Analysis of use of low quality natural gas to improve oil recovery factor

• Autorzy: Nagy S. , Olajossy A.

Warianty tytułu

PL

Analiza możliwości wykorzystania gazu o niskiej jakości do zwiększenia współczynnika sczerpania złoża ropy naftowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Enhanced oil recovery methods are applied more frequently nowadays, mainly because of economic reasons. The classic water flooding methods that aim to maintain the reservoir pressure are substituted or updated by the Water Alternating Gas (WAG) Technology. It involves alternating injection of water and gas, or simultaneous injection of water into the bottom of reservoir and gas into the cap of it. The application of high-nitrogen content gas, residue gases after methane-nitrogen separation processes, carbon dioxide or solutions containing carbon dioxide and nitrogen are considered in terms of the oil recovery efficiency, defined as obtaining of a maximal depletion during twenty years of exploitation. For the selected small oil reservoir in the Polish Lowland, il was performed model research with usage of a pseudo-compositional simulator. Various aspects of gas injection concerning increasing of the reservoir pressure were analyzed, particularly those involving injection into the cap through two wells as well as through four ones. Performed calculations are presented in this paper. The best results were obtained for the injection of the pure carbon dioxide. Other satisfactory solution involves injection of carbon dioxide through two years, and after that injection of nitrogen or the mixture of carbon dioxide and nitrogen. The presented results are promising and show potential possibilities of rising oil recovery by 50-80% with reference to the case without gas injection.

PL

Metody wtórne w procesach eksploatacji ropy naftowej są stosowane coraz powszechniej w świecie, głównie z przyczyn ekonomicznych. Klasyczne metody nawadniania złoża celem podtrzymania ciśnienia złożowego są zastępowane lub uzupełniane poprzez technologię WAG - naprzemiennego zatłaczania wody i gazu, czy równoczesnego zatłaczania wody do spągu złoża i gazu do czapy. Wykorzystanie gazu ziemnego zaazotowanego, azotu odpadowego po separacji metanu i węglowodorów, dwutlenek węgla lub też roztworów zawierających dwutlenek węgla i azot jest rozważane w aspekcie skuteczności procesu czerpania złoża, zdefiniowanego jako uzyskanie maksymalnego sczerpania przez okres dwudziestu lat eksploatacji. Dla wybranego niewielkiego złoża ropy naftowej Niżu Polskiego wykonano badania modelowe z wykorzystaniem symulatora pseudo-kompozycyjnego. Analizowano różne aspekty zatłaczania gazu w celu podniesienia ciśnienia złożowego - w szczególności zatłaczanie do czapy zarówno poprzez dwa odwierty, a także poprzez cztery odwierty. Wykonane obliczenia zaprezentowano w niniejszej pracy. Najlepsze wyniki uzyskano dla zatłaczania czystego dwutlenku węgla. Innym dobrym rozwiązaniem jest zatłaczanie dwutlenku węgla przez okres dwóch lat a następnie zatłaczanie azotu lub azotu z dwutlenkiem węgla do złoża. Zaprezentowane wyniki są obiecujące i pokazują potencjalne możliwości zwiększenia o 50-80% wydobycia ropy naftowej ze złoża w porównaniu do przypadku eksploatacji pierwotnej złoża.

Słowa kluczowe

EN

enhanced oil recovery; EOR; gas injection; lean gas; nitrogen; carbon dioxide sequestration; modeling

PL

wtórne metody eksploatacji ropy naftowej; EOR; gaz zaazotowany; zatłaczanie gazu; azot; sekwestracja dwutlenku węgla; modelowanie

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 52, no 4
• Strony: 553--571
• Opis fizyczny: Bibliogr. 34 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Nagy S.

autor

Olajossy A.

• AGH University of Science & Technology, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland,

Bibliografia

• Benham A.L., Dowden W.E., Kunzman W.J., 1960. Miscible Fluid Displacement-Prediction of Miscibility. Trans., AIME.
• Boersma D.M., Hagoort J., 1994. Displacement Characteristics of Nitrogen vs. Methane Flooding in Volatile-Oil Reservoirs, SPERE (November 1994) 261.
• Donohoe C.W., Buchanan R.D., 1981. Economic Evaluation of Cycling Gas-Condensate Reservoirs with Nitrogen, JPT (February 1981) 263.
• Eakin B.E., Mitc, F.J., 1988. Measurements and Correlation of Miscibility Pressures of Reservoir Oil SPE Paper No 18065, 63rd Ann.Techn.Conf. and Exhibition of SPE, Huston (Oct.1988).
• Eckles W.W. Jr., Prihoda C., Holden W.W., 1981. Unique Enhanced Oil and Gas Recovery for Very High-Pressure Wilcox Sands Uses Cryogenic Nitrogen and Methane Mixture, JPT (June 1981) 971.
• Emanuel A.S., Behrens R.A., Mc Millen T.J., 1986. A Generalized Method for Predicting Gas\Oil Miscibility, SPERE.
• Evison B., Gilchrist R.E., 1992. New Developments in Nitrogen in the Oil Industry, paper SPE 24313 presented at the 1992 SPE Mid- Continent Gas Symposium, Amarillo, Texas, 13-14 April.
• Firoozabadi A., Aziz K., 1986. Analysis and Correlation of Nitrogen and Lean-Gas Miscibility Pressure, SPERE (Nov. 1986).
• Glaso Ø, 1985. Generalized Minimum Miscibility Pressure Correlation, SPEJ (Dec. 1985).
• Glaso Ø., 1988. Miscible Displacement: Recovery Tests with Nitrogen, SPE Paper No 17378 SPE/DOE Sixth Symposium on EOR of SPE and Department of Energy, Tulsa (April 1988).
• Hagoort J., Brinkhorst J.W., van der Kleyn P.H., 1988. Development of an Offshore Gas Condensate Reservoir by Nitrogen Injection vis- a`-vis Pressure Depletion, JPT (April 1988) 463.
• Hanssen J.E., 1988. Nitrogen as a Low - Cost Replacement for Natural Gas Reinjection Offshore, SPE Paper No 17709, Gas Technology Symposium, Dallas (June, 1988).
• Hoier L., Whitson C.H., 2001. Miscibility Variation in Compositional Grading Reservoirs, SPE Reservoir Evaluation & Engineering, Feb. 2001, p. 36-43.
• Huang W.W., Bellamy R.B., Ohnimus S.W., 1986. A Study of Nitrogen Injection for Increased Recovery From a Rich Retrograde Gas/ Volatile Oil Reservoir, paper SPE 14059 presented at the 1986 SPE International Meeting on Petroleum Engineering, Beijing, 17-20 March.
• Hudgins D.A., Leave F.M., Chung F.T.H., 1988. Nitrogen Miscible Displacement of Light Crude Oil: a Laboratory Study. SPE Paper No 17372 SPE/DOE Sixth Symposium on EOR of SPE and Department of Energy, Tulsa (April 1988).
• Johns R.T., 1992. Analytical Theory of Multicomponent Gas Drives with Two-Phase Mass Transfer, PhD thesis, Stanford U., Stanford, California, (May 1992).
• Krzystolik P., Nagy S., Siemek J., Jura B., 2007. State of art of carbon dioxide sequestration processes in Poland, Al-Azhar Engineering: ninth International Conference: April 12-14, 2007, Cairo, Egypt.
• Laciak M., Nagy S., 1995. Prediction of the Minimum Miscibility Pressure pf Nitrogen/Oil and Lean Gas/Oil Miscibility, Archives of Mining Sciences, 1995, Vol. 40, Iss. 4, p. 503-515.
• Merlin PC, user guide for black-oil reservoir simulator system with pseudo-compositional components, Gemini S.I., 2006.
• Metcalfe R.S. et al., 1987. Displacement of a Rich Gas Condensate by Nitrogen, SPE Paper No 16714, 62nd Ann. Techn. Conf., Dallas.
• Metcalfe R.S., Vogel J.L., Morris R.W., 1988. Compositional Gradients in the Anschutz Range East Field, SPERE (August 1988) 1025; Trans., AIME, 285.
• Nagy S., 2002. Capillary adsorption effects in gas condensate systems in tight rocks, Archives of Mining Sciences, vol. 47, iss. 2, s. 205-253.
• Nagy S., 2006. Use of carbon dioxide in underground natural gas storage processes, Acta Montanistica Slovaca..
• Nagy S., Olajossy A., Siemek J., 2006. Use of nitrogen and carbon dioxide injection in exploitation of light oil reservoirs, Acta Montanistica Slovaca, R. 11, 1 s. 120-124.
• Nouar A., Flock D.L., 1988. Prediction of the Minimum Miscibility Pressure of a Vaporizing Gas Drive, SPERE (Feb.1988).
• Peng D.Y., Robinson D.B., 1976. A New Two-Constant Equation of State, Ind. Eng. Chem. Fund., 15, No. 1, 59.
• Peterson A.V., 1978. Optimal Recovery Experiments With N2 and CO2, Pet.Eng.Intl. (Nov. 1978).
• Sanger P., Hagoort J., 1998. Recovery of Gas Condensate by Nitrogen Injection Compared With Methane Injection, SPE Journal, March 1998, p. 26.
• Sanger P.J., Bjørnstad H.K., Hagoort J., 1994. Nitrogen Injection Into Stratified Gas-Condensate Reservoirs, paper SPE 28941 presented at the 1994 SPE Annual Technical Conference and Exhibition, New Orleans, 25-28 September.
• Siemek J., Nagy S., Zawisza L., 2006. Carbon dioxide sequestration by injection to various geological reservoirs, Acta Montanistica Slovaca, R. 11, s. 172-177.
• Siregar S., Hagoort J., Ronde H., 1992. Nitrogen Injection vs. Gas Cycling in Rich Retrograde Condensate-Gas Reservoirs, paper SPE 22360 presented at the 1992 SPE International Meeting on Petroleum Engineering, Beijing, 24-27 March.
• Stalkup E.I.Jr., 1983. Miscible Displacement, Monograph volume 8, L. Henry, Doherty Memorial Fund of AIME, SPE (1983).
• Yelling W.F., Metcalfe R.S., 1980. Determination and Prediction of CO2 Minimum Miscibility Pressures, JPT.
• Zick A.A., 1986. A Combined Condensing/Vaporizing Mechanism In The Displacement Of Oil By Enriched Gases, paper SPE 15493.