Microscopic structure of athabasca oil sand

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Abstract

A refined structural model for in situ oil sands is proposed in terms of the mutual arrangement of sand grains, fines, water and bitumen. In the Athabasca deposit, the sand grains consist mainly of quartz and their packing is such that the porosity is about 35%. In rich oil sand, 10–15% of the pore space is occupied by connate water whereas the remainder is occupied by bitumen. For lower grade oil sands, a direct correlation exists between the water content and the amount of fines (particles smaller than 44 μm) and an inverse correlation exists between the bitumen content and the amount of fines. These relationships are successfully explained in terms of the irreducible water saturation in a porous medium and the double layer interaction between sand and bitumen surfaces.

Abstract

On propose un modèle détaillé pour la structure des sables bitumineux in situ, décrivant la disposition relative des grains de sable, des particules fines, de l'eau et du bitume. Dans le gisement de l'Athabasca, les grains de sable consistent principalement de quartz, et leur tassement est tel que la porosité est d'environ 35%. Dans un sable riche en huile, 10–15% de l'espace des pores est occupé par de l'eau naturelle, tandis que le reste l'est par le bitume. Dans le cas des sables pétrolifères de moindre qualité, une corrélation directe existe entre la teneur en eau et la quantité de particules fines (<44 μm) et il y a une corrélation inverse entre la teneur en bitume et la quantité de particules fines; on parvient à expliquer ces corrélations en invoquant la saturation irréductible d'un milieu poreux par l'eau et l'interaction des couches doubles des surfaces du sable et du bitume.

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