При сухом прямоточном горении значительная доля тепловой энергии, накопленной в коллекторе, теряется в окружающих породах вследствие теплопроводности. После инициирования сухого горения можно совместить нагнетание в пласт воздуха и воды, что позволяет использовать существенную разность энтальпий воды и водяного пара для отбора тепловой энергии, аккумулированной в окрестности нагнетательной скважины, и переносить ее в области перед фронтом горения.
Если отношение количества нагнетаемой воды к количеству нагнетаемого воздуха не слишком велико, происходит горение. В этом случае можно выделить пять зон:
Зона 1. Через эту зону уже прошел фронт горения; в ней не содержится или почти не содержится углеводородов. Но так как температура в этой зоне ниже температуры, при которой достигается равновесие жидкость- пар, здесь происходит двухфазное течение. Существенная часть поступившей в пласт воды не достигает фронта испарения.
Зона 2. В этой зоне вода находится в газообразном состоянии и коллекторы насыщены смесью нагнетаемого воздуха и водяного пара. Фронт испарения поступившей в пласт воды располагается на границе между зонами 1 и 2, где градиент температуры имеет большое значение.
Зона 3. Зона горения. Кислород расходуется при сжигании невытесненных из зоны углеводородов и кокса, осевшего на стенках коллектора на границе данной зоны с зоной 4.
Зона 4. Зона парообразования – конденсации. Температура этой зоны слабо отличается от температуры парообразования воды. Здесь реализует постепенная конденсация паров нагнетаемой в пласт воды, а так же воды, являющейся продуктом химических реакций. С другой стороны, легкие и средние фракции нефти испаряются и уносятся и уносятся на границу с зоной 5. При достаточно высокой температуре возможны химические реакции.
Зона 5. На границе с зоной парообразования – конденсации наблюдается резкое падение температуры вследствие наличия слоя воды, за которым располагается слой нефти. За этой областью характеристики пласта приближаются к своим исходным.
При увеличении отношения количества закачиваемой воды к количеству закачиваемого воздуха тепловая энергия, выделяемая при сжигании и запасаемая коллектором на внутренних участках фронта горения, становится недостаточной для испарения всей массы поступившей в пласт воды. Зоны повышенной температуры (зоны 2 и 3) становится все более и более узкими и, наконец исчезают. Однако при определенных условиях возможно продвижение зоны повышенной температуры с неоднородным температурным полем, близким к температуре испарения воды при заданном давлении. Подобный процесс носит название сверхвлажного горения.
Для этого процесса характерно следующее:
существует конечная водонасыщенность (вода в жидком состоянии) во всем объеме области повышенной температуры;
экзотермические реакции, необходимые для поддержания процесса, протекают во всех точках горячей зоны, где находятся углеводородные соединения и кислород;
вследствие невысокого уровня температур горячей зоны пиролиз не оказывает существенного воздействия, и характер окислительных реакций в этом случае от реакции горения при высокой температуре;
не достигается полного вытеснения нефти из обрабатываемой области.