Potential oil recovery derived from exploration wells

Dette prosjektet hadde som mål å utvikle en metode for raskt og tilnærmet kontinuerlig bestemme den mest effektive utvinningsstrategien for et gitt oljefelt allerede i fra starten med borings- og komplementeringsfasen, og gjennom feltets levetid. En slik metode vil drastisk kunne redusere feltinfrastrukturkostnader, minske mengden kjemikalier brukt i felt og gi mer effektiv drift av oljefeltet. Dette vil redusere miljøkonsekvensene og gi betydelige kostnadsreduksjoner. Tidlig måling av effekten av ulike metoder for økt oljeutvinning (IOR) (f.eks. polymer, surfaktant, LowSal) er essensielt for planlegging av optimal produksjonsstrategi. I dag bestemmes oljemetning og effekten av ulike IOR-metoder ved loggingsverktøy og/eller fra kjerneprøver analysert i laboratoriet. På grunn av trykkavlastning kan en kjerneprøve av reservoarstein få endrede egenskaper når den tas opp fra reservoaret. Dermed blir det stor usikkerhet i laboratoriemålinger utført på slik kjerner. I POREX utvikler vi en metode der spesialdesignede sporingsstoffer (tracere) benyttes for bestemmelse av oljemetning direkte i feltet (in-situ), allerede under boring og komplementering. En rekke kandidater til slike sporingsstoffer er funnet, og deteksjonskonseptet er valgt. Et 2-dimensjonalt eksperimentelt oppsett med transparente sider ble utviklet for å kunne studere oppførselen av sporingsstoffene i en reservoar modell. Parallelt ble det arbeidet med simuleringsmodeller for å beregne effektene av reservoarflømming med vann og IOR-kjemikalier, og tolkning av sporingsstoff-signalene. Dataene fra eksperimentaloppsettet ble sammenholdt med simuleringsmodellene. Det ble utført mange flømningseksperimenter i 2D-oppsettet. 2D-oppsettet er en ramme på 27x27x1.5 cm3 fyllt med glasskuler som delvis er overflatebehandlet til å være hydrofobe. Det er totalt 10 inn/ut-porter som gjør at en kan flømme væske fra alle retninger, og ha forsjkellige inn/ut-porter for tracer. Det ble utført eksperimenter med vann og vanntacere, og 2-D oppsettet ble flømmet med en enkel transparent olje og vanntracere og partisjonerende tracere ble undersøkt. Det ble bentyttet både fargede tracer hvor flømningsmønsteret ble studert visuelt og det ble gjort videoopptak. 1-dimensjonale produksjonskurver fra utgangen ble også målt for å relatere 2-D mønstrene til 1-dimensjonale produksjonskurver. De observerte 2-dimensjonale strømningsmønstrene er krevende å tolke og modellere, og de gir interessante komplekse 1D-signaler på utgangsporten. 2D eksperimentene viste at POREX prinsippet kan fungere i praksis. Til slutt ble prinsippet testet videre ved å lage et 2-dimensjonal oppsett for tracer-flømning i en blokk av sandstein. For å få en best mulig forståelse av strømnings-dynamikken i cellen, har vi utført en-fase simuleringer med både strømlinje-modeller og regulære grid modeller. Strømlinje-modeller er godt egnet når vi har laminær strømning, slik som her, og når en ønsker å ha lav numerisk dispersjon. Simuleringene (begge type modeller) reproduserer eksperimentell arealmessig distribusjon av tracer, men er ikke i stand til å reprodusere de oberverte komplekse 1D-tracersignalene. Simuleringene antyder en rateavhengig kompleks traceropptreden dersom det er inhomogeniteter i tykkelses-dimensjonen. Det kan også være at permeabiliteten til systemet forandrer seg når trykket øker. Prosjektet har vist at POREX-prinsippet kan fungere men vil kreve videre eksperimentelle studier og utvikling av modelleringsverktøy før en protyp kan lages og testes i en brønn i et oljereservoar. Dette verktøyet vil gjøre det mulig å utføre eksperimenter i felt der effekten av ulike IOR-metoder bestemmes i et flømmet volum nær det borede brønnhullet. Data fra testen prosesseres deretter ved simulering og implementeres i den videre feltutviklingen. Det vil kunne bidra til at den mest effektive utvinningsstrategien settes i gang fra første dag med produksjon.

Dette prosjektet hadde som mål å utvikle en metode for raskt og tilnærmet kontinuerlig bestemme den mest effektive utvinningsstrategien for et gitt oljefelt fra starten, med borings- og komplementeringsfasen, og gjennom feltets levetid. En slik metode vil drastisk kunne redusere feltinfrastrukturkostnader, minske mengden kjemikalier brukt i felt og gi mer effektiv drift av oljefeltet. Dette vil redusere miljøkonsekvensene og gi betydelige kostnadsreduksjoner. Tidlig måling av effekten av ulike metoder for økt oljeutvinning (IOR) (f.eks. polymer, surfaktant, LowSal) er essensielt for planlegging av optimal produksjonsstrategi. Grunnet stor kompleksitet i strømningsmønstre ble det i prosjektets startfase laget et forenklet mini-reservoar i form av et 2-dimensjonalt transparent oppsett for å kunne studere tracer-mønstrene og sammenholde disse med den 1-dimensjonale tracer-profilen fra utgangsporten. Dette oppsettet har vist seg meget verdifullt for å studere 2-fase flømming og tolkning av tracer-signalene. Oppsettet kan brukes videre i nye prosjekter for å forbedre og videreutvikle simuleringsmodeller som skal beregne effektene av reservoarflømming med vann og IOR-kjemikalier. Resultatene fra prosjektet indikerer klart at POREX-konseptet er mulig å benytte i et skreddersydd DORA-redskap (Downhole Oil Recovery Analyser). Tracere kan dermed bli brukt i testbrønner ved utvikling av løsninger for EOR flømming av reservoaret. Videre utvikling av in-situ automatisk tracer deteksjon og analyse er nødvendig før en felt-test. I tillegg er det nødvendig med utvikling av teknologiske løsninger for å lokalt kunne injisere vann i nærbrønnsområdet ved DORA-installasjonen. Videreutvikling av 2D-oppsettet og de numeriske metodene vil også kunne benyttes av andre fagfelt som studerer 2-fase og komplekse 2-dimensjonale strømningsmønstre.

This project addresses a fundamental challenge in today's petroleum industry: the estimation of recoverable oil. During development of new fields, there is a substantial uncertainty in the amount of recoverable oil. It takes significant resources to determine the initial oil saturation, oil in place and remaining oil saturation after secondary drainage methods. This is typically done by logging tools and/or by extracting core samples from the reservoir for analysis in a laboratory. A core that is removed from the reservoir tends to change nature and properties when depressurized. Core cracking during depressurization may change the core properties and saturation distributions. Consequently, the remaining oil saturation cannot be determined in the laboratory with sufficient accuracy by conventional core analyses due to the inherent uncertainties in the method. In POREX we will develop a new tracer-based methodology enabling in-situ measurement of remaining oil saturation during the drilling and well completion processes, a technology that is currently not available. A tailormade tool (Downhole Oil Recovery Analyser, DORA) will be equipped with new project developed tracers, tracer detection equipment and selected IOR chemicals and deployed downhole via a wireline tool for provision of in-situ data that are further processed with IORSim. DORA will be a modified wireline tool provided and operated by a major service company. The proposed methodology provides early remaining oil saturation field data and allows for new possibilities in production planning involving future IOR strategies. The early measurement of the efficiency of IOR methods, such as LowSal, polymer, surfactant or alkaline flooding, is essential in designing and planning optimal production strategies. The new methodology will be an important planning tool which provides more reliable field data in a relatively short amount of time and at considerably lower cost compared to the extraction of cores.