CO2 공법 적용 소규모 유전에서 오일 생산성지수를 활용한 CO2 주입성지수 평가 연구

Abstract

유전에 CO2 주입공법 적용 시, 오일과 CO2의 두 유체 간 혼화도 형성 여부는 오일회수증진과 CO2 주입성 예측 측면에서 매우 중요하다. CO2와 오일 간 혼화는 저류층의 압력 및 온도와 오일성분의 함수인 최소혼화압력을 통해 판별할 수 있다. 하지만 저류층 불균질 정도에 따라 최소혼화압력 이상의 압력조건에서도 분산현상이 심화되어 저류층 내에 균일하고 충분한 CO2의 집적이 이루어지지 않아 부분적으로 혼화가 되지 않는 등 불균질도 또한 혼화도에 영향을 미친다. 오일과 CO2간의 기화와 응축이 반복되며 다중 접촉 혼화가 일어나는 동안 순수 오일구역과 순수 CO2구역 사이에는 혼화구간이 형성된다. 혼화구간의 크기는 혼화도 형성 여부에 따라 달라지며 이에 따라, 저류층 압력거동에 영향을 주어 CO2 주입성 또한 혼화구간의 크기에 따라 달라진다. 소규모 유전에서는 경제성 문제로 인해 CO2 주입성 시험이 별도로 시행되지 않은 경우가 많아 생산과정에서 오일 생산성지수는 존재해도 CO2 주입성지수는 모르는 경우가 일반적이다. 따라서 오일 생산성지수와 CO2 주입성지수는 저류층과 유체 특성에 기인하므로 특정조건하의 유전에서 생산성지수와 주입성지수의 관계식을 도출하게 되면, 오일 생산성지수를 이용하여 CO2 주입성지수를 추정할 수 있다. 이에 본 연구에서는 CO2 주입성 시험이 시행되지 않은 불균질 소규모 유전에서 용이하게 주입성지수를 추정할 수 있도록 생산성지수와 주입성지수간의 관계를 도출하였다. 도출된 관계식을 시뮬레이터를 통해 임의로 생성된 현장 데이터에 적용해본 결과 혼화정도에 따라 차이가 조금 있지만, 관계식을 통해 얻은 CO2 주입성지수와 임의의 현장 CO2 주입성지수는 거의 일치함을 확인하였다. 또한, 임의의 현장이 아닌 실제 CO2-EOR을 시행하는 현장인 Mississippi Creek Field의 데이터에 관계식을 적용해본 결과, 불균질도 불확실성에 따른 오차범위 내에서 결과가 산출되어, 실제 CO2 주입성지수와 관계식을 통하여 계산된 CO2 주입성지수는 거의 일치함을 확인하였다. 이러한 검증과정을 통해, 본 연구에서 도출된 관계식은 현장에서의 적용성이 있는 것으로 평가 할 수 있다.