Análise comparativa de diferentes configurações de poços no processo de combustão in-situ

With an increasing number of mature fields, heavy oil recovery has performed one of the great challenges of the oil industry. The Brazilian Northeast, for example, has numerous heavy oil reservoirs are explored with the use of thermal methods. Among the types of methods used for heavy oil, there is the method of in-situ combustion, a technique in which heat is produced within the container, unlike the injection of heated fluid when the heat is generated at the surface and transported to the reservoir. In this type of process, it is common to use vertical wells as injectors and producers. However, methods which use horizontal wells like oil producers are increasingly studied because of greater contact area between the formation and combustion front. Thus, the main objective of this work was to study the different configurations of wells (CIS THAITM and CAGD) in the process of in-situ combustion in oil recovery using a semi-synthetic tank with Brazilian Northeast features. The method "toe-to-heel air injection" (THAITM) is a process of enhanced oil recovery, which is the integration of in-situ combustion with technological advances in drilling horizontal wells. This method uses horizontal wells such as oil producers, keeping vertical injection wells for injecting air. The oil drain process by differential gravitational assisted with combustion (CAGD) is an integrated, in this configuration the horizontal injector well is drilled at the top formation with a horizontal production well in the lower section. The simulations were performed in a commercial program of thermal processes, called "STARS" (Steam, Thermal, and Advanced Processes Reservoir Simulator), the company CMG (Computer Modelling Group). An analysis of the air flow injection was performed and it was found that each method had a maximum injection to the base model, a show that through this air injection limit was reduced cumulative production of oil. Analyses of operating parameters were used: injection flow, configuration and completion of wells. In the sensitivity analysis we found that the air injection flow showed greater influence on THAI method, since the CIS method the completion of the wells was the most influential parameter and CAGD configuration wells showed the greatest influence in the recovered fraction. The economic results have shown that the best case obtained in CAGD method because, despite having higher initial cost showed the best financial return compared to the best cases the CIS and THAI.

Com um número crescente de campos maduros, a recuperação de óleo pesado tem se apresentado um dos grandes desafios do setor petrolífero. O Nordeste Brasileiro, por exemplo, possui inúmeros reservatório de óleo pesado que possam vir a ser explorados com a utilização de métodos térmicos. Dentre os tipos de métodos utilizados para óleos pesados, destaca-se o método da combustão in-situ, uma técnica no qual o calor é produzido dentro do reservatório, diferente da injeção de fluido aquecido em que o calor é gerado na superfície e transportado para o reservatório. Neste tipo de processo, é comum utilizar poços verticais como injetores e produtores. Contudo, métodos que utilizam poços horizontais como produtores de óleo são cada vez mais estudados devido à maior área de contato entre a formação e a frente de combustão. Sendo assim, o objetivo principal do presente trabalho foi estudar as diferentes configurações de poços (CIS, THAITM e CAGD) no processo de combustão in-situ, na recuperação de óleo, utilizando um reservatório semissintético com características do Nordeste Brasileiro. O método “toe-to-heel air injection” (THAITM) é um processo de recuperação de petróleo avançado, que consiste na integração da combustão in-situ com os avanços tecnológicos na perfuração de poços horizontais. Este método utiliza poços horizontais como produtores de óleo, mantendo poços injetores verticais para a injeção de ar. O processo de drenagem de óleo por diferencial gravitacional assistida com combustão (CAGD) é um sistema integrado, nesta configuração o poço injetor horizontal é perfurado na parte superior de formação,com um poço horizontal produtor na seção inferior. As simulações foram realizadas em um programa comercial de processos térmicos, denominado “STARS” (Steam, Thermal, and Advanced Processes Reservoir Simulator), da empresa CMG (Computer Modelling Group). Foi realizada uma análise da vazão de injeção de ar e verificou-se que cada método possuía um limite máximo de injeção para o modelo base, mostrando que passando desse limite de injeção de ar, havia redução da produção acumulada de óleo. Foram realizadas análises dos parâmetros operacionais: vazões de injeção, configuração e completação dos poços. Na análise de sensibilidade foi encontrado que a vazão de injeção de ar apresentou maior influência no método THAI, já no método CIS a completação dos poços foi o parâmetro mais influente e no CAGD a configuração de poços foi o que apresentou maior influência na fração recuperada. Os resultados econômicos mostraram que o melhor caso obtido foi o método CAGD,pois, apesar de possuir maior custo inicial, foi o que apresentou melhor retorno financeiro quando comparado com os melhores casos do CIS e THAI.