Investigation of Fluid Flow in Hydrocarbon Reservoirs during Supercritical CO2-Injection

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Abstract

CO2 miscible displacement-Prozesse haben sich als sehr erfolgreiche Methoden zur verbessereten Ölgewinnung in vielen Kohlenwasserstoff-Lagerstätten erwiesen. Das Durchführen von Gasinjektionsprozessen bei optimalen Betriebszuständen und die genaue Implementierung des Designs sind Schlüsselfaktoren für eine erfolgreiche Enhanced Oil Recovery. CO2 wird in vielen sekundären und tertiären Verdrängungsprozessen im superkritischen Zustand injiziert. Aufbauend auf der Definition des superkritischen Zustandes, auf dem Weg zwischen Injektor und Produktionssonde, wird sich das CO2 entweder im Dampf oder im flüssigen Aggregatszustand befinden. Es ist allgemein bekannt, dass das CO2 nicht beim ersten Kontakt mit dem Erdöl mischbar ist, und Mischbarkeit entsteht nach einigen Kontakten als ein Vaporizing miscibility-Prozess; das bedeutet, dass sogar bei hohen Drücken das CO2 das Erdöl für einige Distanz unmischbar verdrängen wird bevor Mischbarkeit erreicht werden kann; das verdrängte Erdöl vor der Verdrängungsfront wird Ölbank genannt und hat die originale Erdölzusammensetzung. Hinter der Front ist eine Zweiphasenströmung dominant. Nachdem Mischbarkeit entsteht, wird die Erdölzusammensetzung verändert und Eigenschaften werden grundlegend verändert; vor allem nimmt die Viskosität ab, und der Sättigungsdruck nimmt zu basierend auf den Sättigungsdruck-Kurven eines Pressure-Composition (P-X)-Plots eines Swelling-Tests. Daraus resultiert ein sich verändernder Sättigungsdruck-Zustand. Im Gegensatz zur Ölbank wird das neue Erdöl im untersättigten Zustand bis zu einer Entfernung verbleiben, bis der Sättigungsdruck größer wird als der durchschnittliche Lagerstättendruck. In diesem Fall wird Gas freigesetzt und es entsteht eine Zweiphasenströmung, Öl und Gas; dieser Strömungszustand kann stattfinden bevor die mischbare Bank die Produktionssonde erreicht, wo der Druckabfall sehr hoch ist und die Wahrscheinlichkeit der Unterschreitung des Sättigungsdruckes sehr hoch ist. Die Ziele dieser Forschungsarbeit sind folgende: (1) ein gutes Verständnis von solchen CO2 miscible-Prozessen sowohl auf der Mikroskala als auch auf der Makroskala zu bekommen, (2) den Effekt der Betriebszustände vor allem des Druckes auf die Flüssigkeitsströmung (Öl, Gas CO2, kohlenwasserstoffreiches CO2, flüssigkeitsähnliches CO2) in der Lagerstätte während CO2- Injektionsprozessen zu untersuchen, weil die Durchführung des Prozesses im superkritischen Zustand das injizierte CO2 in eine flüssige Phase verwandeln kann und deswegen eine vierte Phase (flüssigkeitsähnliches CO2) vorhanden

Details

Titel in ÜbersetzungUntersuchung der Strömungsvorgänge in Kohlenwasserstoff-Lagerstätten im überkritischen CO2-Injektion
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Betreuer/-in / Berater/-in
StatusVeröffentlicht - 2009