Полуаналитическое моделирование паро‑растворного гравитационного дренажа тяжёлой нефти и битума. Часть 1: Повышение расхода в подвижной зоне

В условиях роста мирового спроса на энергию возрастает интерес к разработке огромных запасов в виде тяжёлой нефти и битума. Хотя термические методы, такие как пароассистированный гравитационный дренаж (SAGD), очень успешны при добыче тяжёлой нефти и битума, низкая тепловая эффективность процесса, высокие выбросы парниковых газов и значительное потребление воды остаются серьёзными проблемами. Совместная закачка растворителя со-steam (пара) показала перспективность для увеличения дебитов нефти, а также для сокращения потребления энергии и воды при меньшем воздействии на окружающую среду. В гибридных паро‑растворных методах существует баланс между растворимостью растворителя и его способностью уменьшать вязкость битума, и снижением вязкости за счёт повышения температуры. Поэтому правильный выбор растворителя для заданных эксплуатационных условий является ключом к повышению общей эффективности паро‑растворного процесса по сравнению с методом только с паром. В настоящем исследовании изучено повышение расхода нефти в гибридном паро‑растворном процессе с использованием установившегося температурного поля и неустановившегося распределения концентрации впереди интерфейса при различных эксплуатационных параметрах. Для прогноза распределений растворителя применён интегральный метод, а изменение вязкости в подвижной зоне определено с помощью корреляции Шу (Shu, 1984). Результаты показывают, что долевое увеличение расхода нефти зависит от типа и мольной доли растворителя в паровой камере. Также наблюдается, что большие значения механического фактора дисперсивности значительно повышают дебит нефти, а скорость дренирования линейно возрастает с давлением эксплуатации. Полученные данные могут быть использованы для выбора оптимального растворителя и стратегии закачки с целью максимизации расхода в процессе Expanding Solvent SAGD (расширяющийся растворительный SAGD). Анализ также применим к смесям растворителей на основе имеющихся экспериментальных данных.