Condensation induced water hammer and steam assisted gravity drainage in the Athabasca oil sands

摘要

Most people will have been exposed to some aspect of the debate about the Athabasca Oil Sands in North-Eastern Alberta and the significant role that the oil sands are expected to play in supplying conventional fossil fuels. Part of the bitumen is recovered from mines and part is recovered from in situ projects utilizing the Steam Assisted Gravity Drainage Process (SAGD). SAGD utilizes a considerable amount of steam, that is injected into geological formations. Hot water, bitumen and some vapour are recovered from the production wells. With significant steam generation, transmission and injection, there is the very real possibility of condensation induced water hammers. There have been a number of catastrophic failures to date. The intent of the paper is to provide interesting background information on the in situ oil sands industry. More importantly, to show some interesting and broader applications of thermalhydraulics developed in the nuclear industry. The expertise developed may have potential markets, with some adaptation, to the oil sands industry. Finally, there has been some discussion about using nuclear power for steam generation in the oil sands.%Die meisten Menschen werden bis zu einem gewissen Grad von der Debatte um die Athabasca Ölsande im Nordosten von Alberto (Kanada) berührt, denen eine bedeutsame Rolle in der Versorgung mit konventionellen, fossilen Brennstoff zugeschrieben wird. Ein Teil der Bitume wird durch Tageabbau gewonnen, ein anderer Teil durch in-situ-Projekte unter Anwendung der „Steam Assisted Gravity Drainage (SAGD)"-Technik. SAGD nutzt eine beträchtliche Menge an Dampf die in geologischen Formationen injiziert wird. Heißes Wasser, Bitume und etwas Dampf wird aus Förderbohrungen zurückgewonnen. Durch die erhebliche Dampferzeugung, dessen Verteilung und Einspeisung, besteht die sehr reale Möglichkeit von Kondensationsinduzierten Wasserschlägen. Bis heute gab es eine Anzahl von schweren Unfällen. Die Absicht dieses Beitrags ist es, interessante Hintergrundinformationen über die in-situ-Ölsandindustrie vorzustellen. Noch wichtiger ist es zu zeigen, dass Entwicklungen im Bereich der Thermohydraulik, auch außerhalb der Kerntechnik interessante und breite Anwendungsgebiete haben. Das entwickelte Know-how bietet mit einigen Anpassungen an die Öl-sand-Industrie potenzielle Märkte. Abschließend ist anzumerken, dass es einige Diskussionen über die Nutzung der Kernenergie zur Dampferzeugung für die Ölsand-Gewinnung gibt.