Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Naprzemienne zatłaczanie wody i gazu (WAG) wspomagane pianą (FAWAG) jako efektywna metoda EOR w złożach szczelinowatych i heterogenicznych

Wojnicki Mirosław

Nafta-Gaz

|

2020

|

R. 76, nr 5

311--321

PL

Zatłaczanie gazu w procesach wspomagania wydobycia ropy (z ang. enhanced oil recovery – EOR) wiąże się z wystąpieniem niekorzystnego współczynnika mobilności, co często prowadzi do destabilizacji frontu wypierania, tworzenia się języków gazowych i przedwczesnego przebicia zatłaczanego płynu do odwiertów wydobywczych. Jedną z ciekawszych metod, która pozwala na skuteczną kontrolę mobilności gazu, jest naprzemienne zatłaczanie wody i gazu (z ang. water alternating gas – WAG). Łączy ona zalety większej skuteczności wolumetrycznego wypierania ropy (w skali makro) przy zatłaczaniu wody oraz lepszej efektywności wypierania ropy gazem w skali porowej. Największe krajowe nagromadzenia ropy naftowej zlokalizowane są w formacjach węglanowych, które posiadają cechy problematyczne dla procesów EOR, tj. silną heterogeniczność oraz szczelinowatość. Doświadczenia złożowe wskazują, że w takich przypadkach konwencjonalny proces WAG może nie być wystarczający, aby przeciwdziałać niekorzystnym, z punktu widzenia efektywności wypierania ropy, zjawiskom zachodzącym podczas przepływu zatłaczanych płynów. W celu wzmocnienia efektywności procesu WAG stosowane są odpowiednie środki chemiczne, pozwalające na wytworzenie piany, która znacząco ogranicza mobilność gazu i wyrównuje prędkość przepływu między matrycą skalną i systemem szczelin. System pianowy pozwala skierować przepływ zatłaczanych płynów poza strefy o zwiększonej przepuszczalności, zwiększając tym samym skuteczność wypierania ropy w matrycy skalnej. W artykule, który ma charakter przeglądowy, wyczerpująco przedstawiono założenia teoretyczne procesu naprzemiennego zatłaczania wody i gazu wspomaganego pianą (z ang. foam-assisted WAG – FAWAG) oraz jego pozycję na tle pozostałych wariantów metody WAG. Omówiono zastosowanie piany w EOR, scharakteryzowano szczegółowo właściwości piany oraz przedstawiono zagadnienia jej stabilności w ośrodku porowatym. Przybliżono również kwestie mechanizmów odpowiedzialnych za generację piany w ośrodku porowatym. Na koniec krótko scharakteryzowano środki chemiczne stosowane w procesach EOR oraz podano przykłady zastosowań metody FAWAG w skali złożowej.

EN

Gas injection in enhanced oil recovery (EOR) processes is associated with the occurrence of an unfavourable mobility factor. It often leads to the destabilisation of displacement front, viscous fingering and the early breakthrough of the injected fluids into extraction wells. One of the most interesting methods for effective controlling of gas mobility is water alternating gas injection (WAG). It combines the advantages of increased volumetric sweep efficiency (macro-scale) by water injection and improved efficiency of pore-scale oil displacement by gas injection. The largest domestic crude oil accumulations are located in carbonate formations which represent problematic features for EOR processes such as strong heterogeneity and fracturing. Field experience shows that in such cases a conventional WAG process may not be capable to counteract unfavourable (for displacement efficiency) phenomena occurring during the flow of injected fluids. Therefore, suitable chemicals are used to produce foam to enhance the WAG process efficiency. It significantly reduces the mobility of gas and equalises the flow velocity between the rock matrix and fractures. The foam system allows the flow of injected fluids to be directed out of the permeable zones, thus increasing the effectiveness of oil displacement in the rock matrix. In this review paper, detailed principles of the Foam Assisted WAG (FAWAG) process as well as its position among other WAG variants are presented. The application of foam is discussed. The properties of the foam are characterised in detail, and the issues of its stability in the porous medium are presented. The mechanisms responsible for the foam formation in a porous medium are also discussed. Finally, the chemical agents used in EOR processes are briefly characterised, and the examples of FAWAG reservoir scale implementation are presented.

2

Granica laminarnego przepływu wody w obsypce żwirowej studni eksploatacyjnej

Matyka M., Mądrala M.

Przegląd Geologiczny

|

2017

|

Vol. 65, nr 11/2

1334--1338

EN

Structural changes of aquifers, resulting from a higher velocity of water entering a screen, may occur in the zone around wells ’ screen. Well discharge rate equations assume a laminar flow and agreement with the Darcy s law. Thus, the admissible velocity of water entering the screen should not exceed a certain limit. In this research, the microstructure of water flow velocity in the well s filter pack was studied. We took a picture of the internal structure of the aquifer s pore media in an in situ undisturbed soil sample. Because of the lack of a clear definition of the characteristic length scale in the Reynolds number, we propose to use additionally n - a dimensionless value describing the distribution of kinetic energy in the system - as a criterion for changing the flow nature. We based the study on numerical simulations offluid flow in pore space. We used the Lattice-Boltzmann Method (LBM) to simulate water flow in the filtered zone. We find that in a real porous system of the filter pack with a porosity of n = 0.49, as opposed to highly porous material at n = 0.9, the values of n increase with the decreasing and increasing Reynolds number. The distribution of the velocity field in the analyzed sections also shows the formation ofprivileged waterflow paths and the formation ofvortex structures for high flow velocities.

3

Model hybrydowy złoża porowatego

Skotniczy P., Sławomirski M. R.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2013

|

Vol. 15, no. 3-4

27--52

PL

Ruch płynu (cieczy lub gazu) w swobodnej strudze gazu płynącej ponad przepuszczalnym złożem porowatym posiada skomplikowany charakter ze względu na istnienie strefy przejściowej miedzy obydwoma wspomnianymi tu podobszarami. W każdym z nich ruch płynu posiada odmienny charakter (przepływ turbulentny w strudze swobodnej vs. przepływ pełzający w przestrzeni porowej). Tym samym efekt występowania niezerowej prędkości na granicy ośrodków, zwanej prędkością poślizgu jest trudny do precyzyjnego opisania z powodu istotnych różnic w równaniach ruchu opisujących przepływ płynu w strudze swobodnej i w złożu porowatym. Z drugiej jednak strony własności przepływu w jednej ze stref wpływają w sposób istotny na strefę drugą i vice versa, a ich wzajemny wpływ nie może być pominięty. Klasyczne ujęcie polegające na modelowaniu ruchu płynu z wyraźnym podziałem na przepływ w obszarze zewnętrznym (struga swobodna) i wewnętrznym (przepływ filtracyjny) z uwagi na niedoskonałość dostępnych modeli prowadzi do wyników niezgodnych z danymi doświadczalnymi. Dlatego też w przedstawionym artykule autorzy koncentrują się na koncepcji numerycznego modelu hybrydowego złoża porowatego, zbudowanego z kulek jednakowej średnicy, dla którego łatwo można określić wartości przepuszczalności i porowatości. Idea modelu opiera się na wprowadzeniu dodatkowej strefy łączącej geometrycznie przepływ zewnętrzny z przepływem wewnętrznym i odnoszącej się do pojedynczego rzędu równomiernie rozmieszonych wzdłuż złoża kulek o znanej średnicy, dla której ruch opisywany jest równaniami Naviera-Stokesa, a w przypadku przepływu turbulentnego równaniem Reynoldsa. Z kolei strefa wewnętrzna modelowana jest jako klasyczny obszar przepływu filtracyjnego. Rząd równomiernie rozłożonych, nie stykających się ze sobą kulek spełnia rolę turbulizatora przepływu wprowadzając tym samym brakujące wartości produkcji oraz dyssypacji energii kinetycznej turbulencji w pobliżu tak stworzonej półprzepuszczalnej płaszczyzny wirtualnego rozdziału. W wyniku takiego zabiegu wielkościami brzegowymi dla właściwego w obrębie złoża porowatego opisu równaniem Forchheimera są wartości prędkości oraz rozkładu ciśnień uzyskane z rozwiązania równania Naviera-Stokesa lub równania Reynoldsa. Przeprowadzone pomiary doświadczalne wykazały zgodność z obliczeniami numerycznymi przeprowadzonymi przez autorów według modelu scale adaptative simulation (SAS).

EN

Unlike the flow near the impermeable walls, the tangent flows of a real fluid over a porous medium displaying the permeability and porosity features will reveal the non- zero flow velocity on the free stream- porous medium boundary. This process determines the actual shape of velocity profiles near the separation place and the actual form of mass exchange between the porous medium and the stream of fluid flowing over it. An accurate description of the non-zero velocity effect at the phase boundary, also referred to as the slippage velocity, is still lacking because of major differences in equations of motion governing the fluid flow in the free stream and in a porous medium. Over the years numerous theories have appeared and attempts have been made to introduce a combined function so that the equations of motion should be solved simultaneously both in the outer region (the free stream) and in the inner one (porous medium). In each case the form of the combined function proved unsatisfactory or limited to a narrow category of fl ows. Development of numerical methods to be used in solving of complex flow problems makes the solution of the described problem possible. In the classical approach whereby the flow model involved strictly separated flow regions: the outer region (free stream) and the inner region (seepage flow), the turbulent flow parameters for flows near the semipermeable phase boundary were determined incorrectly as a consequence of a certain inadequacy of available models. In this study the Authors put forward a concept of a numerical hybrid model of a porous medium composed of balls of identical diameter, whose permeability and porosity can be easily determined. The model is complete with an additional layer providing a geometrical connection between the outer and inner flow regions and surrounded by a single row of uniformly distributed balls of a specified diameter. Accordingly, the motion there will be governed by the Navier-Stokes equations ( and for turbulent flows -by the Reynolds equation). The inner zone is modelled as the conventional filtration flow region. The row of uniformly distributed balls, having no contact with one another, acts as a turbulence –maker, thus introducing the parameters that were lacking: kinetic energy production and dissipation in the vicinity of thus created semipermeable boundary plane. Accordingly, the boundary parameters for the porous medium governed by the Forchheimer equations are velocities and pressure distributions obtained by solving the Navier-Stokes equations.