Evaluation of alkali flooding combined with intermittent flow in carbonate reservoir

The majority of carbonate reservoir is oil-wet, which is an unfavorable condition for oil production. Generally, the total oil recovery after both primary and secondary recovery in an oil-wet reservoir is low. The amount of producible oil by enhanced oil recovery techniques is still large. Alkali substances are proven to be able to reverse rock wettability from oil-wet to water-wet, which is a favorable condition for oil production. However, the wettability reversal mechanism would require a noneconomical aging period to reach the maximum reversal condition. An intermittent flow with the optimum pausing period is then combined with alkali flooding (combination technique) to increase the wettability reversal mechanism and as a consequence, oil recovery is improved. The aims of this study are to evaluate the efficiency of the combination technique and to study the parameters that affect this method. In order to implement alkali flooding, reservoir rock and fluid properties were gathered, e.g. interfacial tension of fluids, rock wettability, etc. The flooding efficiency curves are obtained from core flooding and used as a major criterion for evaluation the performance of technique. The combination technique improves oil recovery when the alkali concentration is lower than 1% wt. (where the wettability reversal mechanism is dominant). The soap plug (that appears when high alkali concentration is used) is absent in this combination as seen from no drop of production rate. Moreover, the use of low alkali concentration limits alkali loss. This combination probably improves oil recovery also in the fractured carbonate reservoirs in which oil is uneconomically produced. The results from the current study indicate that the combination technique is an option that can improve the production of carbonate reservoirs. And a less quantity of alkali is consumed in the process.

Sviluppo di una metodologia per la modellazione geologica-geomeccanica ed il monitoraggio di reservoir adibiti a siti di stoccaggio di gas naturale

La valutazione dei rischi associati all’operatività dei sistemi di stoccaggio, quali la sismicità indotta e la subsidenza, è requisito basilare per una loro corretta gestione e progettazione, e passa attraverso la definizione dell’influenza sullo stato tensionale delle variazioni di pressione di poro nel sottosuolo. Principale scopo di questo progetto è lo sviluppo di una metodologia in grado di quantificare le deformazioni dei reservoir in funzione della pressione di poro, di tarare i modelli utilizzati con casi studio che presentino dati di monitoraggio reali, tali da consentire un confronto con le previsioni di modello. In questa tesi, la teoria delle inomogeneità è stata utilizzata, tramite un approccio semianalitico, per definire le variazioni dei campi elastici derivanti dalle operazioni di prelievo e immissione di fluidi in serbatoi geologici. Estensione, forma e magnitudo delle variazioni di stress indotte sono state valutate tramite il concetto di variazione dello sforzo critico secondo il criterio di rottura di Coulomb, tramite un’analisi numerica agli elementi finiti. La metodologia sviluppata è stata applicata e tarata su due reservoir sfruttati e riconvertiti a sistemi di stoccaggio che presentano dataset, geologia, petrofisica, e condizioni operative differenti. Sono state calcolate le variazioni dei campi elastici e la subsidenza; è stata mappata la variazione di sforzo critico di Coulomb per entrambi i casi. I risultati ottenuti mostrano buon accordo con le osservazioni dei monitoraggi, suggerendo la bontà della metodologia e indicando la scarsa probabilità di sismicità indotta. Questo progetto ha consentito la creazione di una piattaforma metodologica di rapido ed efficace utilizzo, per stimare l’influenza dei sistemi di stoccaggio di gas sullo stato tensionale della crosta terrestre; in fase di stoccaggio, permette di monitorare le deformazioni e gli sforzi indotti; in fase di progettazione, consente di valutare le strategie operative per monitorare e mitigare i rischi geologici associati a questi sistemi.