Reservoir Characterization for CO₂Sequestration: Assessing the Potential of the Devonian Carbonate Nisku Formation of Central Alberta

Abstract

Résumé -Caractérisation de réservoir en vue du stockage géologique de CO 2 : évaluation du potentiel offert par les carbonates dévoniens de la formation de Nisku, en Alberta centralPlusieurs gros émetteurs de CO 2 , totalisant 30 Mt annuels, sont localisés dans la région du Lac Wabamun, au centre de l'Alberta (Canada). Des études antérieures ont montré le potentiel offert par les aquifères salins profonds de la région pour le stockage géologique de ce gaz et le présent article rend compte d'une caractérisation des carbonates dévoniens de la formation Nisku, en vue de réaliser un stockage de CO 2 . Une telle caractérisation doit surmonter plusieurs handicaps : données de puits et de sismique réflexion assez rares et dispersées, tests en forage de qualité médiocre et rareté des mesures modernes. Des diagraphies de porosité ne sont disponibles que pour un tiers des puits, de sorte qu'on a utilisé les diagraphies de résistivité pour évaluer la porosité et la transmissivité (perméabilité × épaisseur). Le facteur de cimentation d'Archie vaut entre 2 et 3, ce qui maintient une incertitude quant à l'estimation de la porosité ainsi obtenue ; toutefois, on peut identifier les intervalles de forte porosité. En ce qui concerne la transmissivité, les valeurs déduites des logs sont mieux corrélées à celles provenant des mesures sur carotte qu'à celles obtenues par DST ou test de production. Un tel comportement n'est pas surprenant, car les tests sont moins sensibles à l'occurrence très locale de bancs rendus extrêmement perméables par une porosité vacuolaire (vuggy ou moldic). La distribution des faciès sédimentaires a été modélisée à l'aide de deux approches, de type "pixel" ou de type "objet". La seconde, qui utilise des dimensions obtenues par imagerie satellitaire sur des environnements actuels, fournit des résultats plus cohérents avec la compréhension géologique que l'on a de la formation de Nisku, et se traduit par une connectivité à large échelle supérieure à celle obtenue par la méthode "pixel". Les volumes obtenus indiquent une capacité potentielle de stockage considérable dans cette formation, toutefois les simulations hydrauliques laissent penser que l'injectivité initiale resterait inférieure à 20 Mt/an (objectif souhaité), pour les puits verticaux. Un design plus élaboré des puits d'injection, avec la prise en compte de stimulation par fracturation et/ou de puits latéraux multiples, pourrait permettre d'atteindre l'objectif d'injection indiqué.

Pore Structure Characterization of Indiana Limestone and Pink Dolomite from Pore Network Reconstructions

“…These rocks were selected as representative model carbonates for carbon storage activities in carbonate formations in the Alberta Basin of Western Canada, which is a proposed high intensity storage site [3]. Physical samples from this region could not be obtained due to property and licensing rights, so Indiana Limestone and Pink Dolomite were chosen to approximate porosity and permeability conditions identified for sequestration in the Alberta basin [20]. All core samples were obtained from Kocurek Industries (Caldwell, TX, USA).…”

“…Since dolomites form geologically under similar conditions to limestones, dolomites are of interest for CO 2 capture and storage projects. Indiana Limestone and Pink Dolomite reasonably represent the porosity and permeability conditions identified for sequestration in the Alberta basin [20] and can be taken as representative model carbonates.…”

“…Although bulk transport properties of many limestones [18] and dolomites [19] are known, a detailed examination of the microstructure of Pink Dolomite and Indiana Limestone is necessary to establish a robust methodology for characterizing carbonate geology and assessing potential storage sites in North America [3,20].…”

Effect of Carbon Dioxide Dissolving in Formation Water on the Mechanism of Oil Displacement

“…Injecting carbon dioxide (CO 2 ) into oil fields is one of the most valuable methods for the geological storage and enhancement oil recovery (EOR) of CO 2 in order to decrease anthropogenic greenhouse gas emissions into the atmosphere and utilize the petroleum resources effectively (Algharaib and Al-Soof, 2009 [1]; Eisinger and Jensen, 2011 [2]; Kechut et al, 2011[3]; Kovscek, 2002[4]; Kumar et al, 2008[5]; Qi et al, 2010[6]; Yamamoto and Doughty, 2011 [7]). CO 2 as an oil-flooding agent for EOR has been used for many years (Shen and Huang, 2009[8]).…”