Simulation study on co2 enhanced oil recovery for offshore area in Thailand

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

การศึกษาการจำลองการเพิ่มการผลิตน้ำมันโดยใช้คาร์บอนไดออกไซด์สำหรับพื้นที่นอกชายฝั่งในประเทศไทย

Author

Pariwat Wongsriraksa, Faculty of Engineering

Year (A.D.)

2022

Document Type

Thesis

First Advisor

Kreangkrai Maneeintr

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Department (if any)

Department of Mining and Petroleum Engineering (ภาควิชาวิศวกรรมเหมืองแร่และปิโตรเลียม)

Degree Name

Master of Engineering

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Georesources and Petroleum Engineering

DOI

10.58837/CHULA.THE.2022.174

Abstract

Fossil fuels are widely used all over the world. It generates carbon dioxide (CO2) which is one of the main causes for climate change and global warming. One practical technology to reduce CO2 emission is carbon capture, utilization, and storage (CCUS) which includes the use of CO2 for enhanced oil recovery (CO2EOR) and storage in the geological reservoir. In Thailand, there are some potential geological reservoirs for CO2EOR due to crude properties, depth of the reservoir and oil saturation, especially in the Gulf of Thailand. However, the high temperatures gradient in the Gulf of Thailand can lead to higher minimum miscibility pressure (MMP). Consequently, this study becomes partial CO2 miscible process. Previous studies on this issue in Thailand are rarely available and it becomes more difficult to determine appropriates parameters including injection rate and operating pressure for the CO2EOR processes. This study aims to evaluate the possibility of CO2EOR in the presuming light oil reservoir in the offshore area by applying the real data from the area, a 3-D heterogeneous reservoir model is created and used in the CO2EOR simulations. This study uses two CO2EOR technologies which are CO2 flooding and water alternating gas (WAG) within 24 years of production. The fracture pressure is calculated and considered to prevent the reservoir fracture whilst injecting displacing fluid. The two main parameters studied are the injection rate and operating pressure. The results present that WAG method with the highest injection rate of both CO2 at 0.8 MMSCF/day and water at 500 STB/day as well as operating pressure at 90% of fracture pressure can produce oil with the highest recovery factor at 48.1% and total oil production at 550,497 STB. However, the highest total oil production comes with the high amount of produced water. On the other hands, CO2 flooding with the highest CO2 injection rate at 0.8 MMSCF/day and the highest operating pressure at 90% of fracture pressure produces oil with lower recovery factor at 43.1% and total oil production at 492,893 STB but the produced water declines along with the production rate. Lastly, although this study area has high temperature which causes the process to be partially CO2 miscible, the results of the study can contribute to utilize CO2 from the source for more oil production and to store carbon for the potential site to reach Thailand's carbon neutrality in the future.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

เชื้อเพลิงฟอสซิลถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลก ทำให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและภาวะโลกร้อน เทคโนโลยีหนึ่งที่ใช้ได้จริงเพื่อลดการปล่อย ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์คือ การดักจับ การใช้ประโยชน์ และการกักเก็บคาร์บอน (ซีซียูเอส) ซึ่งรวมถึงการใช้ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สำหรับการผลิตน้ำมันเพิ่ม (ซีโอทูอีโออาร์) และการกักเก็บในแหล่งกักเก็บทางธรณีวิทยา ในเมืองไทย แหล่งกักเก็บทางธรณีวิทยาที่มีศักยภาพสำหรับการเพิ่มการผลิตน้ำมันโดยใช้คาร์บอนไดออกไซด์ก็พอมี เนื่องจากคุณสมบัติของน้ำมันดิบ ความลึกของแหล่งกักเก็บ และความอิ่มตัวของน้ำมัน โดยเฉพาะในอ่าวไทย อย่างไรก็ตามบริเวณอ่าวไทยที่มีอุณหภูมิสูงขึ้น เป็นผลให้ความดันต่ำสุดที่ทำให้คาร์บอนไดออกไซด์ละลายได้ (เอ็มเอ็มพี) เพิ่มสูงขึ้น ดังนั้น การศึกษานี้จึงเป็นกระบวนการละลายก๊าซคาร์บอนไซด์ออกไซด์บางส่วน โดยที่ผ่านมาการศึกษาในเรื่องการเพิ่มการผลิตน้ำมันโดยใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ในประเทศไทยไม่ค่อยมีการศึกษาเท่าที่ควรจึงทำให้การกำหนดตัวแปรที่เหมาะสมทำได้ลำบาก รวมถึง อัตราการฉีดของของไหล และความดันของแหล่งกักเก็บขณะที่ทำการอัดฉีดสำหรับกระบวนการการเพิ่มการผลิตน้ำมันโดยใช้คาร์บอนไดออกไซด์ การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินความเป็นไปได้ของ การเพิ่มการผลิตน้ำมันโดยใช้คาร์บอนไดออกไซด์ในแหล่งกักเก็บน้ำมันเบา ในพื้นที่นอกชายฝั่งโดยประยุกต์ใช้ข้อมูลจริงจากพื้นที่เพื่อสร้างเป็นแบบจำลองแหล่งกักเก็บ 3 มิติแบบวิวิธพันธ์ และใช้ในการจำลองการเพิ่มการผลิตน้ำมันโดยใช้คาร์บอนไดออกไซด์การศึกษานี้ใช้เทคโนโลยีการเพิ่มการผลิตน้ำมันโดยใช้คาร์บอนไดออกไซด์สองแบบคือ การอัดฉีดคาร์บอนไซด์เพียงอย่างเดียว และการอัดฉีดคาร์บอนไดออกไซด์สลับกับน้ำ (ดับบลิวเอจี) ภายใน 24 ปีของการผลิต ความดันที่ทำให้แหล่งกักเก็บแตกถูกคำนวณและถูกพิจารณาเพื่อป้องกันการแตกของแหล่งกักเก็บขณะทำการอัดฉีดของเหลวแทนที่ โดยทั้งสองตัวแปรหลักที่ศึกษาคืออัตราการอัดฉีดและความดันของแหล่งกักเก็บขณะที่ทำการอัดฉีด ผลของการศึกษาแสดงให้เห็นว่า การอัดฉีดคาร์บอนไดออกไซด์สลับกับน้ำที่มีอัตราการอัดฉีดคาร์บอนไดออกไซด์สูงสุดที่ 0.8 ล้านลูกบาศก์ฟุตมาตรฐานต่อวัน และน้ำที่ 500 บาร์เรลของถังเก็บ/วัน และที่ความดันของแหล่งกักเก็บขณะทำการอัดฉีดที่ 90% ของความดันที่ทำให้แหล่งกักเก็บแตกสามารถผลิตน้ำมันดิบได้สูงสุด โดยมีค่าตัวแปรที่ใช้บ่งถึงอัตราส่วนของน้ำมันดิบที่สามารถนำขึ้นมาใช้ได้ 48.1% และมีการผลิตน้ำมันดิบรวมสูงสุดที่ 550,497 บาร์เรลของถังเก็บ อย่างไรก็ตาม การผลิตน้ำมันดิบรวมของเทคโนโลยีการอัดฉีดคาร์บอนไดออกไซด์สลับกับน้ำดังกล่าวส่งผลให้มีการผลิตน้ำออกมาด้วยเป็นจำนวนมาก ในทางตรงข้าม การอัดฉีดคาร์บอนไดออกไซด์เพียงอย่างเดียว ที่อัตราสงสุดที่ 0.8 ล้านลูกบาศก์ฟุตมาตรฐานต่อวัน และที่ความดันของแหล่งกักเก็บขณะทำการอัดกลับที่ 90% ของของความดันที่ทำให้แหล่งกักเก็บแตกสามารถผลิตน้ำมันดิบที่ให้ค่าตัวแปรที่ใช้บ่งถึงอัตราส่วนของน้ำมันดิบที่สามารถนำขึ้นมาใช้ได้ 43.1% และการผลิตน้ำมันทั้งหมดที่ 492,893 บาร์เรลของถังเก็บ แต่น้ำที่ผลิตได้กลับลดลงตามอัตราการผลิต สุดท้ายนี้ แม้ว่าพื้นที่ที่ทำการศึกษานี้มีอุณหภูมิใต้พื้นดินที่สูง เป็นเหตุให้กระบวนการผลิตเป็นแบบที่มีการละลายคาร์บอนไดออกไซด์เพียงบางส่วน แต่ผลของการศึกษานี้สามารถนำไปสู่การใช้ประโยชน์จากคาร์บอนไดออกไซด์จากแหล่งผลิตเพื่อการผลิตน้ำมันเพิ่มมากขึ้นและเพื่อกักเก็บคาร์บอนในพื้นที่ที่มีศักยภาพเพื่อทำให้ประเทศไทยเข้าถึงความเป็นกลางของคาร์บอนได้ในอนาคต

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.

Recommended Citation

Wongsriraksa, Pariwat, "Simulation study on co2 enhanced oil recovery for offshore area in Thailand" (2022). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 5885.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/5885