaining a safe and economic operation. In general, higher operating pressure can reduce thermal efficiency due to heat losses to over/underburden formation, but the other benefits usually compensate. To name a few, higher steam temperatures can maximize the reduction of oil viscosity, enhance permeability associated with lower effective stress and shear dilation, and give a larger pressure window to allow flexible control of the producer. This is especially important for shallow reservoirs where the pressure window for injection and production is smaller. The limitation of the maximum operating pressure is then based on maintaining caprock integrity. Thus, shear and tensile failure mechanisms should be quantified and managed. This paper presents a methodology to perform a geomechanical analysis of caprock integrity for SAGD operation and illustrates the available approaches. Both analytical and numerical approaches are compared demonstrating their usefulness. Main factors in the analysis are the knowledge of the initial stress state and proper representation of the complexity of the geomaterials. A typical initial stress state for a northern Alberta SAGD property, Suncor's MacKay River project, is presented showing the potential for low initial minimum total stress and elevated initial shear stress levels. The stress-strain behavior for the MacKay River sand and caprock materials is discussed focusing on the potential for shear dilation in the sand and shear strength behavior in the caprock. An elasto-plastic constitutive model is used to represent the sand and caprock materials. The increase in pressure and temperature alter the stress state and disturb the soil matrix. This disturbance results in shear dilation of the sand matrix creating regions of enhanced permeability and porosity. Also, the transfer of stress and strain to the caprock causes dynamic stress changes and, therefore, dynamic behavior of shear and tensile failure conditions. Calculations are presented showing the stress paths associated with SAGD operations, suggesting better design of lab testing programs and the implications for shear dilation in the sand and shear failure in the caprock. Finally, the results are used to demonstrate locations that are most likely at risk for potential tensile and shear failure. Stress ratios are used to summarize the analysis and quantify and monitor the failure mechanisms. The above methodology has been developed and applied in several studies of other SAGD projects and aided the operators in the optimization and permitting the operating conditions.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».