지구화학적 반응을 고려한 역학적 계면활성제-CO2 폼 공법 모델링

Abstract

계면활성제-이산화탄소 폼 공법은 유동도 비 개선, 습윤도 변화, 투과도 감소의 시너지 효과를 통해 오일 회수율을 높일 수 있다. 오일 회수율을 정확하게 예측하려면 폼의 생성/분해 반응을 포괄적으로 묘사하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 지구화학 반응과 연계한 역학적 계면활성제-이산화탄소 폼 모델을 개발하여 생성/분해 반응을 표현하였다. 수용성 이산화탄소는 지구화학 반응을 통하여 폼의 생성과 분해 반응에 영향을 미친다. 다층 저류층에서 지구화학 반응 포함 및 비포함 모델을 이용하여 폼 공법을 시뮬레이션하였다. 이산화탄소 연속주입 공법과 비교하면 복합 폼 공법에 의한 시너지 효과가 두 모델 모두에서 나타났다. 지구화학 반응을 고려하지 않았을 때 이산화탄소 주입 공법에 비해 계면활성제-이산화탄소 폼 공법의 오일 회수율이 19.9% 증가하였다. 저류층 내 폼 분해/생성 반응은 방해석 용해 반응의 영향을 크게 받는다. 방해석 용해로 인하여 염수 내 용존 이산화탄소 농도가 7% 증가함에 따라 폼의 생성/분해 반응 속도에 영향을 준다. 결과적으로 지구화학 반응을 고려한 폼 모델의 오일 회수율은 비고려 모델에 비해 5.3% 낮게 나타났다. 계면활성제-이산화탄소 폼 공법을 정확하게 예측하기 위하여 지구화학 반응을 반영하는 것이 중요함을 확인하였다.; To enhance the oil recovery, hybrid surfactant-CO2 foam flood introduces synergetic effects including improved mobility, wettability, permeability reduction. A comprehensive description of the destruction/regeneration of foam is of importance for the accurate estimation of oil recovery. Coupled with geochemical reaction model, the mechanistic model of the surfactant-CO2 foam has been developed to describe the destruction/regeneration reactions of the foam. Because the CO2 has solubility into brine, geochemical reactions, incorporated with the dissolved CO2, influence the destruction/regeneration of foam. The model has been examined to simulate surfactant-CO2 foam floods with and without geochemical reactions in multi-layered reservoir. Compared with continuous CO2 injection, the synergetic effects of hybrid foam flood processes are manifested for foam floods with and without geochemical reactions. When geochemical reactions are not considered, the hybrid foam flood increases oil recovery by 19.9% over CO2 injection. The in-situ destruction/regeneration of foam are affected by geochemical reactions, especially mineral dissolution. The mineral dissolution increases the concentration of dissolved CO2 in brine by 7%, as a result leads to influencing the destruction/regeneration of surfactant-CO2 foam contributing to the synergetic effects. Consequently, foam flood with geochemical reactions produces less oil recovery by 5.3% in comparison to that without geochemical reactions. Therefore, an assessment of geochemical reactions is of importance for an accurate prediction of the surfactant-CO2 foam flood.