Полуаналитический подход к оценке оптимального расхода растворителя в процессе Solvent-Aided SAGD

Процесс SAGD (паропомогательное гравитационное дренирование) широко применяется для добычи тяжёлой нефти и битума из залежей, где другие методы добычи экономически нецелесообразны. Этот процесс энергоёмок, и по экономическим и экологическим причинам исследуют добавление растворителей в подаваемый пар с целью снижения энергопотребления и выбросов. Solvent-Aided Process (SAP), испытанный в полевых условиях и описанный в литературе, является одним из таких подходов. В SAP небольшое количество углеводородного растворителя вводят в подаваемый пар в виде примеси, что приводит к снижению вязкости нефти за счёт разведения растворителем помимо прогрева. SAP может значительно повысить энергетическую эффективность SAGD и, как показано в полевых испытаниях, снизить потребность в тепле. Однако в литературе мало обсуждается вопрос о том, какое количество растворителя обеспечивает наилучшие совокупные показатели. Из-за высокой стоимости таких растворителей существует мотивация оптимизировать их расход в SAGD. В последнее время некоторые авторы пытались решать эту задачу, например, используя произвольные временные схемы закачки растворителя и оценивая их влияние, либо рассматривая внутреннюю динамику резервуара как «чёрный ящик» и применяя методы оптимизации, такие как генетические алгоритмы, для оценки оптимального количества растворителя. Хотя эти подходы дают представление о проблеме в конкретном контексте, для обобщённой оценки оптимального использования растворителя требуется механизмно-обоснованное понимание. Предлагаемый в статье подход стремится оценить оптимальный растворитель в контексте SAGD путём разложения процесса на соответствующие теоретические элементы, а именно последовательное продвижение фронта с прогрессивным возобновлением фронта за счёт гравитационного дренирования. Такое разложение позволяет исследовать взаимосвязь между фазовым поведением растворителя, его количеством и эффективностью процесса добычи. Результаты обсуждаются для нескольких лёгких алкановых растворителей. Улучшенные оценки оптимального расхода растворителя помогут прояснить вопросы логистики поставок, улучшить общую экономику и снизить энергетические потребности проектов по добыче тяжёлой нефти и битума.