생산유전의 CO2 공법 적용성 평가를 위한 평가차트 개발 및 응용

Abstract

본 연구에서는 회수증진기법 중 하나인 CO₂ 공법을 생산유전에 적용할 경우, 적용성 여부를 간단하고 정량적으로 평가할 수 있도록 하기 위한 평가차트를 개발하였다. 이 평가차트는 소스이용성, CO₂-오일혼합도, 저류층?오일의 적용성, 주입기법의 평가항목으로 구성되어 있다. 이 중 저류층?오일의 적용성 평가는 오일 비중, 점성도, 포화도, 온도, 투과도의 기본평가항목을 특성의 범위에 따라 점수를 부여하였고, CO₂ 순도, 저류층 두께, 경사도 등의 추가평가항목에 대해서는 상?중?하로 구분하여 정량적으로 평가된다. 또한 미서블공법의 주입기법 평가에서는 지층경사, 수직투과성 및 두께 등에 따라 연속주입공법과 WAG(CO₂) 공법여부가 정성적으로 평가된다. 이와 같이 구성된 평가차트에 대해 CO₂ 공법이 성공적으로 수행되고 있는 51개 유전의 적용사례를 분석하여 이를 토대로 CO₂ 공법 적용 가능점수와 추천점수를 설정하였다. 본 연구에서 개발한 평가차트를 우리나라 기업이 참여하고 있는 생산유전인 스코틀랜드의 캡틴 유전과 베네수엘라의 오나도 유전에 적용하여 CO₂ 공법 적용 가능성 여부를 평가하였다. 캡틴 유전은 공극률과 투과도가 매우 양호하나, C21+ 함유량이 54%를 넘는 중질유전이다. 따라서 이 중질오일이 CO₂와 미서블되기에는 비중이 높으며, MMP보다 저류층압력이 낮기 때문에 비미서블공법으로 진행된다. 따라서 비미서블공법 기준으로 기본평가항목에 대해서만 평가한 결과, CO₂ 공법이 비미서블공법으로 성공적으로 수행될 수 있을 것으로 평가된다. 한편 베네수엘라의 오나도 유전은 오일 비중이 미서블공법이 가능한 최소 비중보다 낮았고, 동시에 계산된 최소 미서블압력이 저류층 압력보다 낮으므로 CO₂ 공법이 미서블공법으로 적용 가능할 것으로 판단된다. 따라서 오나도 유전을 미서블공법 기준으로 기본평가항목만에 대한 평가 결과 CO₂ 미서블공법이 효과적으로 진행될 수 있을 것으로 나타났다.; CO₂ flooding has been achieved successfully as a secondary or tertiary recovery method in producing oil field. Recently, it is the center of attention because of CO₂ sequestration for a depleted or producing oil and gas field in the world. In order to perform CO₂ flooding successfully, analysis of factors such as oil and reservoir properties and phase behavior should be carried out precisely. For these reason, technical considerations for CO₂ flooding were drawn by case studies and literature survey. From the results, it was confirmed that they are fluid properties such as oil gravity, viscosity and purity of CO₂, reservoir properties such as structure and heterogeneity and phase behavior. In this study, the evaluation chart was made for evaluating the applicability of CO₂ flooding based on the afore-mentioned factors. Also, the state of arts and cases of CO₂ sequestration have been studied for the coal bed, aquifer and depleted reservoir. From the results, it is found that the important techniques for CO₂ sequestration are reserve estimation, reservoir characterization, phase behavior, CO₂ injection and reservoir monitoring. Finally, the applicability of CO₂ flooding and sequestration for the Captain and Onado fields have been estimated by using the evaluation chart. In the case of Captain field, it was estimated that CO₂ immiscible flooding can be accomplished successfully. Moreover, the Captain field which is located in the North Sea has geographical advantage for CO₂ sequestration. The Onado field was evaluated that CO₂ miscible flooding can be possible. If the Onado field is used to CO₂ sequestration reservoir, a large amount of residual oil will be recovered so that the considerable cost for CO₂ sequestration can be supplied.