反应在Weyburn碳酸盐岩储层的岩石
二氧化碳被注入到Midale形成碳酸盐岩储层的Weyburn油田采油工程,萨斯喀彻温省,加拿大。因为这是一个活跃的和成熟的油田,井存在,核心样品可用和液体样品可以在几乎任何时间。三管齐下的方法已经被北美和欧洲团队的一部分,国际能源署二氧化碳监控和存储项目(威尔逊和Monea, 2004)研究二氧化碳在油藏地球化学的影响:从深水井监控实际储层流体的变化;在水库实验来模拟现场条件;内的发展条件和预测模型在短期到长期的水库。下面是选择的结果。
-
- 10”:“101 1 ct 10 10”10 106 107 10°10:“10”- (s)
图3。批thermo-kinetic造型反应气体Weyburn盐水与储层矿物(1克分子二氧化碳)50°C / 1000年:进化的pH值和溶解的碳总量和矿物质的形式,表达了在摩尔/牧师(敢et al ., 2003)。牧师是一个代表基本的3.85 l对应1升的液体和2.85 l的岩石。
潜在的长期矿产捕获Weyburn水库已被数值模拟评估。图3给出了结果的一个典型Weyburn盐水(50°C,盐度81 g / l)与1摩尔的饱和溶解二氧化碳与储层矿物反应在一个封闭的系统在1000年。计算进行了使用PHREEQC代码。从这个模型如下主要结果(敢et al ., 2003):
•快速热力学re-equilibration气体溶解的盐溶液对碳酸盐、硫酸盐和硫化物是预测。结果快速溶解碳酸盐诱发溶解二氧化碳的增加,同时以矿物形式的碳的数量减少。
•缓慢解散硅酸铝(Fe-chlorite,伊利石和钾长石),允许片钠铝石的降水和菱铁矿陷阱二氧化碳以矿物形式。经过大约3年的模拟时间,预测碳浓度的解决方案不断减少而越来越多的碳是被困在矿物形成。
•系统是封闭的,系统中碳的总量是恒定的。
•它最初预计,50%的二氧化碳溶解在盐水将困在矿物阶段(菱铁矿,片钠铝石)在1000年之后,
然而,热力学平衡1000年后仍没有达到。
•无显著变化的孔隙度预测的系统被关闭(批处理计算)。然而开放系统重要的对流流动,碳酸盐反应可能导致明显的孔隙度变化。
推断储层规模被帕金斯未遂et al . (2004)。二氧化碳注入计划在20 - 25吨的顺序。从长远来看,Weyburn Midale水库有潜力来存储所有的注入二氧化碳通过溶解度和矿物捕获机制,但假设水库是接触的每一部分溶解二氧化碳。
在已开展的一系列实验的样本特征明显钻孔Midale形成的材料与二氧化碳反应和合成模拟现场条件下储层地层水(60°C, 15 - 25 MPa)。实验的持续时间从1星期到六个月不等。改变流体化学、矿物学、孔隙度和渗透率测量。批处理实验的基本布局是复制如图4所示。核心洪水实验与流体速度15 - 29厘米/天也。解释这些实验的结果,根据观察到的变化和数值建模使用规模2000和PHREEQC代码,如下所述(Azaroual et al ., 2004;骑马和罗谢尔,2005)。
图4。布局的批实验用于岩石样本与CO2-saturated卤水反应在油藏温度和压力条件下。容器体积是100 - 150毫升。
在封闭系统批量实验Midale岩性(石灰岩、白云岩和硬石膏)显示变量数量的碳酸盐矿物溶解,沉淀的石膏结合Ca释放碳酸盐矿物(图5),无水石膏溶解的“抑制”,可怜的硅酸铝矿石的反应实验的时间表。
-
- 图5。石膏晶体到2.5毫米长8周后反应Weyburn储集岩与二氧化碳在批实验中在储层条件下(60°C, 15 MPa)(骑和罗谢尔,2005)。
二氧化碳驱实验中观察到的溶解特性仅限于入口端,在CO2-saturated盐水进入样本(图6)。方解石和白云石显示各种状态的腐蚀。孔隙度和矩阵透气性增加。没有沉淀矿物质观察二氧化碳驱实验。
1 d PHREEQC无功传输代码是用来模拟Midale材料在二氧化碳注入条件下的长期进化的Midale形成Weyburn水库(150酒吧和54°C)。的影响矿物溶解/沉淀反应动力学耦合对流/扩散/分散运输过程在模拟预测10000年的时期。不同流量被认为,从安静的自然含水层流动(0.25 /年)到更高的值接近注射区(50米/年)。模拟显示,主要反应接近注射区。方解石溶解在系统的入口而硫酸钙阶段(无水石膏或石膏)沉淀。长石组成溶解在很长一段距离,片钠铝石沉淀。粘土显示两个反应方面,溶解注射区但进一步引发。玉髓,硅相,相反的行为。最后,由于这些溶解/沉淀反应,增加孔隙度预测。流量的情况下的0.25 /年,初始孔隙度20%预计将增加在第一个10米的1 d列20.3%后1000年,和25%的10000年。
图6。进口的Weyburn储集岩样品后在GEUS二氧化碳驱实验。许多小坑出现在实验后样品表面。他们代表方解石溶解谷物。(骑和罗谢尔,2005;照片复制GEUS许可)。
图6。进口的Weyburn储集岩样品后在GEUS二氧化碳驱实验。许多小坑出现在实验后样品表面。他们代表方解石溶解谷物。(骑和罗谢尔,2005;照片复制GEUS许可)。
进一步的调查将进行Weyburn二期项目。二氧化碳羽更准确估计耦合位移,二氧化碳溶解过程以及地球化学相互作用将需要调查的最终命运注入的二氧化碳。
继续阅读:地质环境研究领域
这篇文章有用吗?