Measurements and Application of Partition Coefficients of Compounds Suitable for Tracing Gas Injected Into Oil Reservoirs

Publisher Website
Google Scholar
Abstract
Tracing of injection gas in oil reservoirs is a technique used to improve the description of permeability distributions in situ. Results from dynamic laboratory experiments of gas tracers are reported. Gas tracers are delayed when flooding through a reservoir by the partitioning into the oil phase. A knowledge of this effect is important to optimize the interpretation of field tracer tests. The partition is quantified by the partition coefficient K. Two chemical tracers perfluoromethylcyclopentane (PMCP) and perfluoromethylcyclohexane (PMCH) and the radioactive 14C labelled ethane have been studied here. The two chemical compounds are new as reservoir tracers and no field results with these tracers are reported in the open literature. Our group has, however, recently applied these compound successfully as tracers in a North Sea reservoir. Les traceurs représentent un outil précieux pour améliorer la description des gisements. On les a utilisés pour obtenir des renseignements sur la configuration de l'écoulement des fluides injectés et sur leur vitesse, sur l'instant de percé des venues d'eau et sur leur origine précise, sur les traitements d'amélioration du balayage, sur les hétérogénéités importantes telles que fractures, barrières d'écoulement et stratifications de la perméabilité. Dans les gisements importants comportant plusieurs puits de production et plusieurs puits d'injection, il est donc souhaitable de disposer de plusieurs traceurs afin de pouvoir injecter différents traceurs ou mélanges de traceurs dans les différents puits. L'article présenté ici est une contribution a l'effort fait pour étendre le nombre de gaz traceurs fiables applicables aux gisements. L'article présente les résultats d'essais dynamiques en laboratoires dans lesquels on injecte des traceurs à travers un milieu poreux. Lorsqu'ils traversent un réservoir, les gaz traceurs sont retardés du fait de leur ségrégation dans la phase huile. La connaissance de ce phénomène est importante pour une interprétation optimale des essais de traceurs réalisés in-situ. Cette ségrégation est quantifiée à l'aide du coefficient de partage. On présente un modèle mono-dimensionnel permettant de prévoir la vitesse d'écoulement du traceur en fonction du coefficient de saturation, du coefficient de partage et de la fraction écoulée lors de l'injection discontinue d'un traceur dans un milieu poreux. On a étudié deux traceurs chimiques, le perfluorométhylcyclopentane (PMCP) et le perfluorométhylcyclohexane (PMCH), ainsi qu'un composé radioactif, de l'éthane marqué au 14C. Les deux composés chimiques sont nouveaux comme traceurs appliqués aux réservoirs; la littérature disponible ne fait état d'aucun résultat in-situ qui aurait été obtenu avec ces substances. Les hydrocarbures fluorés sont intéressants comme traceurs potentiels du fait de leur stabilité, y compris dans les conditions caractéristiques des réservoirs, et de leur très faible seuil de détection lorsqu'ils sont analysés par chromatographie en phase gazeuse associée à un détecteur à capture d'électrons. La meilleure sensibilité à la détection est obtenue pour les composés cycliques polyfluorés comportant une ou plusieurs chaînes latérales, ce qui est le cas pour le PMCP et le PLCH. Notre groupe a récemment utilisé avec succès ses deux composés comme traceurs dans un réservoir de la mer du Nord. Le PMCP, le PMCH et l'éthane marqué au 14C ont été étudiés à l'aide d'essais dynamiques. Le milieu poreux utilisé est un tube de 6 m de long, d'un diamètre intérieur, de 0,5 cm rempli de sable d'Ottawa. On rince le tube jusqu'à l'obtention de decane puis on injecte une quantité finie de traceur dans le gaz vecteur, juste à l'amont de l'entrée du tube mince. Les figures 4 et 5 donnent les courbes de réponse types de traceur dans le gaz effluent. Les figures montrent que le traceur de référence, du méthane marqué au tritium, est élue le premier; le PLCH, composé lourd, apparaît comme le dernier pic sur le chromatogramme, les pics d'éthane marqué au 14C et de PMCP se situant entre les deux. Dans certaines conditions expérimentales, l'arrivée d'éthane précède celle du PMCP, mais à des pressions supérieures, l'ordre est inversé. Deux séries d'expériences ont été réalisées, l'une dans laquelle le gaz injecté est du méthane, l'autre dans laquelle le gaz injecté est de l'azote. Dans les deux séries, on a fait varier la pression de 100 à 250 bars en la température de 80°C à 120°C. Lorsque la phase de décane est stationnaire et que l'adsorption du traceur sur la surface des grains de sable peut être considérée comme négligeable, la rétention devient une fonction du coefficient de partage et du coefficient de saturation en huile. Dans les essais présentés ici, le coefficient de saturation en huile est obtenu par une mesure pondérale : on enregistre le temps de rétention pour le pic de réponse du traceur. A partir de ces deux paramètres, on calcule le coefficient de partage (équation 8). Pour les...

This publication has 0 references indexed in Scilit: