Конвекция на границе паровой камеры при паропомощном гравитационном дренировании

Паропомощное гравитационное дренирование (SAGD) стало предпочитаемым методом добычи битума из залежей Аттабаски в Альберте. Метод состоит из нижней горизонтальной добывающей скважины, как правило размещённой примерно в 2 м выше подошвы нефтеносного пласта, и верхней горизонтальной нагнетательной скважины, расположенной примерно в 5–10 м выше добывающей скважины. Пар поступает из нагнетательной скважины в паровую камеру, окружающую скважины, и отдает свою скрытую теплоту холодным пескам с нефтью на краю камеры. В данном исследовании повторно рассматривается теплообмен на границе паровой камеры. Конкретно, выведена новая теория, учитывающая конвекцию тёплого конденсата в нефтеносный песок на краю камеры. Результаты показывают, что при давлении нагнетания, превышающем начальное пластовое давление, конвективный теплообмен может превышать кондуктивный теплообмен в нефтеносный песок на краю камеры. Однако увеличение скорости теплообмена за счёт конвекции не обязательно приводит к более высоким дебитам нефти; это можно объяснить эффектами относительной проницаемости на краю камеры. По мере вторжения конденсата в нефтеносный песок насыщенность нефтью падает и, следовательно, относительная проницаемость нефти снижается. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению подвижности нефти, несмотря на снижение вязкости нефти вследствие повышения температуры, вызванного конвективным теплообменом.