CO2 injeksjon for økt oljeutvinning i kalk

Abstract

Denne masteroppgaven studerer CO2 injeksjon for økt oljeutvinning i kalkstein, og hvordan parametere som sprekker, initielt vann og mobilitetskontroll påvirker oljeproduksjon. Det ble gjennomført 15 eksperimenter med injeksjon av flytende CO2 for økt oljeutvinning i standard kjerneprøver og større blokker for å studere effekten av systemstørrelse. For å kunne utføre injeksjonstestene ble to eksperimentelle oppsett designet og bygget som en del av den eksperimentelle oppgaven. Alle CO2 injeksjoner ble utført ved romtemperatur og et trykk på ca. 90 bar for å oppnå førstekontakts blandbarhet mellom injisert CO2 og oljefasen. Syv av kjerneprøvene og begge blokkene var oppsprukket for å skape enten en lukket eller åpen sprekk med en sprekkpermeabilitet som var flere størrelsesordener høyere enn matrikspermeabilitet slik at det ble mulig å studere effekten av sprekk på oljeutvinning i sterkt vannvåte kjerneprøver av kalk. Resultatene, som er basert på materialbalanse og målt differensialtrykk, viser at utvinningsgraden for de sterkt vannvåte kjerneprøvene, som ble flømmet med flytende CO2, er generelt høy, og ligger i intervallet 72 100 % av OOIP. Utvinningsgraden er sterkt avhengig av totalpermeabilitet, der kjerneprøver med lavest totalpermeabilitet gir høyest utvinningsgrad (100 % av OOIP). Dette kommer godt frem i den klare forskjellen mellom utvinningsgrad til helkjerner og oppsprukne kjerner der utvinningsgraden til helkjerner ligger i intervallet 99 100 % av OOIP, mens utvinningsgraden til oppsprukne kjerneprøver ligger i intervallet 72 95 % av OOIP. Resultatene viser også at diffusjon, som en utvinningsmekanisme, er større i oppsprukne kjerneprøver sammenlignet med helkjerner grunnet kortere diffusjonslengde i oppsprukne kjerneprøver, men siden diffusjon er en langsom og tidskrevende utvinningsmekanisme i forhold til viskøse krefter, er utvinningsgraden for de oppsprukne kjerneprøvene lavere enn utvinningsgraden for helkjerner. Det ble også laget en numerisk modell ved hjelp av simuleringsprogrammet IMEX fra CMG for vannflømming av kalkkjerner. Denne modellen kan brukes for å studere effekten av ulike parametere som sprekk, sprekkpermeabilitet, trykk, initiell vannmetning og fluidegenskaper.