Интегрированная характеристика процессов ES-SAGD (Steam-Assisted Gravity Drainage с расширяющимся растворителем) с использованием критерия проникновения тепла в единой, согласованной и эффективной структуре

Резюме Гибридная инъекция парорастворителя (например, ES-SAGD — Steam-Assisted Gravity Drainage с расширяющимся растворителем) является наиболее перспективным методом увеличения извлечения тяжёлой нефти; однако воспроизвести экспериментальные измерения и полевые наблюдения сложно из-за сложного многокомпонентного поведения потока, вызванного связанными переносами массы и тепла. В настоящей работе впервые разработана и применена интегрированная методика для динамической и точной характеристики процесса ES-SAGD в единой, согласованной и эффективной структуре. Учитывая конкурентное влияние тепловой энергии и растворения растворителя, выведен обобщённый критерий проникновения тепла (HP), интегрированный с численным симулятором для описания динамики распространения камеры растворитель/пар при заданных профилях добычи в гибридных процессах паро-растворитель. Этот обобщённый критерий HP позволяет динамически рассчитывать температурные профили за интерфейсом камеры растворитель/пар (SCI), а также точно и прагматично количественно оценивать перенос массы и тепла внутри зоны дренажа разбавленной нефти и внутри самой камеры растворитель/пар. Комплексные эффекты термочувствительных со- и встречных течений исследованы с использованием набора кривых относительной проницаемости для многокомпонентных потоков. Интегрированная методика успешно валидаирована воспроизведением измеренных камер растворитель/пар в 3D физических экспериментах ES-SAGD. Получено хорошее согласие между смоделированными и измеренными профилями добычи (температура инъекции, давление и расход) на всём периоде производства. Помимо воспроизведения измеренных камер растворитель/пар, выполнены анализы чувствительности для изучения влияния поведения многокомпонентного потока, концентрации растворителя и разрешения сетки. Установлено, что коэффициенты диффузии/дисперсии и тепловые свойства зависят от температуры и концентрации растворителя, оказывая конкурирующее влияние на рассчитанные температурные распределения. Кроме того, относительные проницаемости газ–жидкость могут существенно влиять на скорость смещения SCI и фронт дренажа нефти. Подход значительно снижает неопределённости и сложности моделирования, предоставляя простое и эффективное средство для динамического воспроизведения наблюдаемых камер растворитель/пар в единой, согласованной и эффективной структуре.