Modeling the Diffusion Controlled Swelling and Determination of Molecular Diffusion Coefficient in Propane-Bitumen System Using a Front Tracking Moving Boundary Technique
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Accurate estimation of molecular diffusion coefficient is necessary for the design and modeling of solvent-assisted recovery techniques for exploitation of heavy oil and bitumen resources. Several studies on molecular diffusion measurement have been conducted using various pure gaseous solvents but there are very few diffusivity measurements available for the propane-bitumen system. The scarcity of these data is due to the complexities arising in the modeling of dissolution of propane in bitumen. These include high solubility of propane in bitumen and subsequently, dramatic volume change of the diluted oil, drastic reduction of bitumen viscosity during dilution and the possibility of asphaltene precipitation. In this work, a rigorous numerical model is developed to model the diffusivity of propane in bitumen based on real data. This model accounts for bitumen solution density change (swelling) as a result of dilution. A front-tracking moving boundary algorithm and numerical procedure is proposed which accounts for volume change of each grid at each time step. Those grids which experience diffusive flux, change sizes based on non-ideal mixing data available from measurement of solution density versus concentration. Finally, the Levenberg-Marquartd method was applied to estimate the propane diffusion coefficient based on laboratory measured gas-oil interface movement. A constant-pressure diffusion measurement experimental technique was used to measure mass of gas dissolved and solution height change in a propane-bitumen diffusion experiment at 413.7kPa (60 psia) and 827 kPa (120 psia) both in 24°C. The experimental results show that the "no-swelling" simplifying assumption often used in diffusion measurement modeling studies, cannot be generalized to all gaseous solvents because based on our experiments, the bitumen solution volume can be increased by 50% due to propane dissolution. The estimated diffusion coefficient is compared with the results of other mathematical techniques available in the literature. It is shown that the no-swelling simplifying assumption used in unidirectional modeling of gas diffusion in bitumen leads to estimation of erroneous parameters when propane is the gas and oil density and oil volume change is neglected.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».