Eksperimentell Studie av Økt Utvinningsgrad med Lav Salinitetsvæsker i Karbonat
Abstract
Økt oljeutvinning ved lav-salinitets vanninjeksjon kan være en god metode for fukt- endring av karbonatreservoarer. Ved bruk av Amott-celler som tåler høy temperatur er effekten på spontan imbibering ved bruk av fem ulike vannkomposisjoner i 96◦C testet eksperimentelt. Tre ulike saliniteter er undersøkt; syntetisk formasjonsvann (SFW), syntetisk sjøvann (SSW) og 10 ganger fortynnet syntetisk sjøvann (10xDS- SW). For å teste effekten av ionekomposisjon ble mengden sulfat i SSW økt 2 ganger (SSW2S+) og 4 ganger (SSW4S+).
Den resulterende utvinningsgraden (RF) fra SFW var 35.34 % for kjerneplugg B-2 og 26.36 % for B-3. RF for SSW eksperimentet ble 21.43 % for A-1, 36.76 % for B-1 og 35.82 % for B-8. 10xDSSW på A-2 resulterte i en utvinningsgrad på 28.30 %. Det ble også forsøkt å øke utvinningsgraden videre ved å bytte injeksjonsvann etter platåproduksjon er nådd. Å endre fra SFW til SSW hadde en stor effekt på utvinningen, da det ble oppnådd RF på 36.36 % for B-2 og 52.59 % for B-3. Ett tredje vannbytte fra SSw til 10xDSSW hadde ingen utvinningseffekt. For B-1 og B-8, økte utvinningen i B-1 til 39.71 % i B-8 til 37.31 % SSW ble byttet med SSW2S+. Et tredje vannbytte fra SSW2S+ til SSW4S+ for B-8 ble utført og førte til en svak økning i RF til 38.81 %. Resultatene, sammen med data om IFT, ζ-potensial og mineralogi, indikerer at økt utvinningmekanismen i disse forsøkene i hovedsak var gjennom redusjon i IFT.
Det eksperimentelle oppsettet brukt til forsøkene har gjennomgått mange forbed- ringer i løpet av prosjektet. Noen av disse forbedringene involverte å gjøre systemet vanntett, få god og stabil plassering av kjernepluggene i cellene, automatisere utbytte av vann i cellene og opppnå ett stabilt system ved 1 bar of 96 ◦C. Problemer med luft eller gass under nedkjøling av cellene til romtemperatur førte til en nødvendig endring av oppsettet, der produsert olje ble continuerlig samlet på utsiden av ovnen og målt ved romtemperatur, mens cellene fortsatt var under høy temperatur. Det gjenstående problemet med oppsettet som er oppdaget er luftbobbler som pumpes inn i cellene. Dette problemet kan potensielt forbedres dersom cellene holdes ved høyere trykk. Enhanced oil recovery (EOR) by low-salinity water injection shows promise as a method of wettability alteration for carbonate reservoirs. Using high temperature Amott-cells, the spontaneous imbibition (SI) effect of five different water qualities on carbonate cores at 96 ◦C is investigated experimentally. Three brines with different salinities are tested; synthetic formation water (SFW), synthetic seawater (SSW) and ten times diluted seawater (10xDSSW). For testing the effect of ionic compo- sition, SSW with two times the amount of Na2SO4 (SSW2S+) and four times the amount of Na2SO4 (SSW4S+) is investigated.
The resulting recovery factor (RF) from the SFW show 35.34 % for core B-2 and 26.36 % for B-3. RF for SSW experiment is 21.43 % for A-1, and 36.76 % for B-1 and 35.82 % for B-8. 10xDSSW on A-2 resulted in a recovery of 28.30 %. It was also attempted to further enhance RF by changing the brines after reaching plateau. Changing from SFW to SSW had a large impact on recovery, reaching RF of 36.36 % for B-2 and 52.59 % for B-3. A third water change from SSW to 10xDSSW did not improve RF further. For B-1 and B-8, changing from SSW to SSW2S+ improved RF in B-1 to 39.71 %, and to 37.31 % for B-8. A third water change was performed on B-8 from SSW2S+ to SSW4S+, resulting in additional increase in RF to 38.81 %. These results, combined with the measured IFT, ζ-potential and rock mineralogy, indicate the main enhanced recovery mechanism in these experiments were by IFT-reduction.
The experimental set-up has undergone many improvements over the course of the project work. The work involved getting the system water tight, proper placement of the cores in the cells, and designing a stable system at 1 bar and 96 ◦C. Issues with formation of air or gas when cooling the cells to ambient temperature made it necessary to re-design the set-up to collect oil production outside the oven contin- uously, while keeping the cells at high temperature. The remaining problem with the set-up is air-bubbles pumped into the cells. This problem could be improved by adding pressure-support to the system.