Моделирование повышения эффективности вытеснения при использовании растворителя в SAGD

Совместная закачка небольших количеств углеводородных растворителей вместе с паром может повысить эффективность извлечения нефти и снизить энергоёмкость конвенционального процесса парового гравитационного дренажа (SAGD). Ряд исследований сообщил о более низких остаточных насыщениях нефтью внутри камеры совместной закачки по сравнению с SAGD. Тем не менее отсутствует математическая модель, позволяющая прогнозировать степень такого улучшения эффективности вытеснения или сопоставлять её для разных растворителей при совместной закачке. В статье представлен математический метод оценки локального улучшения эффективности вытеснения в процессе совместной закачки. Эффективность вытеснения моделируется как функция локального накопления растворителя при подходе границы камеры совместной закачки и температуры по мере того, как область проходит под воздействием камеры. Модель используется для исследования взаимосвязи между улучшением эффективности вытеснения, конечным извлечением битума и удержанием растворителя внутри пройденной области, причём последнее вызывает значительную озабоченность при крупномасштабных применениях. Сложное взаимодействие массопереноса и теплообмена упрощено без утраты фундаментальных механизмов и деталей фазового поведения. Сначала решаются уравнения фазового равновесия для определения термодинамических условий внутри и на границе камеры совместной закачки. Затем по температурному профилю внутри камеры при разумных допущениях оцениваются насыщения фаз и количество удержанного растворителя. Модель также используется для исследования влияния изменения соотношения растворитель:пар на улучшение эффективности вытеснения и/или удержание растворителя. Результаты показывают, что совместная закачка может обеспечить улучшение эффективности вытеснения даже без изменения конечных насыщений кривых относительной проницаемости в результате введения растворителя. Наконец, результаты подтверждаются численными моделированиями процесса совместной закачки. Показано, что глубокое понимание взаимодействия фазового поведения с переносом тепла и растворителя критично для объяснения механизмов извлечения при использовании растворителя в SAGD.