Computer Modeling of the Displacement Behavior of Carbon Dioxide in Undersaturated Oil Reservoirs

Binshan Ju, Yu-Shu Wu, Jishun Qin
2013 Oil & Gas Science and Technology  
Modélisation par ordinateur du comportement de déplacement du dioxyde de carbone dans des réservoirs d'huile non saturés -L'injection de CO 2 dans des réservoirs d'huile est réalisée non seulement pour améliorer la récupération d'huile mais aussi pour stocker le CO 2 émis par la combustion de combustibles fossiles. L'objectif de ce travail est de développer un simulateur numérique pour prédire quantitativement les écoulements de CO 2 supercritique pour la récupération assistée d'hydrocarbures
more » ... e d'hydrocarbures (EOR ; Enhanced Oil Recovery). Un modèle mathématique d'écoulement compositionnel non isotherme est développé. Le diagramme de transition de phase est conçu à partir de la Pression de Miscibilite Minimum (PMM) et de la solubilité maximum de CO 2 dans l'huile. La convection et la diffusion des mélanges de CO 2 dans les fluides à phases multiples se trouvant dans les réservoirs, le transfert de masse entre le CO 2 et le brut ainsi que la séparation de phase sont pris en considération. Les équations directrices sont discrétisées en appliquant une technique de différences finies complètement implicite. La technique itérative de Newton-Raphson a été utilisée pour résoudre les systèmes d'équations non linéaires et un simulateur a été développé. Les performances des écoulements de CO 2 non miscible et miscible au sein des réservoirs d'huile sont prédites par le nouveau simulateur. La distribution de pression et de température, les saturations de phase, la fraction molaire de chaque composant dans chaque phase, les dommages à la formation provoqués par la précipitation d'asphaltène et la récupération améliorée d'huile sont prédits par le simulateur. Les données expérimentales valident le simulateur développé par comparaison avec les résultats de simulation. Les applications du simulateur en matière d'écoulement de CO 2 dans les réservoirs d'huile indiquent que le simulateur est robuste pour la prédiction des performances des écoulements de CO 2 . Abstract -Computer Modeling of the Displacement Behavior of Carbon Dioxide in Undersaturated Oil Reservoirs -The injection of CO 2 into oil reservoirs is performed not only to improve oil recovery but also to store CO 2 captured from fuel combustion. The objective of this work is to develop a numerical simulator to predict quantitatively supercritical CO 2 flooding behaviors for Enhanced Oil Recovery (EOR). A non-isothermal compositional flow mathematical model is developed. The phase transition diagram is designed according to the Minimum Miscibility Pressure (MMP) and CO 2 maximum solubility in oil phase. The convection and diffusion of CO 2 mixtures in multiphase fluids in reservoirs, mass transfer between CO 2 and crude and phase partitioning are considered. The governing equations are discretized by applying a fully implicit finite difference technique. Newton-Raphson iterative technique was used to solve the nonlinear equation systems and a simulator was developed. The performances of CO 2 immiscible and miscible flooding in oil reservoirs are predicted by the new Oil & Gas Science and Technology -Rev. IFP Energies nouvelles
doi:10.2516/ogst/2012021 fatcat:sqaos5x5cjdkvmbyr2pglvai2u