Reducing uncertainty at the Chichimene in situ combustion pilot by means of a nitrogen connectivity test
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Universidad Industrial de Santander
Abstract
Description
Prior to start any Enhanced Oil Recovery (EOR) process, it is desirable to characterize the flow pattern within the affected reservoir volume. This becomes of critical importance for in situ combustion in heavy oil reservoirs, where the mobility ratio is highly unfavorable, oftentimes resulting in channeling or early breakthrough. An inter-well connectivity test through immiscible gas injection aids improving the characterization of the flow distribution, in addition to: 1) calibrating estimates for sweep efficiency; 2) evidencing geological features that may lead to preferential flow towards a particular well or group of them, or lack of connection amongst them; 3) creating a gas path between the injector and producer wells to enable a safe progression of the combustion front; and 4) evaluating the performance of artificial lift and well control systems under high gas-liquid ratio conditions. A connectivity test using nitrogen was designed, implemented and evaluated at the Chichimene field, prior to the ignition of the in situ combustion pilot. This process is summarized and described in this paper. This will be the first in situ combustion trial in a deep (≈ 8000 ft.), extra-heavy oil reservoir, and will serve as a data source to evaluate the development of resources under similar conditions in the eastern plains basin of Colombia. This set of reservoirs bears a significant fraction of the hydrocarbon resources in the country and under Ecopetrol operation. The importance of this pilot makes this connectivity test of even larger relevance to reduce the subsurface and operational uncertainty, identifying potential risks, and increase the probability of success of the combustion process as an option to economically produce these resources.
Antes de comenzar cualquier proceso de recuperación mejorada de petróleo (EOR), es deseable caracterizar el patrón de flujo dentro del volumen del yacimiento afectado. Esto se vuelve de importancia crítica para la combustión in situ en yacimientos de petróleo pesado, donde la relación de movilidad es altamente desfavorable, a menudo dando como resultado una canalización o un avance temprano del frente de inyección o combustión. Una prueba de conectividad entre pozos a través de inyecciones de gas inmiscible contribuye a mejorar la caracterización de la distribución de flujo de gas, además de: 1) Estimar eficiencias de barrido, 2) evidenciar características geológicas que pueden conducir a un flujo preferencial hacia un pozo o grupo particular de ellos, o falta de conexión entre ellos, 3) creación de una ruta de gas entre el inyector y los pozos productores para permitir una progresión segura del frente de combustión, y 4) evaluación del rendimiento de los sistemas de levantamiento artificial y sistemas de control de pozos en condiciones de alta relación gas-líquido. Se diseñó, implementó y evaluó una prueba de conectividad usando nitrógeno en el campo Chichimene, antes del inicio del piloto de combustión in situ. Este proceso se resume y describe en este documento. Esta será la primera prueba de combustión in situ en un yacimiento de petróleo extra-pesado profundo (≈ 8000 pies) a nivel mundial y servirá como una fuente de datos para evaluar el desarrollo de recursos en condiciones similares en la cuenca de los llanos orientales de Colombia. Este conjunto de yacimientos tiene una fracción significativa de los recursos de hidrocarburos en el país y están bajo la operación de Ecopetrol. La importancia de este piloto hace que esta prueba de conectividad tenga una relevancia aún mayor para reducir las incertidumbres de subsuelo y operativas, identificar riesgos y aumentar la probabilidad de éxito del proceso de combustión como una opción para producir estos recursos de manera económicamente rentable.
Antes de comenzar cualquier proceso de recuperación mejorada de petróleo (EOR), es deseable caracterizar el patrón de flujo dentro del volumen del yacimiento afectado. Esto se vuelve de importancia crítica para la combustión in situ en yacimientos de petróleo pesado, donde la relación de movilidad es altamente desfavorable, a menudo dando como resultado una canalización o un avance temprano del frente de inyección o combustión. Una prueba de conectividad entre pozos a través de inyecciones de gas inmiscible contribuye a mejorar la caracterización de la distribución de flujo de gas, además de: 1) Estimar eficiencias de barrido, 2) evidenciar características geológicas que pueden conducir a un flujo preferencial hacia un pozo o grupo particular de ellos, o falta de conexión entre ellos, 3) creación de una ruta de gas entre el inyector y los pozos productores para permitir una progresión segura del frente de combustión, y 4) evaluación del rendimiento de los sistemas de levantamiento artificial y sistemas de control de pozos en condiciones de alta relación gas-líquido. Se diseñó, implementó y evaluó una prueba de conectividad usando nitrógeno en el campo Chichimene, antes del inicio del piloto de combustión in situ. Este proceso se resume y describe en este documento. Esta será la primera prueba de combustión in situ en un yacimiento de petróleo extra-pesado profundo (≈ 8000 pies) a nivel mundial y servirá como una fuente de datos para evaluar el desarrollo de recursos en condiciones similares en la cuenca de los llanos orientales de Colombia. Este conjunto de yacimientos tiene una fracción significativa de los recursos de hidrocarburos en el país y están bajo la operación de Ecopetrol. La importancia de este piloto hace que esta prueba de conectividad tenga una relevancia aún mayor para reducir las incertidumbres de subsuelo y operativas, identificar riesgos y aumentar la probabilidad de éxito del proceso de combustión como una opción para producir estos recursos de manera económicamente rentable.
Keywords
Extra-heavy oil; Connectivity test; Nitrogen injection; Air injection; Enhanced Oil Recovery., Inyección de aire, crudo extra-pesado, prueba de conectividad, inyección de nitrógeno, recobro mejorado de petróleo.