Fizyczne modelowanie procesów wypierania ropy dwutlenkiem węgla jako metody trzeciej po nawadnianiu złoża

Podobne dokumenty
Analiza możliwości zwiększenia stopnia sczerpania zasobów złóż ropy naftowej w Polsce*

Badania przepuszczalności rdzeni wiertniczych z użyciem różnych płynów złożowych

Brenntag Polska Sp. z o.o.

Analiza przepływu płynów złożowych w skałach zbiornikowych

O potrzebie bardziej dynamicznego wdrażania metod wspomagania wydobycia ropy naftowej z krajowych złóż

Badanie procesów dyfuzji i rozpuszczania się gazu ziemnego w strefie kontaktu z ropą naftową

MOśLIWOŚCI REALIZACJI CCS W GRUPIE LOTOS Z WYKORZYSTANIEM ZŁÓś ROPY NAFTOWEJ NA BAŁTYKU C.D.

Zastosowanie symulacji złożowych do analizy porównawczej procesu EOR na przykładzie wybranych metod wspomagania

Jerzy Stopa*, Stanis³aw Rychlicki*, Pawe³ Wojnarowski* ZASTOSOWANIE ODWIERTÓW MULTILATERALNYCH NA Z O ACH ROPY NAFTOWEJ W PÓ NEJ FAZIE EKSPLOATACJI

Ocena zjawisk fazowych w procesie wypierania ropy naftowej dwutlenkiem węgla, na modelu złoża typu Slim Tube

Możliwości zastosowania zaawansowanych metod wspomagania wydobycia ropy naftowej ze złóż dojrzałych

Symulacyjne badanie procesów wypierania metanu rozpuszczonego w wodach złożowych poprzez zatłaczanie gazów kwaśnych w ramach ich sekwestracji

Symulacyjne modelowanie procesu konwersji złoża na PMG i regularnej jego pracy, z udziałem CO 2 jako gazu buforowego

Ocena możliwości symulacji przepływu płynów złożowych przez sztuczne warstwy/złoża z kulek szklanych

MoŜliwości realizacji CCS w Grupie LOTOS z wykorzystaniem złóŝ ropy naftowej na Bałtyku

METODYKA POSZUKIWAŃ ZLÓŻ ROPY NAFTOWEJ I GAZU ZIEMNEGO

WZBOGACANIE BIOGAZU W METAN W KASKADZIE MODUŁÓW MEMBRANOWYCH

Zastosowanie symulacji komputerowych do modelowania pracy podziemnych magazynów gazu w Polsce

SPOSÓB POSTĘPOWANIA W OBLICZANIU ZASOBÓW ZŁÓŻ ROPY NAFTOWEJ NIEDOSYCONEJ, Z CZAPĄ GAZOWĄ I ZŁÓŻ GAZU ZIEMNEGO METODAMI OBJĘTOŚCIOWYMI

Zastosowanie nanocieczy jako dodatków wspomagających proces wypierania ropy naftowej

wiedza o gazie z łupków w Europie

Wpływ warunków separacji ropy na wielkość jej wydobycia

Badania procesów wypierania metanu przy udziale sekwestracji CO 2

Schemat uzbrojenia odwiertu do zatłaczania gazów kwaśnych na złożu Borzęcin

Wykonanie stymulacji produktywności metanu w otworach Gilowice 1 i Gilowice 2H

ZAGROŻENIA NATURALNE W OTWOROWYCH ZAKŁADACH GÓRNICZYCH

Wymagania gazu ziemnego stosowanego jako paliwo. do pojazdów

Badanie zmian wielkości ciśnienia punktu rosy gazu kondensatowego zachodzących wskutek jego kontaktu z ropą naftową

CENTRUM CZYSTYCH TECHNOLOGII WĘGLOWYCH CLEAN COAL TECHNOLOGY CENTRE. ... nowe możliwości. ... new opportunities

Rozpuszczalność CO 2 i rodzimych gazów ziemnych w solance złożowej

Analiza możliwości pozyskania pozabilansowych zasobów gazu ziemnego z nasyconych poziomów solankowych w procesach sekwestracji CO 2

X POLSKO-NIEMIECKA KONFERENCJA ENERGETYKA PRZYGRANICZNA POLSKI I NIEMIEC DOŚWIADCZENIA I PERSPEKTYWY SULECHÓW, LISTOPAD 2013

Analiza zmiany objętości węglowodorów gromadzonych w danej strukturze w czasie geologicznym z wykorzystaniem modelowania PetroCharge

(54) Sposób wydzielania zanieczyszczeń organicznych z wody

Górnik naftowy i Energia z Ziemi

Rentgenowska mikrotomografia komputerowa w badaniu skał węglanowych

Polskie Normy opracowane przez Komitet Techniczny nr 277 ds. Gazownictwa

Analiza wpływu wytworzenia zapasu obowiązkowego na koszt świadczenia usług magazynowych

Badanie procesu dyfuzji gazu ziemnego na kontakcie z benzyną w warunkach ciśnienia i temperatury

Zastosowanie odwiertów horyzontalnych w eksploatacji złóż i PMG

Wpływ gęstości medium na ciśnienie wyjściowe reduktora średniego ciśnienia

Romuald Radwan*, Janusz Wandzel* TESTY PRODUKCYJNE PO CZONE ZE WSTÊPNYM ODSIARCZANIEM SUROWEJ ROPY NAFTOWEJ NA Z O U LGM

Dr Michał Wilczyński Niezależny ekspert CZY DEPONOWANIE DWUTLENKU WĘGLA W LITOSFERZE JEST MOŻLIWE I ZGODNE Z FILOZOFIĄ ZRÓWNOWAŻONEGO ROZWOJU?

NAFTA-GAZ październik 2009 ROK LXV

GOSPODARKA ZŁÓŻ SUROWCÓW MINERALNYCH i ICH OCHRONA


Pytania (w formie opisowej i testu wielokrotnego wyboru) do zaliczeń i egzaminów

Analizy PVT jako skuteczne narzędzie w rękach inżyniera naftowego. Część 1: laboratoryjne badania PVT

Czym w ogóle jest energia geotermalna?

Rodzaj nadawanych uprawnień: obsługa, konserwacja, remont, montaż, kontrolnopomiarowe.

Badania środowiskowe związane z poszukiwaniem i rozpoznawaniem gazu z łupków

WYSTĘPOWANIE METANU W POKŁADACH WĘGLA BRUNATNEGO. 1. Wstęp. 2. Metodyka wykonania badań laboratoryjnych próbek węgla na zawartość metanu

Analiza zagrożeń emisją biogazu na terenie po zrekultywowanym składowisku odpadów komunalnych w Krośnie

Wspomaganie wydobycia ropy metodą naprzemiennego zatłaczania wody i gazu (WAG)

KGZ Żuchlów. KGZ Żuchlów Stara Góra, Góra tel

Symulacyjne modelowanie procesu konwersji złoża na PMG i regularnej jego pracy, z udziałem CO 2 jako gazu buforowego

ODWADNIANIE OSADU NA FILTRZE PRÓŻNIOWYM

Laboratorium Elektronicznej Aparatury Medycznej I

Analiza przydatności wybranych złóż niecki zielonogórskiej do konwersji na PMG

KRUSZYWA WAPIENNE ZASTOSOWANIE W PRODUKCJI BETONU TOWAROWEGO I ELEMENTÓW PREFABRYKOWANYCH

Budowa prototypu aparatury do prowadzenia reakcji pod zwiększonym ciśnieniem (10 barów).

Prawne aspekty przygotowania i realizacji w Polsce projektów demonstracyjnych typu CCS (car bon capture and storage) w kontekście składowania CO2.

Metody wyznaczania ciśnienia przebicia w skałach słabo przepuszczalnych

Chemia. 3. Która z wymienionych substancji jest pierwiastkiem? A Powietrze. B Dwutlenek węgla. C Tlen. D Tlenek magnezu.

Parametry PMG Strachocina osiągnięte w pierwszym cyklu eksploatacji magazynu, po rozbudowie pojemności czynnej zakończonej w 2011 r.

NAFTA-GAZ, ROK LXXII, Nr 11 / Anticorrosive well protection equipment designed for pumping wastes and reservoir waters. Agnieszka Stachowicz

Sborník vědeckých prací Vysoké školy báňské Technické univerzity Ostrava monografie 15, rok 2005, ročník LI, řada hornicko-geologická

Rola i znaczenie złóż ropy naftowej i gazu ziemnego w programie Czysta Energia

Badania laboratoryjne oddziaływania gazów kwaśnych na skałę zbiornikową w procesach sekwestracji CO 2

Wprowadzenie Metodyki badawcze

ZARZĄDZANIE WŁASNOŚCIĄ PRZEMYSŁOWĄ W INSTYTUCIE NAFTY I GAZU. Maria Ciechanowska

Symulacje procesów eksploatacji złóż naftowych z zastosowaniem sterowania sprzężeniem zwrotnym.

Możliwości zwiększenia wydobycia ropy naftowej w Polsce z zastosowaniem zaawansowanych technologii

Trójwymiarowa wizualizacja szczelin metodą mikrotomografii rentgenowskiej

dr inż. Paweł Strzałkowski

JAKOŚĆ POWIETRZA W WARSZAWIE

Odwadnianie osadu na filtrze próżniowym

PROCEDURA DOBORU POMP DLA PRZEMYSŁU CUKROWNICZEGO

Andrzej Janocha*, Teresa Steliga*, Dariusz Bêben* ANALIZA BADAÑ NIEKTÓRYCH W AŒCIWOŒCI ROPY NAFTOWEJ ZE Z O A LMG

Symulacje procesów eksploatacji złóż naftowych z zastosowaniem sterowania sprzężeniem zwrotnym.

Kierunki działalności naukowo-badawczej INiG PIB w perspektywie krótko- i średniookresowej

Analiza niepewności określania zasobów złóż węglowodorów, na przykładzie złoża gazowokondensatowego

Ogólna charakterystyka asfaltenów

Warszawa, dnia 9 maja 2014 r. Poz. 591 ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA 1) z dnia 8 maja 2014 r.

ELOKON Polska Sp. z o.o. Bezpieczeństwo pracy przemysłowych urządzeń do procesów cieplnych

Emisje hałasu w górnictwie nafty i gazu kopalnie

FRIALIT -DEGUSSIT ZAAWANSOWANA CERAMIKA PRZEPUSTY WYSOKOCIŚNIENIOWE

Modelowanie procesów wypierania metanu zawartego w głębokich poziomach solankowych przy udziale sekwestracji CO 2

Ocena efektywności kwasowania matrycowego formacji węglanowych

WĘGIEL KAMIENNY PODSTAWOWY SUROWIEC POLSKIEJ ENERGETYKI ZASOBY GEOLOGICZNE BILANSOWE

W³adys³aw Duliñski*, Czes³awa Ewa Ropa*

Analiza rozwartości mikroszczelin w węglach

DESTYLACJA JAKO METODA WYODRĘBNIANIA I OCZYSZCZANIA ZWIĄZKÓW CHEMICZNYCH

OPRACOWANIE TECHNOLOGII ZGAZOWANIA WĘGLA DLA WYSOKOEFEKTYWNEJ PRODUKCJI PALIW I ENERGII ELEKTRYCZNEJ

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

Projekty infrastruktury naziemnej dla zagospodarowania złóż ropy i gazu ziemnego z zastosowaniem komputerowych obliczeń procesowych

Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu AGH w Krakowie

Analiza wpływu zastosowania otworów typu slim hole na opłacalność eksploatacji niekonwencjonalnych złóż mioceńskich

Wpływ współrozpuszczalnika na zjawisko rozdziału faz w benzynie silnikowej zawierającej do 10% (V/V ) bioetanolu

Pilotowa instalacja zgazowania węgla w reaktorze CFB z wykorzystaniem CO 2 jako czynnika zgazowującego

Transkrypt:

NAFTA-GAZ, ROK LXX, Nr 8 / 24 Sławomir Szuflita Instytut Nafty i Gazu Państwowy Instytut Badawczy Fizyczne modelowanie procesów wypierania ropy dwutlenkiem węgla jako metody trzeciej po nawadnianiu złoża Wykorzystanie energii naturalnej złoża pozwala tylko na częściowe wydobycie ropy naftowej w nim zawartej. Dalsze sczerpanie zasobów ropy może być szczególnie efektywne, gdy wdrożone zostaną odpowiednie metody wspomagające wydobycie. Zastosowanie metod wtórnych i trzecich może przyczynić się nawet do dwukrotnego zwiększenia stopnia sczerpania zasobów geologicznych. W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych wypierania ropy naftowej z wykorzystaniem długich rdzeni wiertniczych w warunkach ciśnienia i temperatury złożowej. Eksperymenty wykonano dla piaskowca węglowieckiego oraz dolomitu głównego. Artykuł weryfikuje doniesienia literaturowe, według których w niektórych przypadkach zatłaczanie CO 2 jako metoda trzecia po nawadnianiu jest przedsięwzięciem nieefektywnym. Słowa kluczowe: odropienie, wypieranie ropy, nawadnianie, metody wtórne. Physical modeling of oil displacement with carbon dioxide as the EOR method after water flooding the reservoir Exploitation of oil from the reservoir, using natural energy reserves allows only partial extraction of oil contained in the reservoir. The further exploitation of oil can be particularly effective when the appropriate support method for the exploitation will be implemented. Application of secondary and EOR methods (Enhanced Oil Recovery) can contribute twofold to the level of exhaustion of geological resources. The article presents laboratory test results of oil displacement using long cores in pressure and temperature conditions. The tests performed for sandstone and dolomite. The article verifies literature reports that in some cases the injection of CO 2 as the EOR method after waterflooding is an ineffective venture. Key words: recovery factor, EOR (Enhanced Oil Recovery), water flooding. Wstęp Obecnie, przy tak ogromnym zainteresowaniu niekonwencjonalnymi złożami węglowodorów, nie można zapominać o odkrytych konwencjonalnych złożach ropy naftowej. Wieloletnia eksploatacja i zmniejszające się ilości wydobywanej ropy nie muszą doprowadzić do ich likwidacji. Dalsze wydobycie może okazać się efektywne szczególnie wtedy, gdy wdrożone zostaną odpowiednie metody wspomagające. Na uwagę zasługuje fakt, że wprowadzenie metod wtórnych i trzecich może pozwolić nawet na dwukrotne zwiększenie stopnia sczerpania zasobów geologicznych. Niejednokrotnie w bardzo dużym stopniu można wykorzystać istniejącą infrastrukturę zarówno wgłębną, jak i powierzchniową. Fakt ten pozwoli na znaczne zmniejszenie nakładów wdrożenia metod wspomagających wydobycie ropy naftowej. Artykuł w zwięzły sposób opisuje te metody. Główną cześć pracy stanowią badania laboratoryjne procesów wypierania z wykorzystaniem różnych metod dla skał piaskowca i dolomitu. Artykuł pozwala określić efekt wypierania CO 2 po nawadnianiu oraz precyzuje wpływ hydrofilowości matrycy skalnej na efekt odropienia z użyciem CO 2 po nawadnianiu. 52

artykuły Metody wspomagające eksploatację złóż ropy naftowej Eksploatacja odkrytych konwencjonalnych złóż ropy naftowej jest szczególnie efektywna, gdy wdrożone zostaną odpowiednie metody wspomagające wydobycie. Na początku wydobycie prowadzi się metodami pierwotnymi, wykorzystując energię naturalną złoża ropy naftowej. Właściwości fizykochemiczne węglowodorów, do których zaliczyć możemy gęstość, lepkość, właściwości T itp., różnią się od siebie w bardzo szerokim zakresie. Ponadto występują one w wielu rodzajach skał zbiornikowych (piaskowce, skały węglanowe itp.). W najprostszym przypadku wydobycie węglowodorów metodami pierwotnymi obejmuje wypływ ropy odwiertami ze złoża na powierzchnię. Ciśnienie w złożu powinno być odpowiednie, by umożliwić samoistne wydostanie się ropy. W przypadku spadku ciśnienia w odwiercie stosuje się różnego rodzaju pompy wgłębne. Metody pierwsze pozwalają uzyskać niewielki stopień sczerpania pierwotnych zasobów geologicznych, a gdy energia naturalna złoża zostaje wyczerpana lub jest zbyt słaba, by prowadzić efektywne wydobycie ropy naftowej, wówczas powinno się zastosować metody wtórne i trzecie. Metody wtórne umożliwiają dostarczenie do złoża dodatkowej energii wspomagającej proces eksploatacji, najczęściej pochodzącej z wtłaczanej do złoża wody lub gazu. Skutkiem wtłaczania jest wzrost różnicy ciśnienia pomiędzy odwiertem zatłaczającym a odwiertem/odwiertami produkcyjnymi. Jednak efekty zastosowania tych technik wydobycia ropy są widoczne dopiero po upływie dłuższego czasu. Jedną z najczęściej stosowanych metod wtórnych zwiększających stopień sczerpania złoża jest zatłaczanie wody (nawadnianie). Wybór tego podejścia argumentowany jest możliwością wykorzystania dostępnej armatury powierzchniowej oraz wody złożowej (solanki), a także stosunkowo niskimi kosztami. Dotychczas na większą skalę metoda nawadniania została wdrożona na złożach ropy: Osobnica, Kamień Pomorski i B-3 (Petrobaltic) [2]. W momencie, gdy wydobycie metodami wtórnymi staje się nieefektywne ekonomicznie, stosuje się metody trzecie. Należy z nich korzystać w przypadku złóż uznanych za wyeksploatowane, w których jednak pozostają nadal duże ilości ropy niewydobytej konwencjonalnymi sposobami. Wśród obecnie stosowanych metod trzecich eksploatacji ropy naftowej można wyróżnić następujące grupy: termiczne (zatłaczanie pary, gorącej wody lub spalania złoża), zatłaczanie gazów (CO 2, azot, powietrze, mieszalne rozpuszczalniki), chemiczne (zatłaczanie polimerów, środków powierzchniowo czynnych), inne metody (mechaniczne i elektryczne, mikrobiologiczne). Metody EOR (Enhanced Oil Recovery) pozwalają na zwiększenie produkcji z istniejących złóż naftowych. Jednym ze sposobów zwiększenia współczynnika odropienia jest zatłaczanie CO 2 do złoża ropy naftowej [3]. Dwutlenek węgla wprowadzany do złoża powoduje wypieranie ropy naftowej z porów skały. Główne zjawiska fizyczne towarzyszące temu procesowi związane są z zachowaniem się mieszaniny ropy i dwutlenku węgla. Należą do nich: zmniejszenie lepkości i gęstości ropy naftowej, odparowanie niektórych składników ropy, zmniejszenie napięcia powierzchniowego CO 2 ropa i woda ropa, zwiększenie przepuszczalności [8]. Zatłaczanie CO 2 po nawadnianiu okazuje się nieskuteczne w przypadku hydrofilowej matrycy skalnej. Wprowadzany gaz nie ma bezpośredniego kontaktu z ropą uwięzioną w przestrzeni porowej. Jedynie rozpuszczanie dwutlenku węgla w wodzie, a następnie jego dyfuzja przez ośrodek porowaty w matrycy może zapewnić kontakt gazu z ropą. Proces ten jednak wymaga bardzo dużo czasu []. Metodami pierwszymi i wtórnymi można wydobyć tylko część ropy zawartej w złożu. Typowe wartości odropienia metodami pierwszymi zawierają się w przedziale 5 2% [8]. Pozwalają one na wydobycie około jednej trzeciej ropy naftowej, natomiast zastosowanie technologii wspomagających może doprowadzić do uzyskania wydobycia na poziomie około 25 45% zasobów geologicznych. Wykorzystanie jako metody trzeciej zatłaczania CO 2 pozwala na poprawę odropienia o dodatkowe 5% [4]. Badania laboratoryjne Aparaturę do badań T wykorzystano do prowadzenia eksperymentów wypierania ropy z długich rdzeni wiertniczych. Zestaw T został odpowiednio rozbudowany. W łaźni termostatycznej zamontowano dodatkową komorę rdzeniową służącą do utrzymywania baterii rdzeni w odpowiednich warunkach ciśnienia i temperatury (PT). Głównym elementem aparatury jest komora rdzeniowa (ang. core holder), utrzymująca w warunkach PT złożowych odpowiednio dobrany i przygotowany zestaw rdzeni wiertniczych. Rdzenie znajdują się w rurze/ rękawie gumowym [6]. Materiał rękawa wykonano ze specjalnej mieszanki składników, dzięki której guma odporna jest na działanie wysokich Nafta-Gaz, nr 8/24 53

NAFTA-GAZ Rys.. Aparatura T dostosowana do badań procesów wypierania ropy z długich rdzeni wiertniczych ciśnień i temperatur. Ponadto przez pewien odcinek czasu (umożliwiający przeprowadzenie badania) materiał rękawa niepodatny jest na działanie węglowodorów, CO 2, H 2 S oraz innych składników i/lub zanieczyszczeń zawartych w użytych płynach. Zabezpieczenie szczelności pomiędzy rękawem gumowym a bocznymi ściankami kolejnych baterii rdzeni realizowane było przez układ wodny (na schemacie kolor niebieski rysunek ). Jego istotny element stanowiła pompa wodna, przy pomocy której utrzymywano odpowiednio wysokie ciśnienie uszczelnienia (około 5 bar wyższe niż ciśnienie płynu w baterii rdzeni). Ponadto w skład zestawu badawczego wchodziły następujące elementy: komora ropna do nasycania rdzeni przygotowaną ropą, komora gazowa do prowadzenia procesu tłoczenia mediów wypierających ropę, pompa olejowa do utrzymywania ciśnienia oraz zadanego wydatku tłoczenia, ciśnieniowe pojemniki na poszczególne media, układ połączeń ciśnieniowych, który został całkowicie przebudowany w celu odpowiedniego połączenia dwóch komór ciśnieniowych, komory rdzeniowej oraz pojemników i pomp, separator laboratoryjny do separacji płynów odbieranych na wyjściu z baterii rdzeni, gazomierz, gęstościomierz elektroniczny, waga precyzyjna, inne elementy. Rys. 2. Komora rdzeniowa widoczny element wprowadzający płyny do baterii rdzeni [6] 54 Nafta-Gaz, nr 8/24

artykuły Przygotowanie rdzeni wiertniczych do badań i określenie ich właściwości petrofizycznych Materiał skalny dolomitu głównego do badań został pozyskany z magazynu rdzeni przy laboratorium ZZGNiG w Zielonej Górze. Z kolei piaskowiec pobrano z naturalnej wychodni piaskowca węglowieckiego zlokalizowanej pomiędzy miejscowościami Węglówka i Krasna. Z materiału skalnego wycinano koronką (w płaszczyźnie poziomej) walce o średnicy cala, a następnie otrzymane kawałki czołowano na tokarce w celu uzyskania idealnych brył/walców nadających się do zestawiania dłuższych rdzeni wiertniczych. Długość pojedynczego kawałka rdzenia przygotowanego do badań wynosiła 5 65 mm [7]. Po wycięciu rdzenie były oczyszczane. W aparacie Soxhleta wielokrotnie przemywano je w zamkniętym procesie odparowania i skraplania substancji stanowiącej rozpuszczalnik. Po wielogodzinnym przemywaniu rdzeni barwa krążącego w układzie Soxhleta rozpuszczalnika staje się przeźroczysta. Nieczystości wypłukane z porów rdzeni pozostają na dnie kolby grzewczej, a krążący destylat rozpuszczalnika posiada bardzo wysoką czystość [6]. Oczyszczone rdzenie osusza się, umieszczając je w suszarce na okres kilku godzin w temperaturze 5 C. Dopiero tak przygotowany materiał skalny poddawano kolejnym badaniom, dzięki którym określano: współczynnik przepuszczalności (azotem), porowatość efektywną (helem), objętość i gęstość szkieletową skał. Eksperyment W pierwszym eksperymencie wypierania (badanie ) wykorzystano baterię rdzeni nr. Model złoża nasycono wodą złożową z Węglówki, a następnie ropą z tego samego złoża w warunkach PT złożowych. Po zakończeniu przetłaczania wody do przestrzeni porowej skały wprowadzano ropę. Nasycenie modelu wodą związaną oszacowano na poziomie S w =,46. Po upływie ok. 6 godzin dokonano redukcji ciśnienia w zestawie rdzeni, symulując eksploatację metodami pierwszymi. Ciśnienie zostało zmniejszone od niemal bar do około 8 bar. W wyniku przeprowadzonego zabiegu uzyskano współczynnik odropienia na poziomie 38,%. Jako medium wypierającego użyto tylko ditlenku węgla, jednak w dwóch stanach skupienia (gazowym i ciekłym). W pierwszej fazie zastosowano CO 2 w formie gazowej, natomiast w fazie drugiej CO 2 w postaci ciekłej. Pierwszy etap badań przeprowadzono dla ciśnienia wypierania na poziomie 22 bar. W kolejnej fazie Badania skuteczności wypierania dla skał piaskowcowych (zachowując temperaturę badań 29 C) podwyższono ciśnienie w układzie do poziomu 5 bar, a więc skroplono CO 2 i kontynuowano proces wypierania ropy, ale już ditlenkiem węgla w fazie ciekłej. Poszczególne fazy (zastosowania gazowego i ciekłego) przebiegu procesu wypierania przedstawia rysunek 3. Uzyskany współczynnik odropienia całkowitego, uwzględniający metody pierwsze 38,%, fazę I (wypieranie gazowym CO 2 ) 2,8% oraz fazę II (wypieranie ciekłym CO 2 ) 43,2%, wyniósł 94,%. Rezultaty pierwszego eksperymentu wykazały, że wypieranie ropy ciekłym ditlenkiem węgla jest o wiele bardziej skuteczne niż użycie CO 2 w fazie gazowej. Badanie nr,,5,,5 2, 2,5 3, 3,5 4, wypieranie CO2 (faza gazowa) Rys. 3. Przebieg badania wypierania ropy dwutlenkiem węgla w fazie gazowej (P = 22 bar) i ciekłej (P = 5 bar) ze skał piaskowca węglowieckiego (badanie nr z zaznaczeniem poszczególnych faz) Eksperyment 2 W drugim eksperymencie wypierania (badanie 2) ponownie wykorzystano baterię rdzeni nr. Poddano ją oczyszczaniu, a następnie po raz kolejny sprawdzono parametry rdzeni. Po ich weryfikacji przystąpiono do prac badawczych. Model złoża nasycono wodą z Węglówki, a następnie ropą z tego samego złoża w warunkach PT złożowych. W opisywanym przypadku nasycenie modelu wodą związaną oszacowano na poziomie S w =,44. 8 7 6 5 4 3 2 Nafta-Gaz, nr 8/24 55

NAFTA-GAZ Tak jak poprzednio dokonano redukcji ciśnienia w zestawie rdzeni poprzez odbiór ropy z układu, symulując metody pierwsze eksploatacji. Ciśnienie zostało zmniejszone z 96 bar do 8 bar. W wyniku przeprowadzonego zabiegu uzyskano współczynnik odropienia na poziomie 37,7%, a więc identyczny jak na analogicznym etapie poprzedniego eksperymentu. Jako pierwsze medium wypierające ropę zastosowano wodę złożową z Węglówki. Zatłaczanie wody dało podobne efekty jak w eksperymentach poprzednich (wzrost odropienia o 2%). Następnie podniesiono ciśnienie w układzie do 5 bar i przystąpiono do wypierania ropy ciekłym CO 2. Takie poprowadzenie eksperymentu miało sprawdzić słuszność tezy, według której stosowanie wypierania ropy CO 2 po zawodnieniu daje o wiele gorsze efekty niż zatłaczanie CO 2 bez wcześniejszej iniekcji wody złożowej, a więc bezpośrednio po metodach pierwszych eksploatacji. Poszczególne fazy przebiegu procesu wypierania przy pomocy wody złożowej oraz ciekłego ditlenku węgla przedstawiono na rysunku 4. Otrzymany współczynnik odropienia całkowitego, uwzględniający metody pierwsze 37,7%, fazę I (wypieranie wodą złożową) 2,% oraz fazę II (wypieranie ciekłym CO 2 ) 28,2%, wyniósł 86,9%. Jest to wynik niższy o 7% od uzyskanego w poprzednim badaniu. wypieranie solanką Badanie nr 2,,5,,5 2, 2,5 3, Rys. 4. Przebieg badania wypierania wodą złożową/solanką (P = 22 bar) oraz CO 2 w fazie ciekłej (P = 5 bar) 8 7 6 5 4 3 2 Eksperyment 3 W trzecim eksperymencie wypierania (badanie 3) wykorzystano baterię rdzeni nr 23. Model złoża nasycono wodą z odwiertu Buszewo-2, a następnie ropą z tego samego złoża w warunkach PT złożowych. W tym przypadku nasycenie modelu wodą związaną oszacowano na poziomie S w =,4. Jako medium wypierającego użyto tylko dwutlenku węgla (faza ciekła). Przebieg procesu wypierania przedstawia rysunek 5. Uzyskany współczynnik odropienia całkowitego uwzględniający wypieranie ciekłym CO 2 wyniósł 93,74%. Otrzymana wartość współczynnika odropienia jest porównywalna z odropieniem skały piaskowcowej w badaniu. Eksperyment 4 W czwartym eksperymencie wypierania (badanie 4) wykorzystano, jak poprzednio, baterię rdzeni nr 23. Poddano ją 56 Nafta-Gaz, nr 8/24 Badania skuteczności wypierania dla skał dolomitu głównego Badanie nr 3,,2,4,6,8,,2 Rys. 5. Przebieg badania wypierania ropy dwutlenkiem węgla w fazie ciekłej (P = 44 bar) dla skał dolomitu głównego oczyszczaniu, a następnie ponownie sprawdzono parametry rdzeni. Po ich weryfikacji przystąpiono do prac badawczych. 8 7 6 5 4 3 2

artykuły Model złoża nasycono wodą z odwiertu Buszewo-2, a następnie ropą z tego samego złoża w warunkach PT złożowych. W tym przypadku nasycenie modelu wodą związaną oszacowano na poziomie S w =,38. Jako pierwsze medium wypierające ropę zastosowano wodę złożową z odwiertu Buszewo-2. Zatłaczanie wody dało efekt odropienia na poziomie 57,65%. Następnie przystąpiono do wypierania ropy ciekłym CO 2. Takie poprowadzenie eksperymentu miało sprawdzić tezę, według której stosowanie wypierania ropy CO 2 po zawodnieniu daje o wiele gorsze efekty niż zatłaczanie CO 2 bez wcześniejszej iniekcji wody złożowej, a więc bezpośrednio po metodach pierwszych eksploatacji (konsekwentnie jak w badaniu 2). Przebieg procesu wypierania przedstawiono na rysunku 6. Uzyskany współczynnik odropienia cał- kowitego uwzględniający wypieranie solanką, a następnie CO 2 (faza ciekła) wyniósł 98,7%. Badanie nr 4 wypieranie solanką,,5,,5 2, Rys. 6. Przebieg badania wypierania wodą złożową/ solanką (P = 44 bar) oraz CO 2 w fazie ciekłej (P = 44 bar) 8 7 6 5 4 3 2 Wnioski Na rdzeniach wiertniczych piaskowca węglowieckiego przeprowadzone zostały eksperymenty wypierania ropy z użyciem wody złożowej ze złoża Węglówka oraz CO 2 w fazie gazowej i ciekłej. Pierwszy eksperyment miał na celu zobrazowanie różnicy wynikającej z zastosowania ciekłego CO 2. W badaniu wykorzystano wypieranie bez poprzedzającego go zatłaczania wody. Otrzymany współczynnik odropienia całkowitego symulacji, uwzględniający metody pierwsze 38,%, fazę I (wypieranie gazowym CO 2 ) 2,8% oraz fazę II (wypieranie ciekłym CO 2 ) 43,2%, wyniósł 94,%. W eksperymencie 2 zatłaczanie ciekłego CO 2 poprzedzone zostało wypieraniem wodą. Uzyskany współczynnik odropienia całkowitego, obejmujący metody pierwsze 37,7%, fazę I (wypieranie wodą złożową) 2,% oraz fazę II (wypieranie ciekłym CO 2 ) 28,2%, wyniósł 86,9%. Jest to wynik niższy o ok. 7% od uzyskanego w poprzednim badaniu, co pozwala stwierdzić, że piaskowiec węglowiecki posiada zwilżalny charakter matrycy skalnej. Szacowany uzysk dodatkowej ropy, w wyniku nawadniania, w obecnych warunkach złożowych według badań laboratoryjnych to ok. 2%. Na rdzeniach wiertniczych dolomitu głównego przeprowadzone zostały eksperymenty wypierania ropy z użyciem wody złożowej ze złoża BMB oraz CO 2 w fazie ciekłej. Badanie 3 miało na celu określenie, jaką wartość odropienia uzyskamy przy zastosowaniu ciekłego CO 2 bez poprzedzającego wypierania wodą. Współczynnik odropienia całkowitego symulacji wyniósł 93,7%. W eksperymencie 4 zatłaczanie ciekłego CO 2 następowało po etapie wypierania ropy wodą. Uzyskany współczynnik odropienia całkowitego, uwzględniający fazę I (wypieranie wodą złożową) 57,6% oraz fazę II (wypieranie ciekłym CO 2 ) 4,4%, wyniósł 98%. Wynik ten był o 4% wyższy niż w badaniu bez wcześniejszego wypierania wodą. Takie poprowadzenie eksperymentu miało zweryfikować doniesienia literaturowe [], według których w niektórych przypadkach zatłaczanie CO 2 jako metoda trzecia po zabiegu nawadniania jest przedsięwzięciem nieefektywnym. Jak wykazano w badaniu 4, w przypadku skał dolomitu głównego ze złoża BMB o mieszanej zwilżalności (z przewagą ropozwilżalności) proces zatłaczania CO 2 bezpośrednio po nawadnianiu jest w pełni efektywny. Niepewność wyznaczenia współczynnika odropienia w przeprowadzonych badaniach oszacowano na podstawie dokładności pomiaru objętości ropy martwej w cylindrze miarowym otrzymanej po każdym z wykonanych eksperymentów. Oszacowana niepewność nie przekracza 2% dla wszystkich pomiarów. Prosimy cytować jako: Nafta-Gaz 24, nr 8, s. 52 58 Nafta-Gaz, nr 8/24 57

NAFTA-GAZ Artykuł powstał na podstawie pracy statutowej pt. Fizyczne modelowanie procesów wypierania ropy dwutlenkiem węgla jako metody trzeciej po nawadnianiu złoża praca INiG na zlecenie MNiSW; nr zlecenia: 78/KB/3, nr archiwalny: DK-4-78/3. Literatura [] Berenblyum R.: Oбзор опыта закачки CO 2 для повышения нефтеотдачи или захоронения. Лабораторные исследования и моделирование. Materiały konferencyjne, Geopetrol 22. [2] Lubas J., Szott W., Dziadkiewicz M.: Analiza mozliwosci zwiekszenia stopnia sczerpania zasobow zloz ropy naftowej w Polsce. Nafta-Gaz 22, nr 8, s. 48 489. [3] Lubas J., Szott W.: Projects of Enhanced Gas and Oil Recovery Using CO 2 Sequestration Processes in Poland. Nafta-Gaz 22, nr 6, s. 35 358. [4] Rychlicki S., Stopa J.: Kryteria typowania zloz do zastosowania zaawansowanej metody wydobycia ropy naftowej poprzez zatlaczanie CO 2. Gospodarka Surowcami Mineralnymi 2. [5] Stalkup Z.: Miscible Displacement. SPE AIME 984. [6] Szott W. i in.: Program wspomagania wydobycia ropy i gazu z krajowych zloz przy zastosowaniu zatlaczania CO 2. Zadanie..5. Ocena zwiekszenia zasobow wydobywalnych w wyniku zastosowania metod CO 2 -EOR i CO 2 -EGR w krajowych zlozach weglowodorow. INiG, Krosno 22. [7] Wojcicki A., Smakowski T.: Rozpoznanie formacji i struktur do bezpiecznego geologicznego skladowania CO 2 wraz z programem ich monitorowania. Zadanie.2.2. Wykonanie modelu efektywnosci ekonomicznej zastosowania metod CO 2 -EOR i CO 2 -EGR. PIG, Warszawa 22. [8] Zitha P., Felder R., Zornes D., Brown K., Mohanty K.: Increasing Hydrocarbon Recovery Factors. SPE 2. Mgr inż. Sławomir SZUFLITA Asystent w Zakładzie Badania Złóż Ropy i Gazu. Instytut Nafty i Gazu Państwowy Instytut Badawczy ul. Lubicz 25A 3-53 Kraków E-mail: szufl ita@inig.pl 58 Nafta-Gaz, nr 8/24