Kooldioxide (CO2) is een aantrekkelijk verdringermiddel voor een betere oliewinning. Omdat een groot deel van de geïnjecteerde CO2 op zijn plaats blijft in lege reservoirs na verbeterde oliewinning, deze methode zou ook een optie kunnen zijn om CO2 permanent vast te leggen om de opwarming van de aarde tegen te gaan. Wetenschappers en medewerkers van Los Alamos hebben een generiek multi-schaal statistisch raamwerk ontwikkeld voor CO2-boekhouding en risicoanalyse in CO2-versterkte oliewinningslocaties. Deze analysemethode biedt informatie die helpt bij de besluitvorming voor toepassingen van oliewinning en CO2-vastlegging. Milieuwetenschap en -technologie het onderzoek gepubliceerd.

Het CO2-verbeterde oliewinningsproces biedt potentiële voordelen en enkele technische en operationele uitdagingen. Door de zeer lage viscositeit van CO2 kan het doorbreken naar productieputten, en een slechte mobiliteitscontrole kan grote delen van het reservoir onberoerd laten. Om dit nadeel te overwinnen, huidige CO2-verbeterde oliewinningsprojecten injecteren afwisselend gas en water (of pekel) als slakken in de water-alternerende-gasmethode om de CO2-mobiliteit en de overstromingsconformiteit te beheersen. Deze methode kan zeer effectief zijn. Echter, meer gedetailleerde studies van de interactie van CO2 met olie, vormingswater, en heterogene sedimenten zijn nodig om het mechanisme van de geologische opslag van CO2 in olie-/gasreservoirs te begrijpen en de totale hoeveelheid CO2 die onomkeerbaar is opgeslagen in reservoirs te evalueren.

De exacte waarden van de reservoirparameters zijn niet goed bekend in de meeste CO2-versterkte oliewinningslocaties. Echter, voldoende informatie kan worden verkregen om de onzekerheidsverdelingen van deze parameters te definiëren. Het onderzoeksteam gebruikte deze distributies om multischaalsimulaties van de CO2-olie-waterstroom en -transport uit te voeren. De onderzoekers hebben de risicofactoren uitgedrukt als meetbare grootheden om inzicht te krijgen in het projectrisico (bijv. milieu- en economische risico's). Deze aanpak elimineerde de noodzaak om een ​​rigoureuze consequentiestructuur van de CO2-injectiesnelheid te genereren, cumulatieve CO2-opslag, cumulatieve waterinjectie en cumulatieve olie-/gasproductie. De resultaten bieden inzichten om het CO2-opslagpotentieel en de bijbehorende ecologische en economische risico's van CO2-vastlegging op commerciële schaal in lege reservoirs te begrijpen.

De onderzoekers gebruikten de CO2-verbeterde oliewinningssite in de Farnsworth Unit in Texas om hun multiscale statistische benadering voor CO2-accounting en risicoanalyse te onderzoeken. De exacte waarden van de reservoirparameters zijn niet goed bekend. Daarom, het team gebruikte distributies om de onzekere parameters te bemonsteren en geostatistisch gebaseerde Monte Carlo-simulaties uit te voeren.

De onderzoekers voerden multischaalsimulaties uit van de CO2-olie-waterstroom en het transport in het heterogene reservoir. Ze gebruikten een patroon van vier injectieputten in de hoeken van een vierkant en een productieput in het midden. Het team voerde 1000 afzonderlijke reservoirsimulaties uit, inclusief geïnjecteerde CO2 en water en geproduceerde CO2, water, olie en gas. De onderzoekers ontwikkelden een eenvoudig economisch model om de winstgevendheid van CO2-versterkte oliewinning voor de site te berekenen. Deze informatie helpt bij het begrijpen van de impact van de heterogeniteit van het reservoir en andere operationele parameters voor economische besluitvorming en de kosteneffectiviteit van CO2-vastlegging door verbeterde oliewinning in andere lege reservoirs.