Study of the VAPEX Process in Fractured Physical Systems Using Different Solvent Mixtures

Étude du processus de VAPEX dans les systèmes physiques fracturés utilisant différents mélanges de solvants

¹ Department of Chemical and Petroleum Engineering, Sharif University of Technology, Tehran - Iran
² Department of Chemical Engineering, School of Engineering, Persian Gulf University, Bushehr 75169 - Iran
³ Petroleum University of Technology Research Center, Tehran - Iran
⁴ Department of Chemical and Petroleum Engineering, Kansas University, Lawrence, KS - USA

Corresponding authors: reza.azin@pgu.ac.ir kharrat@put.ac.ir shapour@ku.edu ghotbi@sharif.ir

Abstract

In this work, the vapour extraction (VAPEX) process is studied experimentally in a rectangular physical model at moderate-high pressure. The solvent was either pure propane or a mixture of propane/methane with different compositions. The solvent and carrier gas were totally mixed before injection, so that a solvent with the desired composition flowed through the injector during experiments, and the solvent mixture was in thermodynamic equilibrium before injection into VAPEX cell. Effects of pressure and composition of solvent were studied. Results showed that at a fixed pressure, the process is more effective with pure solvent compared to the use of solvent mixtures. The main feature of this work is that heavy oil recovery is improved as the approach pressure, defined as the (saturation) pressure minus operating pressure, decreases regardless of solvent composition or operating pressure. These results provide insight into proper field scale implementation of the VAPEX process.

Résumé

Dans ce travail, le processus de l'extraction de la vapeur (VAPEX) est étudié expérimentalement dans un modèle rectangulaire physique à pression modérée et élevée. Le solvant a été soit du propane pur soit un mélange de propane et de méthane en différentes proportions. Le solvant et le gaz porteurs ont été mélangés totalement pendant les essais avant injection de sorte que le solvant avec la composition désirée a circulé à travers l'injecteur. Par ailleurs, le mélange du solvant était en équilibre thermodynamique avant d'être injecté dans la cellule de VAPEX. Les effets de la pression et la composition du solvant sont étudiés et les résultats montrent que le processus à pression fixe est plus efficace avec le solvant pur qu avec les mélanges de solvants. La principale caractéristique de ce travail est que la récupération du pétrole lourd est améliorée lorsque la pression d'approche, définie comme la pression de saturation moins la pression d'opération, est réduite indépendamment de la composition du solvant ou de la pression d'opération. Ces résultats éclairent l'implémentation du processus de VAPEX dans un champ réel.