Hlatki Miklós Fedor Ferenc Csicsák József Szulimán Szilvia
A homokkövekbe történő vízvisszasajtolás mechanizmusa – szakirodalmi kitekintés
ISO14001
ISO 9001
Zertifiziert
A homokkövekbe történő vízvisszasajtolás mechanizmusa – szakirodalmi kitekintés
A vízbesajtolás mechanizmusa homokkövekben
„Mátrix”
Repesztéses
„Mátrix” besajtolás
ISO14001
ISO 9001
Zertifiziert
•
Rétegkárosodásra – felületi és mélységi kiszűrődés, kiválások, stb. – érzékeny besajtolási mechanizmus.
•
Lehetséges mátrix besajtolással vizet visszasajtolni, de a tapasztalatok alapján sok rétegkárosodási probléma léphet fel.
•
Kulcskérdés a vízminőség és a kútkiképzés minősége, megfelelősége. Nehezítő körülmény: laza, konszolidálatlan homokkő.
A homokkövekbe történő vízvisszasajtolás mechanizmusa – szakirodalmi kitekintés
Repesztéses besajtolás /repesztési nyomás fölött/
ISO14001
•
A tapasztalatok szerint tartósan problémamentes besajtolást biztosító mechanizmus.
•
A tárolóba egyre mélyebben behatoló repedés nagy felülete miatt kisebb a rétegkárosodás lehetősége.
•
Nehezítő körülmény: laza, konszolidálatlan homokkő és a kőzetmechanikai heterogenitás.
•
Vécsi Károly közlése szerint a szarvasi visszasajtolási kísérleteknél tapasztaltak repesztéses besajtolási mechanizmust, amelynél nem lépett fel visszasajtolási nehézség.
•
Repesztés feltétele a lyukfalon: σθθ ≤ T
ISO 9001
Zertifiziert
A homokkövekbe történő vízvisszasajtolás mechanizmusa – szakirodalmi kitekintés SPE 112944 – „Geomechanical Aspects of 15 Years Water Injection on a Field Complex: An Analysis of the Past to Plan the Future” •
Négy északi-tengeri szénhidrogén mező közös vízbesajtoló rendszerét vizsgálták. Vizsgálatba bevont kutak: függőlegeshez közeli ferdített, nagy ferdeségű és vízszintes.
•
A vízbesajtolással érintett rétegek kőzetmechanikai jellemzői: E= 3-6 GPa ν=0,2 αT= 5*10-6 0C-1 AT = 0,18 – 0,38 bar/0C /fajlagos feszültség változás ∆T-re/ UCS= 100 – 200 bar /egy-két kiugró érték: 500-700 bar/
•
SPE 10080 (Perkins-Gonzalez, 1981): fajlagos feszültség változás a lyukfalon a besajtolás kezdetén - a besajtoló kút körüli lehűlt zóna átmérője a rétegvastagsághoz képest kicsi - AT = αT *E / 2*(1-ν), a lehűlt zóna átmérője a rétegvastagsághoz képest nagy: AT = αT *E / (1-ν).
ISO14001
ISO 9001
Zertifiziert
A homokkövekbe történő vízvisszasajtolás mechanizmusa – szakirodalmi kitekintés
SPE 112944 – „Geomechanical Aspects of 15 Years Water Injection on a Field Complex: An Analysis of the Past to Plan the Future”
•
A vízbesajtolás két különböző hőmérséklet szinten történt: ∆T = 50 0C
•
Az 50 0C –al alacsonyabb hőmérsékletű vizet besajtoló kutakban a repesztési nyomás ~150 bar-al volt kisebb. A tapasztalt AT ~3 bar/0C, szemben a számított AT = 0,18 – 0,38 bar/0C –al.
•
Kis szilárdságú homokkövekben is igen jelentősen csökkent a repesztési nyomás a hőmérséklet csökkenés hatására! Nem várt eredmény !
•
A működő szakaszok hossza átlagosan 30%-a a megnyitások hosszának. (Rétegkárosodás vizsgálat nem történt!Hiányosság!)
ISO14001
ISO 9001
Zertifiziert
A homokkövekbe történő vízvisszasajtolás mechanizmusa – szakirodalmi kitekintés SPE 112944 – „Geomechanical Aspects of 15 Years Water Injection on a Field Complex: An Analysis of the Past to Plan the Future” •
Azokban a kutakban, amelyekben több réteget nyitottak meg, a működő szakaszok különböző áteresztőképességű zónákban találhatók. Pl.: a besajtolt víz a kisebb áteresztőképességű szakaszba lép be, s nem a jobb áteresztőképességűbe.
•
A kisebb áteresztőképességű szakaszokba történő besajtolásnál a hőmérséklet csökkenés hatására nagyobb repesztési nyomáscsökkenés valósul meg, mert E a környezetéhez képest nagyobb.
•
A termelés hatására lecsökkent nyomású rétegekben mért repesztési nyomás a rétegnyomás megemelése után sem változott. Nyomásváltozás 150-200 bar!
•
A szerzők javaslata vízbesajtolás tervezéshez: E ≥ 10 GPa - Perkins-Gonzalez E ~ 5 GPa - AT = 3 bar/0C E ≤ 2 Gpa - AT < 3 bar/0C arányosan E csökkenésével.
ISO14001
ISO 9001
Zertifiziert
A homokkövekbe történő vízvisszasajtolás mechanizmusa – szakirodalmi kitekintés
Néhány további SPE cikk: • • •
SPE 20898 „Thermally Induced Fracturinng of Ula Water Injectors” - TIF SPE 60901 „Injectivity Decline in Water-Injection Wells: An Offshore Gulf of Mexico Case Study” – Hozam csökkenési modell mátrix besajtolásra SPE 21439 „Water Quality Requirements for Fractured Injection Wells – TIF
Perkins – Gonzalez cikkek, elméleti megközelítés: • •
SPE 10080 „Changes in Earth Stresses Around a Wellbore Caused by Radially Symmetrical Pressure and Temperature Gradients” SPE 11332 „The Effect of Thermoelastic Stresses on Injection Well Fracturing”
ISO14001
ISO 9001
Rétegkárosodás: •
Zertifiziert
Pet. Soc. of CÍM, paper No. 94-60 „Injection Water Quality – A Key Factor to Successful Waterflooding”
A homokkövekbe történő vízvisszasajtolás mechanizmusa – szakirodalmi kitekintés Tanulságok, következtetések
ISO14001
•
Heterogén kőzetmechanikai és kőzetfizikai környezetben ugyanazon kút termelő és besajtoló funkciójú működése során az effektív vastagság és a hozamok jelentősen különbözhetnek!
•
A vízbesajtolási tapasztalatok kiértékelésénél (és a vízbesajtolás tervezésénél) megkerülhetetlen a kőzetmechanikai jellemzők ismerete.
•
A hazai geotermikus gyakorlatban alkalmazott „minimum” kútgeofizikai szelvényezési programot megfelelő akusztikus és sűrűség szelvényezéssel ki kell bővíteni.
•
A visszasajtolásban történő előrelépéshez a megvalósult projektek kútgeofizikai és üzemeltetési adatainak, üzemeltetési tapasztalatainak elemzése szükséges. Meg kell teremteni az adatbázisok elérhetőségét!
•
A fenti javaslatok megvalósítása kis ráfordítással érdemi szakmai előrelépést eredményezne a felső-pannon homokkövekbe történő vízvisszasajtolás kérdésében.
ISO 9001
Zertifiziert
A homokkövekbe történő vízvisszasajtolás mechanizmusa – szakirodalmi kitekintés
Köszönöm a figyelmet!
ISO14001
ISO 9001
Zertifiziert
