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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Investigation of dissolution effects on carbonate rocks porous media under carbonated water injetion : Investigação dos efeitos da dissolução em meios porosos de rochas carbonáticas sob injeção de agua carbonatada
Title Alternative: Investigação dos efeitos da dissolução em meios porosos de rochas carbonáticas sob injeção de agua carbonatada
Author: Castro Hernandez, Diana Maria, 1990-
Advisor: Trevisan, Osvair Vidal, 1952-2018
Abstract: Resumo: Há reservatórios carbonáticos conhecidos por sua elevada taxa de CO2 no óleo. Uma das possibilidades para manejo do gás sem problemas ambientais é reinjetá-lo no reservatório. Injeção de água carbonatada tem atenção crescente em pesquisas por ser uma técnica mais vantajosa comparada à injeção de CO2 gasoso, dada a melhora da mobilidade. O objetivo desse estudo é avaliar o fenômeno da dissolução e precipitação durante a injeção de água carbonatada em rochas carbonáticas. Esses efeitos são identificados pela análise da variação da porosidade por meio de imagens computadorizadas de tomografia de raio-X e perfil de permeabilidade, determinado indiretamente pelos transdutores de pressão que medem o diferencial de pressão do fluido no início e na saída do porta-testemunho. Ensaios de deslocamento foram realizados com dois porta-testemunhos em série para representar regiões diferentes do reservatório, por meio da injeção de solução salina saturada com 25% de CO2 em amostras de reservatório, compostas de dolomita, calcita e argila. Os testes foram realizados usando as seguintes condições de reservatório: 8500, 7500 e 8250 psi a 70°C, usadas para cada cenário. O objetivo foi investigar as mudanças na porosidade por meio de CT scans. A permeabilidade foi determinada indiretamente por transdutores de pressão que mediam o diferencial de pressão do fluido na entrada e na saída dos porta-testemunhos. Baseando-se nos dados experimentais fornecidos pelas imagens de CT, foi possível visualizar o aumento ou redução da porosidade durante a injeção de água carbonatada, devido à co-existência de dissolução (aumento de porosidade) e precipitação (redução de porosidade) ao longo das amostras. Esses fenômenos foram observados nas regiões com maior heterogeneidade de porosidade. Em adição, a mineralogia das amostras é composta por três minerais, que influenciam a capacidade de reação com água carbonatada. Para o primeiro experimento, a amostra localizada no primeiro porta-testemunho apresentou um aumento de porosidade, enquanto a do segundo apresentou uma redução. Por outro lado, a permeabilidade sofreu um aumento significativo para ambos porta-testemunhos, acredita0se que a injeção promoveu um fluxo por caminho preferencial (wormhole) que afetou consideravelmente a permeabilidade da rocha. Para o segundo experimento, a rocha localizada no primeiro porta-testemunho apresentou um aumento de porosidade para todo o comprimento e para a segunda amostra houve um aumento menor do que o da primeira. Nenhum aumento de permeabilidade foi observado nas amostras. Para o terceiro experimento houve um aumento de porosidade médio na amostra do primeiro porta-testemunho e uma considerável redução de permeabilidade. A pesquisa inovou por usar amostras de carbonato de reservatório do pré-sal brasileiro com mineralogia basicamente composta por dolomita, calcita e argila. Além disso, o trabalho experimental foi realizado em condições operacionais de reservatório

Abstract: Some carbonate reservoirs are known by its huge amount of CO2 in the oil. One possibility to handle this gas without environmental problems is to reinject it into the reservoir. Injection of carbonated water has been drawing attention because it is an advantageous technique when compared to gaseous CO2 injection, due to its improvement in mobility in the reservoir. The objective of this study is to evaluate the phenomenon of dissolution and precipitation during carbonated water injection in carbonate rocks. These effects are identified by analyzing the porosity variations through X-ray computer tomography images and permeability profile, determined indirectly by pressure transducers that measured the differential pressure by the fluid at the inlet and outlet of the core holders. Coreflooding tests were carried out with two core holders in series to represent different regions at the reservoir by the injection of brine saturated with 25% of CO2 in reservoir samples, composed of dolomite, calcite and clay. The tests were performed using the following reservoir conditions of 8,500, 7500 and 8250 psi at 70°C were used for each scenario. The purpose was to investigate the changes in porosity by CT scans. The permeability was determined indirectly by pressure transducers that measured the differential pressure by the fluid at the inlet and outlet of the core holders. Based on the experimental data provided by CT images, it can be seen that the core porosity increase or decrease during carbonated water injection due to coexistence of dissolution (increase of porosity) and precipitation (decrease of porosity) along the samples. These phenomena are observed in regions with high heterogeneity in porosity. In addition, the mineralogy of the cores is composed by three minerals, which influence in the capacity of reaction with carbonated water. For the first experiment, the core placed in the core holder one presented a porosity increase and the second one decreased. On the other hand, the permeability showed a significant increase for both cores, it is believed that, the injection promoted a preferential way flow (wormhole) that affected considerably the permeability of the rock. For the second experiment, the core placed in the first core holder presented a porosity increase along all the sample length and the second one showed an increase lower than the first sample. The permeability does not show an increase for both samples.The third experiment reports an increase in the porosity average in the sample located in the first core holder and a considerable decrease in permeability. The novelty of the investigation is that the experiments were carried out using Brazilian pre-salt carbonate reservoir rocks with mineralogy composed basically by dolomite, calcite and clay. Also, experimental work was performed at reservoir operational conditions
Subject: Dissolução
Rochas carbonaticas
Tomografia computadorizada por raios X
Language: Inglês
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2018
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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