开采很专业, 埋存更在行

建立二氧化碳埋存条件评估范例:Tundra项目


综合储层数据采集、分析和建模为二氧化碳(CO2)埋存项目可行性及满足“六类注入井(Class VI)” 规范 (美国为保护地下水创立的注入环保控制标准)的评估创造标准评价流程。


项目简介


美国北达科他州(State of North Dakota)的Tundra项目是目前在建的最大的碳捕获设施之一。该项目由Minnkota Power公司牵头,旨在现场收集发电厂排放的90%的二氧化碳(CO2),并将其注入到地下一英里的地层中。该项目利用斯伦贝谢(Schlumberger)先进的综合油藏评价技术,采集资料进行分析和建立油藏模型,成功建立了一套符合“六类注入井(Class VI)”规范标准的数据采集和评价流程,满足了严格的监管规定,并获取安全注入和储存二氧化碳(CO2)的许可证书。


评估地下储层碳捕获和埋存(CCS)潜力

石油和天然气能源行业都在加速转型以减少二氧化碳(CO2)的排放,二氧化碳(CO2)的埋存技术越来越受到重视,而二氧化碳(CO2)埋存能力的评估需要一整套特定的储层评价技术支撑。斯伦贝谢可以采用综合技术进行储层评价和建模,评估二氧化碳( CO2)储存、注入的潜力,使用包括核磁测井工具(CMR Plus*)寻找高孔高渗的潜在目标注入层,并对确定的目标注入层段及盖层进行地应力测量,采集应力数据进行评估研究。


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图1:在注入目的层上方盖层和下方底托层四个深度使用微压裂作业(MDT),分别进行了极限注入压力测试,确定在二氧化碳注入时井下压力不会破坏盖层和底托层的完整性。  


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图2:地应力测试采用微压裂作业(MDT)双封隔器模块在间隔一米的层段进行,通过往封隔段加压产生水力裂缝。本例中的应力测试结果非常成功,在注入层中进行了四个深度的应力测试,压力响应良好,观测到了完整的反弹和回流过程。  

获取高质量地下水流体样品

“六类注入井(Class VI)” 规范标准对于注入层位地下水的总溶解固体含量有要求,所以需要采集高纯度地下水流体样品。井下流体实验室(MDT的IFA)可实时测量流体电阻率、流体密度和pH值,可以实时监控泵抽过程的钻井液滤液的污染程度。本例中在注入层采集了四个高质量的1加仑水样,送往实验室进行地球化学分析,确保地下水数据满足监管机构要求。


地质力学模型的建立

对二氧化碳(CO2)注入层必须进行地质力学研究,以确定理想的注入压力。基于声波扫描仪的数据,构建了一维井筒应力模型(MEM)。微压裂作业(MDT)可以实测储层的应力数据用于校准MEM模型,油基电成像测井(Quanta Geo)结果揭示井壁崩落的细节确认应力方向。


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图3:对盖层和注入目的层进行一维岩石力学(MEM)建模,包括:岩石弹性特性、岩石强度、孔隙压力和地应力。  


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图4:确保二氧化碳埋存安全的另一个步骤是评估注入段、盖层和底托层中的天然裂缝的发育状况。油基电成像测井(Quanta Geo)可以在油基泥浆环境中采集高清晰度的微电阻率图像,描述裂缝、岩相和其他沉积学构造特征,其精度可达到与岩芯同一级别。三维远场声波成像技术可以描述井周的裂缝发育状况。  

为符合六类注入井(Class VI)标准的注入井创建标准评价工作流程

斯伦贝谢技术专家帮助Tundra项目建立了一套完整的利用综合储层评价技术,实施数据分析、建立数据模形的工作流程,准确评估了六类注入井的二氧化碳(CO2)储存能力和最高注入压力等。研究和评估结果可以帮助获取项目所需的许可,确保在地层中安全注入和埋存二氧化碳(CO2)。

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图5:最后,IBC固井质量评价能明确识别胶结良好和胶结差的井段,评估抗二氧化碳套管状况和水泥充填,为后续的二氧化碳存工作提供明确的井筒完整性基线资料。  


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