Experimental Studies of Immiscible High-Nitrogen Natural Gas WAG Injection Efficiency in Mixed-Wet Carbonate Reservoir

Abstract

Crucial oil reservoirs are located in naturally fractured carbonate formations and are currently reaching a mature phase of production. Hence, a cost-effective enhanced oil recovery (EOR) method is needed to achieve a satisfactory recovery factor. The paper focuses on an experimental investigation of the efficiency of water alternating sour and high-nitrogen (~85% N2) natural gas injection (WAG) in mixed-wetted carbonates that are crucial reservoir rocks for Polish oil fields. The foam-assisted water alternating gas method (FAWAG) was also tested. Both were compared with continuous water injection (CWI) and continuous gas injection (CGI). A series of coreflooding experiments were conducted within reservoir conditions (T = 126 ℃, P = 270 bar) on composite cores, and each consisted of four reservoir dolomite core plugs and was saturated with the original reservoir fluids. In turn, some of the experiments were conducted on artificially fractured cores to evaluate the impact of fractures on recovery efficiency. The performance evaluation of the tested methods was carried out by comparing oil recoveries from non-fractured composite cores, as well as fractured. In the case of non-fractured cores, the WAG injection outperformed continuous gas injection (CGI) and continuous water injection (CWI). As expected, the presence of fractures significantly reduced performance of WAG, CGI and CWI injection modes. In contrast, with regard to FAWAG, deployment of foam flow in the presence of fractures remarkably enhanced oil recovery, which confirms the possibility of using the FAWAG method in situations of premature gas breakthrough. The positive results encourage us to continue the research of the potential uses of this high-nitrogen natural gas in EOR, especially in the view of the utilization of gas reservoirs with advantageous location, high reserves and reservoir energy.

Ocena efektywności ekonomicznej procesu WAG na podstawie danych eksperymentalnych dla jednego z krajowych złóż ropy naftowej

“…Wstępną ocenę efektywności ekonomicznej metody WAG przeprowadzono na podstawie wyników badań eksperymentalnych zrealizowanych w ramach pracy doktorskiej jednego z autorów artykułu (Wojnicki, 2020b). Kwestie dotyczące podstaw teoretycznych metody WAG, charakterystyki poszczególnych jej wariantów oraz przykładów zastosowań złożowych zostały szczegółowo przedstawione we wcześniejszych publikacjach tego autora obejmujących omawianą tematykę (Wojnicki, 2017a, 2017b, 2019, 2020a, Wojnicki et al, 2020 i nie są poruszane w niniejszym artykule.…”

“…Wiele z opublikowanych dotychczas prac pozwoliło zwiększyć efektywność WAG oraz wskazało kierunek i konieczność dalszego rozwoju metody. Pilotażowe badania laboratoryjne prowadzone w INiG -PIB (Wojnicki, 2017a), dotyczące zastosowania WAG w warunkach krajowych, zaowocowały realizacją kolejnych prac badawczych (Wojnicki et al, 2019(Wojnicki et al, , 2020, których wyniki wykorzystano do przeprowadzenia wstępnej oceny efektywności ekonomicznej. Skuteczność poszczególnych wariantów WAG, wyróżniających się typem zatłaczanego gazu, ciśnieniem zatłaczania i stosunkiem zatłaczanej wody do gazu, określono na podstawie eksperymentów wypierania ropy naftowej (ang.…”