Description:

"CO2 секвестрация Формула секвестрации CO2-EOR: извлечение динамический мониторинг взаимная оптимизация. The CO2-EOR sequestration equation: recovery dynamic monitoring co-optimization Dan Bossie-Codreanu1 Последние пятнадцать лет промышленность признала пользу от закачивания CO2 в геологические формации для замещения разжижения нефти увеличение нефтеотдачи (EOR). Хотя большая часть закачанного CO2 остается в нефтяном коллекторе, часть потока не может рассматриваться проектах по секвестрации хранению поскольку источником CO2 является другая геологическая формация. Операция CO2-EOR нацелена извлечение как можно большего количества нефти при потреблении минимального количества CO2. Целью секвестрации является хранение максимального количества CO2 гарантия безопасности хранения. Это влияет планирование этих двух операций. Концепция мониторинга общая для обоих подходов EOR и секвестрации может означать разные вещи в зависимости того что движет оптимизацию добычи или секвестрация. Можем ли мы примирить различные цели и подходы? Давайте начнем с того признаем два важных момента: Оптимизация секвестрации CO2 коллекторе является прямым следствием оптимизации нефтедобычи. Помимо технических аспектов этот вопрос влияет на вопрос экономии. Мониторинг динамический процесс зависящий от масштаба частью проектирования EOR. Секвестрация CO2 становится последней стадией проекта EOR оптимизированного до закрытия месторождения. Это дает дополнительный объект к управлению коллектором. По нашему мнению совместное управление добычей нефти с удержанием CO2 всегда является выигрышной стратегией. Даже если при извлечении нефти не происходит смешивания и таким образом оно низкое дополнительная нефть всегда компенсирует частично или полностью стадию секвестрации что улучшает экономические показатели. Чтобы проиллюстрировать данный подход давайте прежде всего обобщим тому научили нас четыре десятилетия заполнения пласта CO2 остановимся на статусе текущих проектов CO2-EOR в мире целях секвестрации затем проиллюстрируем реалистичном примере возможный способ планирования процесса секвестрации интегрированного в стадию EOR. EOR и CO2: его принципы При работах EOR главными задачами являются эффективность вытеснения CO2 контроль за прорывами газа. Для этих операций управление давлением является компромиссом между минимально допустимыми давлениями на устье скважины и давлением смешиваемости или состояния близкого к смешиваемости в коллекторе. Концепция смешиваемости (или состояния близкого к смешиваемости) лежит основе процесса EOR поскольку 90% всех работ с CO2 в мире производится при смешивании. Пример значимости явления смешивания иллюстрируется Рис.1 на примере микро-модели условий коллектора пермского бассейна разного состава нефти. Механизм, с помощью которого добыча нефти увеличивается заключается развитии фазы смешивания (или близкой к смешиванию) вызывающей либо испарение более легких фракций нефти или конденсацию в фазу богатую CO2. В обоих случаях остается нефть, зависит термодинамического поведения присутствии CO2 и большем масштабе управляющих захватом CO2 на стадии извлечения нефти. Производительность пласта складывается: Эффективности вытеснения ED(V): доли подвижной нефти, вытесняемой зону охваченную процессом любое заданное время (соответствует закачанному поровому объему). Площадного коэффициента охвата пород EA: доли общей площади коллектора, в которую внедряется закачиваемый флюид. Коэффициента вертикального охвата по мощности Ey: части пласта вертикали которая контактирует с закачиваемым флюидом. Максимальный охват получается когда фронт вытеснения продвигается через коллектор виде плоскости перпендикулярной поверхности напластования. Эффективности разжижения EM: доли нефти, содержащейся пласте на начало процедуры которую можно извлечь при 100% площадного вертикального охвата и эффективности вытеснения являющая главной целью всех процедур EOR. Физические механизмы управляющие вытеснением нефти суммируются Рис.2. Из вышесказанного понятно цели индустрии при оптимизации чего желательно избежать. Во многих теоретических текстах детально останавливаются этом вопросе (Stalkup, F.J., 1983; Klins, M.A., 1984; Lake L.W., 1989). Учитывая тот факт что общая эффективность является произведением всех выше заданных эффективностей главной целью является достижение смешиваемости улучшение вертикального охвата улучшение площадного охвата. Institut Francais du Petrole, 14 Avenue de Bois-Prau, 92852 Rueil Malmaison Cedex, France. Email: dan.bossiecodreanu@ifp.fr 2008 EAGE www.firstbreak.org Рисунок 1 Микромодель иллюстрирующая различные стадии развития смешивания. EOR и CO2: современное состояние нефти в Европе лидирует Великобритания Норвегия. Как сказано ранее CO2 использовался целей EOR (соответственно 2.4*106 баррелей день для Великобритании последние 40 лет). В настоящее время в 79 проектах по всему миру (на 2004 г.) применяется CO2 целях увеличения отдачи. Большая часть деятельности сосредоточена Соединенных Штатах 70 проектов со смешивающимся агентом один проект с несмешивающимся агентом также деятельность в Тринидаде (пять проектов с несмешивающимся агентом) Канаде (два проекта со смешивающимся агентом) и один проект с несмешивающимся агентом Турции. Добыча CO2-EOR доходит 230,000 баррелей составляет 0.3% мировой добычи нефти (Oil and Gas Journal, 2004). Рис.3 демонстрирует эволюцию добычи нефти с CO2-EOR США. На Европейском рынке ситуация следующая только несколько экспериментальных тестов выполнялось в Венгрии (IEA, 2000) которые в настоящее время заброшены. Северном море никогда не применялась схема CO2-EOR. Рисунок 2 Классификация основных механизмов EOR. История добычи нефти с помощью CO2-EOR США (Melzer, 2006). WAG для которой соотношение CO2 и воды меняется со временем) нацелены улучшение вертикального охвата заводнения. Пластовые условия при которых выполнялось заводнение CO2 от малоглубинных до глубинных (1000 до 3000 м) с вязкостью от низкой до средней (0.1 до 6 сантипуаз), как песчаниках так и карбонатах. Экономический успех многих проектов со вмешиваемыми агентами указывают несколько необходимых критериев: поддержание давления коллекторе свыше MMP минимального давления смешиваемости (Sheldon and Yarbourough, 1977) относительно высокое водонасыщение после заводнения -35% до 40% (Kleinselber, 1990) однородный коллектор с небольшой вертикальной неоднородностью и предпочтительно со значениями проницаемости свыше 100 мДарси (DTI, 1991) плотность нефтей свыше 35 API при вязкости лежащей диапазоне от 1 до 3 сантипуаз (DTI, 1991). В проектах с несмешиваемыми агентами (Oil and Gas Journal, 2004) показано что высокая проницаемость хорошее вертикальное и латеральное сообщение коллекторе отсутствие трещин являются благоприятными условиями которые приводят получению коэффициента извлечения от 4 до 8%. Во многих публикациях эти проекты рассматривались деталях (EPRI, 1991). Рисунок 3 История добычи нефти с помощью CO2-EOR США. Рисунок 4 Потребление и добыча нефти в Европе история будущее. Ключевые слова: добыча, journal, смешивание, январь, тема секвестрация, проект, wag, org специальный, spe, reservoirs, цель, klins, состояние близкий, основа, использование, несмешивающийся агент, international, течение, смешивающийся агент, средний, break январь, закачка, граничный, следовать, melzer, коллектор, выполняться, дополнительный, sequestration, динамический, секвестрацияхранение, oil, тема, добыча нефть, специальный, monitoring, хранение, april, море, извлечение, iea, эволюция давление, агент, операция, gor, закачка вода, давать, метод, бурение, firstbreak, означать, gas, управление давление, последний, возможный, eage firstbreak, зависимость, объём, добывающий скважина, дать, бар, великобритания, вытеснение, охват, reservoir, функция, сша, эффективность, lake, стадия, hoversten, firstbreak org, стадий, акватория, утечка, рисунок, hawkins, проверка, скважина, граничный давление, схема, вертикальный, управление, dan, eage, eage break, давление, нацеленный, северный, вопрос, экономический, закачивание, увеличение, низкий, неоднородность, масштаб, общий, выполнить, тип, sheldon, тип мониторинг, процесс, флюид, выполненный, смешиваемость, процедура, масса, специальный тема, фаза, recovery, секвестрация, заводнение, unger, dti, северный море, eor останавливаться, org, использоваться, стратегия, покрышка, технический, оптимизация, задача, месторождение, настоящий, break, мониторинг, вслед, brown, нефть, eor, коэффициент, эволюция, компромисс, высокий, основной, январь специальный, факт, бдень, пласт, заключаться