Koldioxid (CO2) är ett attraktivt förträngningsmedel för förbättrad oljeutvinning. Eftersom en stor del av den injicerade CO2 kvarstår i utarmade behållare efter förbättrad oljeutvinning, denna metod kan också vara ett alternativ för permanent avlägsnande av CO2 för att mildra den globala uppvärmningen. Los Alamos forskare och samarbetspartners har utvecklat ett generiskt mångsidigt statistiskt ramverk för koldioxidredovisning och riskanalys på koldioxidförstärkta oljeutvinningsplatser. Denna analysmetod ger information för att underlätta beslutsfattande för tillämpningar av oljeutvinning och koldioxidutsläpp. Miljövetenskap och teknik publicerade forskningen.

Den CO2 -förbättrade oljeåtervinningsprocessen ger potentiella fördelar och vissa tekniska och operativa utmaningar. Den mycket låga viskositeten av CO2 kan få det att bryta igenom till produktionsbrunnar, och dålig rörlighetskontroll kan lämna stora delar av reservoaren otvättade. För att övervinna denna nackdel, nuvarande CO2-förbättrade oljeåtervinningsprojekt injicerar växelvis gas och vatten (eller saltlösning) som sniglar i metoden för växelvis gas för att kontrollera CO2-rörlighet och översvämning. Denna metod kan vara mycket effektiv. Dock, mer detaljerade studier av växelverkan mellan CO2 och olja, formationsvatten, och heterogena sediment behövs för att förstå mekanismen för geologisk CO2 -bindning i olje-/gasreservoarer och utvärdera den totala mängden CO2 som är oåterkalleligt lagrad i reservoarer.

De exakta värdena för reservoarparametrarna är inte väl kända på de flesta CO2-förbättrade oljeåtervinningsställena. Dock, tillräckligt med information kan erhållas för att definiera osäkerhetsfördelningarna för dessa parametrar. Forskargruppen använde dessa fördelningar för att utföra flerskala simuleringar av CO2-olja-vattenflöde och transport. Utredarna uttryckte riskfaktorerna som mätbara mängder för att få insikt i projektrisk (t.ex. miljö- och ekonomiska risker). Detta tillvägagångssätt eliminerade behovet av att generera en rigorös konsekvensstruktur av CO2 -injektionshastigheten, kumulativ koldioxidlagring, kumulativ vatteninjektion och kumulativ olje-/gasproduktion. Resultaten ger insikter för att förstå potentialen för lagring av koldioxid och motsvarande miljömässiga och ekonomiska risker för CO2-utsläpp i kommersiell skala i utarmade behållare.

Forskarna använde webbplatsen för CO2 -förbättrad oljeåtervinning i Farnsworth -enheten i Texas för att undersöka deras multiskala statistiska tillvägagångssätt för CO2 -redovisning och riskanalys. De exakta värdena för reservoarparametrarna är inte väl kända. Därför, laget använde distributioner för att prova de osäkra parametrarna och genomföra geostatistiskt baserade Monte Carlo-simuleringar.

Forskarna utförde mångskaliga simuleringar av CO2-olja-vattenflödet och transporten i den heterogena reservoaren. De använde ett mönster av fyra injektionsbrunnar i hörnen på en torg och en produktionsbrunn i mitten. Teamet genomförde 1000 separata reservoarsimuleringar, inklusive injicerad CO2 och vatten samt producerad CO2, vatten, olja och gas. Utredarna utvecklade en enkel ekonomisk modell för att beräkna lönsamheten för CO2-förbättrad oljeutvinning för platsen. Denna information hjälper till att förstå effekten av reservoarens heterogenitet och andra operativa parametrar för ekonomiskt beslutsfattande och kostnadseffektiviteten av koldioxidutsläpp genom förbättrad oljeutvinning vid andra utarmade reservoarer.