PETROMAKS2-Stort program petroleum

Krittfelt i Nordsjøen, slik som Ekofisk og Valhall, er noen av de viktigste oljereservene i Norge, og mye av den gjenværende olja kan fortsatt produseres. Produksjonen i slike felt er utfordrende blant annet på grunn av hendelser som kan innebære store mengder kritt som nærmest flyter inn i brønnen. Denne oppførselen, som ligner likvifaksjon, kommer de spesielle egenskapene til krittreservoar. Kritt er dannet av restene av alger kalt Coccolitoforer, og gir en bergarten høy porøsitet (35-50%), lav permeabilitet (1-2 mD) og høy vannfølsomhet; kun en liten vannmetning er nok til å halvere krittets styrke og stivhet. Denne forskninga og utviklinga bedrer lønnsomheten ved å øke produktiviteten og utvinningsgraden, og å senke kapital- og operasjonelle kostnader. Dette skjer gjennom å optimalisere av krittkontrollkompletteringer, løse problemer med brønnkollaps, og minske behovet for infillbrønner i modne reservoarer. Prosjektet søker å øke både grunnleggende forståelse for mekanismene bak krittinnstrømning, og metoder for å forutse og utbedre hendelser. Fysiske eksperimenter vil bli gjennomført for å forstå mekanismene; SINTEF sin True Triaxial Test System er et enestående eksperimentelt oppsett som gjenskaper geometrien, spenningene og strømningsbetingelsene rundt en produserende brønn. Analytisk og numerisk modellering vil bli brukt for å utvikle prediksjonsmetoder. Til sammen vil dette danne grunnlaget for å utvikle programvaren ChalkPredictor, til bruk hos våre industripartnere for å overvåke og kontrollere produksjonsbrønner. Utbedringssystemer vil bli studert slik at vi bedre kan forstå hvordan slike systemer bør bli utforma og hvilke mulige fordeler hvert system har. Prosjektet hadde oppstartsmøte I april 2021. En PhD-student er blitt rekruttert og starter i januar 2022. Eksperimentene som blir kjørt nå er utformet for å reprodusere feltbetingelsene til et reservoar som er blitt depletert og deretter trykksatt igjen for å få trykkstøtte til produksjon. Dette er en realistisk tilstand for krittfelt i Nordsjøen. Depletering kan føre til kollaps i svake krittformasjoner, og den påfølgende trykkøkninga kan føre til at produksjonsprønner blir ustabile. Den pågående studien sammenligner kritisk drawdown for krittproduksjonshendelser i "jomfruelig" kritt og kritt som er blitt depletert og deretter trykksatt igjen.

Chalk fields in the North Sea such as Ekofisk and Valhall are some of the most important oil sources in Norway with much of the reserves yet to be extracted. Hydrocarbon production in these fields is challenging and is associated with massive chalk influx events; this may entail several cubic meters of chalk flowing like toothpaste, filling the tubing and killing well flow. Chalk production has received limited research attention and the mechanisms behind chalk influx fluidization are not yet well understood. Currently, the weak, high porosity parts of the North Sea chalk fields are operated on the limit of their stability and operators are continuously pushing the boundaries to improve the production and recovery rate and reduce the operating costs by increasing the applied drawdown, avoiding or limiting chalk support and applying chalk management to manage chalk influxes and well failures. High depletion and water breakthrough in these mature fields exacerbates the problem. Mitigation of chalk influx is expensive and often results in impaired well productivity or well loss. An understanding of the main driving mechanisms for chalk influx coupled with an optimization of mitigation systems and a user-friendly Chalk Influx Predictor methodology for field operations can lead to considerable commercial benefits from increased productivity and recovery rate and reduced capital costs. The activities are based on an experimental part which tests chalk influx at conditions as close as possible to the field in terms of anisotropic stresses, saturation fluids (including water breakthrough), and reservoir depletion. Upscaling from laboratory to the field is studied. Mitigation systems are tested and optimized including proppants/frac-packs and screens liners. Theoretical and numerical models use the experimental findings to advance the understanding and develop a methodology for chalk influx control and management of the production parameters.