EFFECT OF WATER QUALITY ON SPONTANEOUS IMBIBITION IN CARBONATE CORES

Forskningsspørsmålet i dette arbeidet var effekten av vannkvalitet på spontan oppsuging (SI) i karbonatkjerner. Målet var å endre fra oljefuktende til vannfuktende tilstand kjerner for å oppnå mer spontan oppsuging av vann og forbedret produksjon av olje. Hovedmålet var å forstå hvordan den ioniske sammensetningen av oppsugd vann dikterer fuktighetsendringen. For å gjennomføre disse eksperimentene var det nødvendig å bygge en rigg designet for å operere ved 96°C for en uavbrutt SI. Vi brukte kjerner fra to steder; fra Ainsa i Spania og fra Angola. Disse kjernene ble ansett som representative for et Equinor-operert oljefelt utenfor Brasil. Basert på petrofysiske egenskaper var kjernematerialet fra Angola mer heterogent enn det fra Ainsa. X-ray diffraction (XRD) og back-scatter electron imaging (SEM) resultater klassifiserte kjernematerialene som kalkstein uten anhydrid. Dette prosjektet sammenligner også to aldringsprosesser, og design for den mest effektive prosessen. Effekten av ionisk sammensetning på fukting ble studert ved å analysere utvinning av olje fra SI av formasjonsvann (FW), syntetisk sjøvann (SSW) eller modifiserte versjoner av syntetisk vann ved 96°C. Den ioniske sammensetningen av SSW ble endret ved å øke magnesium (Mg2+) og sulfat (SO2−4) ion konsentrasjonene. Tre forskjellige modifiserte syntetiske sjøvann; en med to ganger sulfatkonsentrasjon og fire ganger magnesiumkonsentrasjon (SSW-2S4Mg), et annet vann med to ganger sulfatkonsentrasjon og åtte ganger magnesiumkonsentrasjon (SSW-2S8Mg), og til slutt et med lavt saltinnhold der NaCl-konsentrasjonen ble redusert til 10% av SSW-konsentrasjon (0,1-NaCl-SSW). For reproduserbarhet av resultatene ble to kjerner brukt i hver runde av SI-eksperimentene. Kontaktvinkelmålinger utført ved romtemperatur på polerte steinprøver eldet ved både 25°C (romtemperatur) og ved 96°C ble også utført ved bruk av samme salt-vann løsninger for å supplere resultatene av spontan oppsuging. Zeta-potensiale målinger ble utført på Angola 8μm stein-partikler suspendert i hver av test-vannene for å studere stein-vann overflaten ved 25°C og 70°C. En forbedret SI-rigg som tillater en uavbrutt SI-prosess ble bygget, og fungerte jevnt uten lekkasjer, trykk opp-bygging og uten å koke vannet. Fra SI-eksperiment fikk vi økt oljeproduksjon på 6-10% med SSW etter FW, noe som viser at SSW er en EOR-væske i kalksteinkjerner. Utvinning på 4-6% og 4-10% med SSW-2S4Mg og SSW-2S8Mg, viste henholdsvis at berikelse av SSW med Mg2+ og SO2−4 ioner gir økt vannfukt i kalksteinkjerner, noe som forårsaker mer spontan oppsuging. Eksperimentet med Ainsa-kjerner ga en ekstra utvinning på 5% med 0,1-NaCl-SSW etter SSW, noe som viser virkningen av selektiv fortynning. Ytterligere utvinning av 13% med SSW-2S4Mg bekreftet at reduksjon av NaCl-innholdet i SSW forbedrer aktiviteten til potensielt bestemmende ioner i fuktigendrings-prosessen i kalksteinskjerner. Dette ble også bekreftet med kontaktvinkel målinger på vannvåte prøver etter aldring i 0,1-NaCl-SSW i 3 dager. Ulike aldrings-metoder ble studert ved å elde to Ainsa-kjerner med enten dynamisk eller statisk elding. For denne sammenligningen ble et nytt eksperimentelt oppsett for dynamisk aldring designet og bygget. Dette oppsettet kan takle høye temperaturer og trykk under 35 bar. Spontane oppsuging resultater viste at dynamisk aldring er en bedre aldringsprosess for å forandre fuktighet enn statisk elding. En produksjon på 12% ble registrert i kjernen eldet dynamisk, mot 4% for statisk elding, da SSW ble introdusert i tertiær modus