Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/50339
Title: EVALUATION OF TOE-TO-HEEL AIR INJECTION (THAI) COMBINED WITH WET COMBUSTION
Other Titles: การประเมินวิธีการฉีดอัดอากาศตามแนวหลุมจากปลายหลุมไปยังต้นหลุมร่วมกับการสันดาปเปียก
Authors: Phummarin Chardpongsathorn
Advisors: Falan Srisuriyachai
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Engineering
Advisor's Email: Falan.S@chula.ac.th,Falan.S@chula.ac.th
Subjects: Petroleum
Production engineering
ปิโตรเลียม
วิศวกรรมการผลิต
Issue Date: 2015
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: Heavy oil cannot be easily produced by means of conventional oil recovery methods due to its extremely high viscosity. However, by utilizing a suitable Enhanced Oil Recovery (EOR) technique, heavy oil can be produced. In-situ Combustion (ISC) with modification of well configuration called Toe-to-heel Air Injection (THAI) is one of the solutions. The technique is performed by injecting air from horizontal or vertical well to create fire front and producing heated oil from horizontal wells. Further modification of THAI is performed by co-injecting water with air to generate in-situ steam to recover heat in burnt zone. In this study, combination of THAI and wet combustion is performed and parameters affecting oil recovery are studied. From the results, it is found that oxygen content is very important design parameter for in-situ combustion. As fire front must be generated, enrichment of oxygen is required and increasing oxygen through increment of oxygen concentration is more efficient than increase of air injection rate. For properties related to wet combustion, time to start injecting water plays more important role for wet combustion compared to amount of water injected as the early time to start wet combustion can speed up distribution of heat of combustion to entire reservoir. Moreover, optimal air injection rate that is obtained from dry combustion can be slightly increased in case of wet combustion as co-injection of water helps retarding air flow ability. So that chance of burning at production well is extended. Injecting air from vertical well obtained benefit from higher amount of air injected compared to horizontal well injector as reservoir pressure is low in shallow depth. By using the best conditions for wet combustion, oil recovery of about 55% is achieved which is higher than dry combustion case of about 17 %. From an increase of heat capacity and a reduction of heat conductivity, effect of thermal conductivity is more pronounced than heat capacity and high value of thermal conductivity is preferable for this combined technique. Lower irreducible water saturation is favorable as it would provide benefit in steam propagation. Good vertical permeability is desirable as it increases amount of air injected which consecutively speeds up time to create fire front. During the combustion process, combustion may appear at production well when operating parameters are improper or can be from uncertainty of reservoir parameters such as low and high irreducible water saturation, low vertical permeability and high value of heat capacity and this situation is extremely dangerous and must be avoided.
Other Abstract: น้ำมันหนักไม่สามารถถูกผลิตอย่างง่ายดายด้วยวิธีการผลิตน้ำมันแบบปกติเนื่องมาจากความหนืดของน้ำมันที่มีค่าสูงมาก อย่างไรก็ตาม ด้วยการใช้วิธีการเพิ่มผลผลิตน้ำมันดิบบางวิธีน้ำมันหนักจะสามารถถูกผลิตได้ วิธีการสันดาปในแหล่งกักเก็บบวกกับวิธีการฉีดอัดอากาศตามแนวหลุมจากปลายหลุมไปยังต้นหลุม (THAI) จัดเป็นหนึ่งในวิธีดังกล่าว เทคนิคนี้สามารถทำได้โดยการฉีดอัดอากาศจากหลุมฉีดอัดแนวนอนหรือแนวตั้งเพื่อสร้างโซนการเผาไหม้และทำการผลิตน้ำมันที่ได้รับความร้อนจากการเผาไหม้จากหลุมผลิตแนวนอน การดัดแปลงวิธีดังกล่าวยังสามารถทำได้มากขึ้นไปอีกโดยการฉีดอัดน้ำเข้าไปพร้อมกับอากาศเพื่อสร้างให้เกิดไอน้ำเพื่อดึงความร้อนที่ถูกทิ้งไว้ในชั้นหินที่ผ่านการเผาไหม้ของโซนการเผาไหม้เรียกวิธีนี้ว่าการสันดาปเปียก ในการศึกษานี้ จะทำการศึกษาเทคนิครวมของ THAI และวิธีการสันดาปเปียกโดยศึกษาตัวแปรต่างๆที่มีผลต่อกระบวกการผลิตน้ำมัน จากผลการทดลอง จะเห็นได้ว่าปริมาณก๊าซออกซิเจนเป็นตัวแปรออกแบบที่มีความสำคัญมากต่อการก่อให้เกิดการสันดาปในแหล่งกักเก็บ เนื่องจากโซนการเผาไหม้ต้องถูกสร้างขึ้นการเพิ่มออกซิเจนจึงมีความจำเป็นและการเพิ่มออกซิเจนด้วยการเพิ่มความเข้มข้นของออกซิเจนในอากาศให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่าการเพิ่มอัตราการฉีดอัดอากาศ สำหรับตัวแปรที่เกี่ยวข้องกับการสันดาปเปียก เวลาในการเริ่มฉีดอัดน้ำเป็นตัวแปรที่มีความสำคัญมากกว่าปริมาณน้ำที่ใช้ในการฉีดอัด การเริ่มฉีดอัดน้ำอย่างรวดเร็วจะช่วยกระจายความร้อนที่เกิดขึ้นจากการสันดาปไปทั่วแหล่งกักเก็บได้รวดเร็วกว่า ยิ่งไปกว่านั้น อัตราการฉีดอัดอากาศที่ดีที่สุดที่ได้จากการวิธีการสันดาปแห้งสามารถถูกปรับเพิ่มค่าขึ้นได้เล็กน้อยในกรณีของการสันดาปเปียก เนื่องจากการฉีดอัดน้ำไปพร้อม ๆ กับอากาศจะช่วยทำให้ความสามารถในการไหลของอากาศลดลง โอกาสที่จะทำให้เกิดการเผาไหม้ที่หลุมผลิตจึงถูกขยายออกไป การฉีดอัดอากาศจากหลุมแนวตั้งได้รับผลดีมากกว่าหลุมแนวนอนอันเนื่องมาจากความสามารถในการฉีดอัดอากาศที่สูงกว่าซึ่งเป็นผลมาจากการที่หลุมแนวตั้งมีการเจาะผ่านบริเวณตื้นที่มีความดันของแหล่งกักเก็บต่ำ ด้วยการใช้ค่าการออกแบบที่ดีที่สุดสำหรับวิธีการสันดาปเปียก ปริมาณน้ำมันที่ผลิตได้จะอยู่ที่ประมาณ 55 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งมากกว่ากรณีของการสันดาปแห้งอยู่ประมาณ 17 เปอร์เซ็นต์ การเพิ่มขึ้นของความจุความร้อนของเนื้อหินหรือในเวลาเดียวกันลดความสามารถในการนำพาความร้อนของหินส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของการผลิต ผลกระทบจากการนำพาความร้อนมีความสำคัญมากกว่าความจุความร้อนและความสามารถในการพาความร้อนที่สูงเป็นเงื่อนไขที่เหมาะสมสำหรับเทคนิคการผลิตนี้ อัตราส่วนน้ำในชั้นหินที่ไม่สามารถลดได้ที่มีค่าต่ำช่วยส่งเสริมประสิทธิภาพการผลิตเนื่องจากไอน้ำซึ่งสามารถคืนกลับเป็นของเหลวจะไม่ถูกหน่วงไว้ด้วยปริมาณน้ำดังกล่าว จึงทำให้ไอน้ำสามารถเคลื่อนที่และขยายตัวได้รวดเร็ว ความสามารถในการซึมผ่านแนวตั้งที่มีค่าสูงเป็นเงื่อนไขที่พึงประสงค์เนื่องจากช่วยเพิ่มความสามารถในการฉีดอัดอากาศและช่วยเร่งให้เกิดโซนการเผาไหม้รวดเร็วยิ่งขึ้น ระหว่างกระบวนการสันดาป การเผาไหม้อาจเกิดขึ้นที่หลุมผลิตในกรณีที่ตัวแปรเชิงปฏิบัติการไม่เหมาะสมหรืออาจเกิดมาจากความไม่แน่นอนของตัวแปรของแหล่งกักเก็บเองเช่นอัตราส่วนน้ำในชั้นหินที่ไม่สามารถลดได้สูงหรือต่ำจนเกินไป ความสามารถในการซึมผ่านแนวตั้งต่ำ และค่าความจุความร้อนของหินสูง ซึ่งสถานการณ์ดังกล่าวเป็นสิ่งที่อันตรายอย่างยิ่งยวดและจำเป็นต้องหลีกเลี่ยง
Description: Thesis (M.Eng.)--Chulalongkorn University, 2015
Degree Name: Master of Engineering
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Petroleum Engineering
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/50339
URI: http://doi.org/10.14457/CU.the.2015.188
metadata.dc.identifier.DOI: 10.14457/CU.the.2015.188
Type: Thesis
Appears in Collections:Eng - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
5671212321.pdf14.06 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.