Evaluation of the effectiveness of the CO2-EOR method for enhanced oil recovery in the offshore Sakhalin Island field

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Relevance. The need to reduce greenhouse gas emissions into the atmosphere. The introduction and optimisation of technologies to reduce carbon footprints can be a major industry initiative to address climate change. One of the most promising technologies in the oil and gas industry is the use of carbon dioxide for enhanced oil recovery. This technology allows CO2 to be used efficiently, reducing its concentration in the atmosphere while increasing oil production.

Aim. Evaluation of the effectiveness of carbon dioxide injection as a method of enhanced oil recovery in Field X offshore Sakhalin Island.

Methods. Mathematical modelling, statistical methods. As part of our study, data on CO2-EOR projects were collected from various public sources to form the basis of the analysis. Based on this data, a multivariate linear regression model was developed. Statistical methods including residual analysis and coefficient significance tests were used to verify the accuracy of the model. The validated model was used to estimate the CO2-EOR potential on the shelf of the Sea of Okhotsk.

Results and conclusions. Using the developed calculation model, the influence of key parameters of the regression model on the efficiency of CO2-EOR technology was analysed. The model showed a high level of explanatory power, which was confirmed by the values of the coefficients of determination. The results showed high significance of most of the variables considered and confirmed the potential of CO2-EOR as an effective tool for achieving environmental and production goals in the oil and gas industry. The potential for enhanced oil recovery at three locations in the X field offshore Sakhalin Island was also evaluated.

About the authors

Stepan M. Zainulin

National University of Oil and Gas «Gubkin University»; Yu.A. Izrael Institute of Global Climate and Ecology

Author for correspondence.
Email: stepanzainulin@gmail.com
ORCID iD: 0009-0001-7320-8297

Master's Student, Junior Researcher

Russian Federation, 65, bld. 1, 119991, Leninsky avenue, Moscow; 20B, Glebovskaya street, Moscow, 107258

Anna E. Storozheva

National University of Oil and Gas «Gubkin University»

Email: storozheva.a@gubkin.ru
ORCID iD: 0000-0001-6552-0021

Cand. Sc., Associate Professor

Russian Federation, 65, bld. 1, 119991, Leninsky avenue, Moscow

References

  1. National inventory report on anthropogenic emissions by sources and removals by sinks of greenhouse gases not controlled by the Montreal Protocol for 1990–2021. Part 1. Moscow, ROSHYDROMET Publ., 2023. 479 p. (In Russ.)
  2. Federal Law N 296-FZ dated 2.07.2021 "On limitation of greenhouse gas emissions". Moscow, Adopted by the State Duma on 16 February 2022. Approved by the Federation Council on 2 March 2022. (In Russ.)
  3. Federal Law No. 34-FZ dated 06.03.2022 "On conducting an experiment to limit greenhouse gas emissions in certain constituent entities of the Russian Federation". Moscow, Adopted by the State Duma on 16 February 2022. Approved by the Federation Council on 2 March 2022. (In Russ.)
  4. Status and perspectives of use of mineral resources base of Sakhalin Oblast as of 15.12.2020. Federal Agency for Subsoil Use (Rosnedra). (In Russ.) Available at: https://www.rosnedra.gov.ru/data/Fast/Files/202104/b9106f1ec905b4c6d7911d255a6f3d32.pdf?ysclid=luv8frrque712765398 (accessed 12 April 2024).
  5. Zainulin S.M., Storozheva A.E. Analysis of the world projects of carbon capture and storage in the development of offshore oil and gas fields. Youth and scientific and technological progress in today's world. Proceedings of the XII-th All-Russian scientific-practical conference of students, graduate students and young scientists. Moscow, April 20–21, 2023. Moscow, “Sputnik +” Ltd. Publ., 2023. pp. 301–303. (In Russ.)
  6. Hutcheon I., Shevalier M., Durocher K., Bloch J., Johnson G., Nightingale M., Mayer B. Interactions of CO2 with formation waters, oil and minerals and CO2 storage at the Weyburn IEA EOR site, Saskatchewan, Canada. International Journal of Greenhouse Gas Control, 2016, vol. 53, pp. 354–370. doi: 10.1016/j.ijggc.2016.08.004
  7. National inventory report 1990–2022: Greenhouse gas sources and sinks in Canada. Canada’s submission to the United Nations Framework Convention on Climate Change. Part 3. Ottawa, Environment Canada, 2024. 75 p.
  8. Chang Y., Mu H., Li N., Xu N. Economic feasibility analysis of oil industry chain with CCUS technology. Population, Resources & Environmental Economics, 2024, no. 5 (1), pp. 1–5. doi: 10.23977/pree.2024.050101
  9. Zainulin S.M. Carbon dioxide capture and storage for offshore hydrocarbon development on Sakhalin Island. Oil and Gas–2023. Abstracts of 77th International Youth Scientific Conference. Moscow, September 11–15, 2023. Moscow, National University of Oil and Gas «Gubkin University» Publ., 2023. pp. 140–141. (In Russ.)
  10. Dzyublo A.D., Storozheva A.E. Geological storage of carbon dioxide during the operation of gas condensate fields on the shelf of the Sea of Okhotsk. RAO/CIS Offshore 2023. The Proceedings of the 16th International Conference and Exhibition for Oil and Gas Resources Development of the Russian Arctic and CIS Continental Shelf. St. Petersburg, September 26–29, 2023. St. Petersburg, Pero Publ. House, 2023. pp. 124–126. (In Russ.)
  11. Jiang X. A review of physical modelling and numerical simulation of long-term geological storage of CO2. Applied energy, 2011, no. 88 (11), pp. 3557–3566. doi: 10.23977/pree.2024.050101
  12. Koperna G., Melzer S., Denbury K.R. A survey of US CO2 enhanced oil recovery projects. Advanced Resources Intl (ARI). 2021. Available at: https://www.eoriwyoming.org/projects/recent-projects/196-a-survey-of-us-CO2-enhanced-oil-recovery-projects. (accessed 9 March 2024).
  13. Brock W.R., Bryan L.A. Summary results of CO2 EOR field tests, 1972–1987. SPE Rocky Mountain Petroleum Technology Conference/Low-Permeability Reservoirs Symposium, 1989, March. pp. SPE-18977. SpE. doi: 10.2118/18977-MS.
  14. Jin L., Hawthorne S., Sorensen J., Pekot L., Kurz B., Smith S., Heebink L., Herdegen V., Bosshart N., Torres J., Dalkhaa C. Advancing CO2 enhanced oil recovery and storage in unconventional oil play – experimental studies on Bakken shales. Applied energy, 2017, no. 208, pp. 171–183. doi: 10.1016/j.apenergy.2017.10.054
  15. Azzolina N.A., Nakles D.V., Gorecki C.D., Peck W.D., Ayash S.C., Melzer L.S., Chatterjee S. CO2 storage associated with CO2 enhanced oil recovery: a statistical analysis of historical operations. International Journal of Greenhouse Gas Control, 2015, vol. 37, pp. 384–397. doi: 10.1016/j.ijggc.2015.03.037
  16. Yang B., Shao C., Hu X., Ngata M.R., Aminu M.D. Advances in carbon dioxide storage projects: Assessment and perspectives. Energy & Fuels, 2023, no. 37 (3), pp. 1757–1776. doi: 10.1021/acs.energyfuels.2c03826
  17. Davoodi S., Al-Shargabi M., Wood D.A., Rukavishnikov V.S., Minaev K.M. Review of technological progress in carbon dioxide capture, storage, and utilization. Gas Science and Engineering, 2023, p. 205070. doi: 10.1016/j.jgsce.2023.205070
  18. Wu C., Merzoug A., Wan X., Ling K., Zhao J., Jiang T., Jin L. Development of a new CO2 EOR screening approach focused on deep-depth reservoirs. Geoenergy Science and Engineering, 2023, no. 231, p. 212335. doi: 10.1016/j.energy.2022.126567
  19. Ettehadtavakkol A., Lake L.W., Bryant S.L. CO2-EOR and storage design optimization. International Journal of Greenhouse Gas Control, 2014, no. 25, pp. 79–92. doi: 10.1016/j.ijggc.2014.04.006
  20. Zainulin S.M. Carbon dioxide capture and disposal in the development of offshore oil and gas fields. RAO/CIS Offshore 2023. The Proceedings of the 16th International Conference and Exhibition for Oil and Gas Resources Development of the Russian Arctic and CIS Continental Shelf. St. Petersburg, September 26–29, 2023. St. Petersburg, Pero Publ. House, 2023. pp. 59–64. (In Russ.)
  21. Itkin V.Yu., Kochueva O.N. Interpolation and data smoothing in MATLAB. Moscow, National University of Oil and Gas «Gubkin University» Publ., 2019. 135 p. (In Russ)
  22. Itkin V.Yu., Kochueva O.N. Fuzzy logic methods in the tasks of oil and gas industry. Moscow, National University of Oil and Gas «Gubkin University» Publ., 2021. 121 p. (In Russ.)
  23. Kochueva O.N., Panyusheva L.N., Approximation of dependencies in solving practical problems by methods of fuzzy logic. Gubkin University in solving the issues of oil and gas industry of Russia. Proceedings of the IV Regional Scientific and Technical Conference dedicated to the 90th anniversary of Gubkin University and the Faculty of Economics and Management. Moscow, October 22–23, 2020. Moscow, National University of Oil and Gas «Gubkin University» Publ., 2020. 276 p. (In Russ.)
  24. Kochueva O.N., Itkin V.Y. Predicting the stability of water-in-oil emulsions based on fuzzy logic methods. Modern Science: Actual Problems of Theory and Practice. Natural and technical sciences, 2019, no. 3-2, pp. 67–69. (In Russ.)
  25. Ivanova M.S., Vishnetskaya M.V., Tomskii K.O., Zainulin S.M. Kinetics of absorption of carbon dioxide and sulfur dioxide in fluorine-containing media. Kinetics and Catalysis, 2022, no. 63 (4), pp. 418–421. doi: 10.1134/s0023158422040048.
  26. Ivanova M.S., Vishnetskaya M.V., Skrepleva I.Yu., Tomsky K.O. Catalytic purification of gas emissions from carbon dioxides and sulphur dioxides. Ecology and Industry of Russia, 2019, vol. 23, no. 1, pp. 46–49. (In Russ.) doi: 10.18412/1816-0395-2019-01-46-49.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

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».