The key stages of injecting carbon dioxide into oil reservoirs in order to enhance oil recovery and stimulate oil production

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Solving the world-class problem of reducing greenhouse gas emissions into the atmosphere and potential utilization of carbon dioxide (CO2), the article provides an overview of technologies for injecting CO2 into the oil and gas reservoirs to enhance oil recovery and stimulate oil production. Two main methods of carbon dioxide (CO₂) injection are proposed and described in detail. These are the Huff and Puff method, which involves the injection of CO₂ into production wells, and CO₂ injection into injection wells. The technology of injecting carbon dioxide into production wells has a number of advantages, such as the lack of capital costs and low operating costs, quick effect manifested in increased oil rates and efficient use of CO2. The general principle of the technology is the controlled supply of carbon dioxide through the mouth of a shut-in production well into the bottomhole formation zone. The efficiency of the technology is achieved primarily through the reduction of oil viscosity and volumetric expansion of oil, the decrease of interfacial tension, and the reduction of relative phase permeability by water. Consequently, residual oil saturation is reduced by the increase in the amount of trapped gas. The second technology for injecting carbon dioxide into injection wells to achieve a positive technological effect requires a larger volume of injection agent and a longer period for evaluation of the effect. The efficiency of the technology and the increase in the oil displacement ratio are achieved through the distribution of large volumes of injected carbon dioxide through low-permeability reservoir channels and involvement of residual oil. The article presents the necessary conditions and main stages of CO2 injection process organization using the proposed technologies, and describes the composition of the required equipment. Special attention is paid to the necessity of using inhibitors to protect downhole equipment, as well as to the selection of suitable inhibitors, taking into account their physical and chemical characteristics, compatibility with other reagents and reservoir properties. The authors of the article have conducted an expert survey of the market for the availability of specialized equipment in Russia and the services of domestic manufacturers in the field of gas injection technologies. The conclusion of the article highlights the importance of CO2 injection careful planning and monitoring, as well as the potential of gas-enhanced methods to improve production and reduce environmental impact.

About the authors

D. G. Afonin

Tyumen Petroleum Research Center LLC; Industrial University of Tyumen

S. К. Gracheva

Tyumen Petroleum Research Center LLC; Industrial University of Tyumen

Email: skgracheva@tnnc.rosneft.ru
ORCID iD: 0000-0003-3671-2133

A. А. Ruchkin

Tyumen Petroleum Research Center LLC

A. А. Maximov

Industrial University of Tyumen

G. А. Shutskiy

Industrial University of Tyumen

References

  1. Янушкевич, К. Норвегия начала строить подводную «Ладью» для хранения углекислого газа / К. Янушкевич. – Текст : электронный // РБК Тренды : сайт. – 2021. – 30 июля. – URL: https://trends.rbc.ru/trends/green/610041949a7947cca696ad52.
  2. Грушевенко, Е. Перспективы развития третичных МУН в мире и в России / Е. Грушевенко. – URL: https://energy.skolkovo.ru/downloads/documents/SEneC/Research/SKOLKOVO_EneC_RU_MYN.pdf. – Текст : электронный.
  3. Сургучев, М. Л. Вторичные и третичные методы увеличения нефтеотдачи пластов / М. Л. Сургучев. – Москва : Недра, 1985. – 308 с. – Текст : непосредственный.
  4. Применение углекислого газа в добыче нефти / В. Балинт, А. Бан, Ш. Долешал. – Москва : Недра, 1977. – 238 с. – Текст : непосредственный.
  5. Muskat, M. Oil Recovery — 100 percent? / M. Muskat. – Direct text // Industrial & Engineering Chemistry. – 1953. – Vol. 45, Issue 7. – P. 1401–1405.
  6. Stalkup, F. I. Miscible Flooding Fundamentals / F. I. Stalkup. – Society of Petroleum Engineers. Monograph Series, 1983. – 204 p. – Direct text.
  7. Water Alternating Gas WAG Optimization using Tapered WAG Technique for Giant Offshore Middle East Oil Field / M. Y. Khan, A. Kohata, H. Patel. – Text : electronic // Abu Dhabi International Petroleum Exhibition & Conference. – 2016. – URL: https://doi.org/10.2118/183181-MS.
  8. Патент № 4.617.993 US. E21B43/00. Carbon dioxide stimulated oil recovery process : № 772.108 : заявл. 03.09.1985 : опубл. 21.10.1986 / Jack H. Park, Kenneth R. Priem. – URL: https://patentimages.storage.googleapis.com/b0/5b/b4/823a5c24cb6b81/US4617993.pdf. – Текст : электронный.
  9. Нуриахметов, Р. Первый опыт использования углекислотных ГРП в России на месторождениях Волго-Уральского региона / Р. Нуриахметов. – Текст : электронный // Техническая конференция SPE «ГРП в России : опыт и перспективы». – Москва, 2016. – URL: https://www.petroleumengineers.ru/sites/default/files/7._nuriakhmetov_rus.pdf.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».