218.-ucalgary_2015_zhu_da

Stability of Interfaces in a SAGD Steam Chamber

摘要：加拿大西部的油砂储层是世界上最大的石油聚集区之一。由于原油黏度极高，通常为数十万至数百万厘泊（cP），这些原油通过蒸汽加热从储层中采出，将油温加热至180至250摄氏度，从而降低其黏度至10厘泊以下。这些开采过程面临的关键问题是热效率以及由此产生的温室气体排放和用水量。
使用的蒸汽量越大，温室气体排放和用水量就越多，开采过程本身的经济可行性就越低。因此，基于蒸汽的开采过程的热效率是衡量其可行性的关键指标。最终，热效率由蒸汽腔在储层中的生长效率所控制。换句话说，储层中的蒸汽适应性是对开采过程效率的关键制约因素。本论文的研究旨在考察蒸汽-油界面的稳定性，以进一步理解油砂储层中蒸汽腔的动力学特性。我们对SAGD中不稳定性感兴趣的主要原因是，它可能在蒸汽腔的生长过程中发挥重要作用，并随之改变传热和产油率。
研究结果表明，即使在均质储层中，不稳定性也可能导致储层内非理想的蒸汽适应性。这种不稳定性发生在因气体脱溶而形成的气相区域中，在热蒸汽腔边缘之外。精细网格储层模拟结果显示的非线性不稳定性可由黏度差异（萨夫曼-泰勒不稳定性）或密度差异（瑞利-泰勒不稳定性）引发。要观察基于蒸汽的开采过程中排空腔边缘的指进现象，需要进行精细网格模拟。鉴于指进宽度约为30厘米，这意味着需要使用此尺度或更小尺度的网格块。

卡尔加里大学