Improved recovery of heavy oil with bottom water using downhole water sink (DWS) technology

• Autorzy: Wojtanowicz A. K. , Qin W.

Warianty tytułu

PL

Eksploatacja ciężkiej ropy z wodą pościelającą przy użyciu otworów z wgłębnym upustem wody

• Konferencja: Polski Kongres Górniczy : górnictwo otworowe : XXI międzynarodowa konferencja naukowo-techniczna Oil-Gas AGH 2010 : Zakopane, 27-29 maja 2010
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a worldwide survey of heavy oil reservoirs and their production methods. The survey shows that one of the most important problems in heavy oil recovery is the presence of bottom water. Since the mobility of water drastically exceeds that of heavy oil, water breakthrough to oil wells occur very early causing dramatic loss of the wells' productivity due to rapid increase of the water cut. The study captures some the difference between heavy and light oil production in terms of mobility ratio effect, recovery dynamics prior to and after water breakthrough, and water cut control with production rate. The results also show that the controlling water breakthrough to wells in heavy oil is several-fold more important (in terms of well productivity and recovery rate) than that for conventional oil wells. Most of heavy oils with bottom water cannot be economically recovered using "cold" (non-thermal) method and conventional (single completed) wells. In these wells, operational range of production rates with variable water cut is very small comparing to light oils. Thus, heavy-oil wells would promptly (within days) switch from water free production to "all water" production. The paper also summarizes a feasibility study into potential application of downhole water sink (DWS) technology in shallow sand containing very significant deposit of heavy oil. Downhole water sink is a new technique for minimizing water cut in wells producing hydrocarbons from reservoirs with bottom water and strong tendencies to water coning. DWS technology controls water coning by employing a hydrodynamic mechanism of water drainage in-situ below the well's completion. This localized drainage is generated by a second completion - downhole water sink - installed at, above, or beneath the oil or gas-water contact. For the purpose of this study a DWS well has been modeled and compared with a conventional well using a commercial reservoir simulator. Results show that DWS technology has great potential to improve recovery in the oil sand with bottom water. All simulated predictions of DWS performance indicate a significant improvement of oil production rates and a several-fold increase of recovery factor. Also explained is the physical mechanism of the improvement that is not specific to the reservoir studied but applies to all heavy oil deposits with bottom water problem.

PL

W artykule omówiono rozmieszczenie i wielkość zasobów ciężkiej ropy naftowej na świecie, oraz typowe metody jej eksploatacji, która jest szczególnie trudna przy występowaniu wód podścielających. Trudność spowodowana jest dużą różnicą mobilności wody i ciężkiej ropy, co prowadzi do wczesnego przebicia się wody do otworów i gwałtowny spadek ich produkywności. Prezentowane badania symulacyjne pokazują różnice mechanizmów otworowej produkcji ropy ciężkiej i wyjaśniają dlaczego metody termiczne wydają się jedynym sposobem produkcji i dlaczego te metody także zawodzą w obecności wód podścielających. Omówiono także wyniki badań symulacyjnych użycia technologii otworów z wgłębnym upustem wody do nietermicznej eksploatacji ciężkiej ropy z wodą podścielającą na konkretnym polu naftowym. Wyniki pokazują wielokrotne zwiększenie stopnia sczerpania złoża w okresie 17 lat oraz znaczny wzrost dziennej wydajności otworu. Zidentyfikowano także mechanizm hydrauliczny, który daje otworom z dolnym upustem wody zdecydowaną wyższość nad konwencjonalną technologią w zastosowaniu do ciężkiej ropy z wodą podścielającą.

Słowa kluczowe

EN

heavy oil; cold production; water coning; downhole water sink

PL

eksploatacja ciężkiej ropy naftowej; stożki wodne; otwory z wgłębnym upustem wody

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Wiertnictwo, Nafta, Gaz
• Rocznik: 2010
• Tom: T. 27, z. 1--2
• Strony: 467--484
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wojtanowicz A. K.

• Louisiana State University, USA

autor

Qin W.

• Louisiana State University, USA

Bibliografia

• [1] Hu Jiangyi, Niu Jiayu et al.: Heavy Oil and Tar Sands Reservoirs in China. 7 th UNITAR International Conference on Heavy Crude and Tar Sands, October 27-30, 1998
• [2] Albooudwarej H., J. Felix, S. Taylor et al.: Highlighting Heavy Oil. Oilfield review, summer 2006, 34-53
• [3] Dusseault, M.B.: The future of Oil: Canadian Viscous Oil Resources and New Production Technologies. University of Waterloo, Waterloo, Ontario, Canada, 2006, 10-16
• [4] Farouq Ali, S.M.: Heavy Oil Recovery-Principles, Practicality, Potential, and Problems. SPE paper 4935, the Rocky Mountain Regional Meeting of the Society of Petroleum Engineers of AIME, held in Billings, Mont., May 15-16, 1974
• [5] Carl Curtis, Robert Kopper, and Eric Decoster: Heavy Oil Reservoirs. Oilfield Review, autumn 2002
• [6] Farouq Ali, S.M.: Practical Heavy Oil Recovery. University of Alberta, Alberta, Canada, 2003
• [7] Curtis C., Kopper R., Decoster E.: Heavy Oil Reservoirs. Oilfield Review, autumn 2002
• [8] Eteba S.: Captain Innovative Development Approach. Paper SPE 30369, SPE Offshore Europe Conference, Aberdeen, September 5-8, 1995
• [9] Rae G., Hampson J., Hiscox I., Rennie M., Morrison A., Ramsay D.: A case Study in the Design and Execution of Subsea production Development Wells in the Captain Field. Paper SPE 88837, SPE Drilling& Completion 19 no. 2 (June 2004):82-
• [10] Kulada Karmaker, Maini, B.B.: Applicability of Vapor Extraction Process to Problematic Viscous Oil Reservoirs. SPE Annual Technical Conference, Denver, Colorado, USA, October 2003
• [11] B. Ju. et al.: An Effective Method To Improve Recovery of Heavy Oil Reservoir With Bottomwater Drive. IPTC 10521, 2006
• [12] Qin W., Wojtanowicz A.K.: Well Performance Analysis for Heavy Oil with Water Coning. CIPC 2007-162, Petroleum Society's 8-th Canadian International Petroleum Conference 2007, Calgary, Alberta, Canada, June 12-14, 2007, 12
• [13] Dietrich J.K.: Steamflooding in a Water Drive Reservoir: Upper Tulare Sands, South Belridge Field. SPE California Regional Meeting, Long Beach, California, March 23-25, 1988
• [14] Stokes D.D. et al.: Steam Drive as a Supplemental Recovery Process in an Intermediate Viscosity Reservoir, Mount Poso Field, California. SPE 6522 presented at the 1977 SPE California Regional Meeting, Bakersfield, April 13-15, 1977
• [15] Proyer G. et al.: Results of a Steamdrive Pilot Project in the Ruehlertwist Field. Federal Republic of Germany, J. Petroleum Technology, Feb. 1985, 284-294
• [16] Bowlin K.R. et al.: Field Application of In-Situ Gravity Segregation to Remediate Prior Water Coning. SPE 38296, Proc. 1997 SPE Western Regional Meeting, Long Beach, CA June 25-27, 1997, also, Journal of Petroleum Technology, October 1997, 1117-1120
• [17] Blake Sherman, CTL Chevron Network Posting, 2007