Met de injectie van een van buitenaf controleerbare laag schuim zou olie beter en sneller naar de winningsput gepompt kunnen worden, zo ontdekten Delftse onderzoekers aan het Dietz Laboratorium.
Share
Onder leiding van prof.ir Cor van Kruijsdijk werd afgelopen zomer de olie-onderzoeksschool Isapp gestart samen met Shell en TNO. Deze school moet nieuwe technieken ontwikkelen om meer olie uit steeds legere bronnen te halen. De voortdurend stijgende olieprijs maakt dit noodzakelijk.
Shell en Isapp mikken op de Smart Wells. Dit zijn slimme olieputten, waarbij met een soort blaasvoetbal vanuit verschillende putten water en zuur of koolzuurgas worden geïnjecteerd. Deze stoffen duwen olie richting winningsput. Dankzij slimme meet- en regeltechnieken kan de richting waar de olie naar toe stroomt, gestuurd worden. Het zuur is daarbij een toevoeging om obstakels onder de grond oplosbaar te maken.
Behalve water of gas kan ook schuim geïnjecteerd worden. Een mengsel van gasbubbels in water duwt dan de olie naar de winningsput. Schuim kan daarnaast dienen als een tijdelijke plug om watervoerende grondlagen af te sluiten. Ongeveer zoals je bij een badkuip de afvoer afsluit.
Het water en zuur die in een injectieput onder hoge druk worden geïnjecteerd, hebben namelijk de neiging om weg te lekken in watervoerende aardlagen die makkelijk doordringbaar zijn. De druk achter de olie valt daardoor weg en het zwarte goud stroomt steeds langzamer richting winningsput. In een industrie waar tijd in dollars doortikt is dit een vervelende bijkomstigheid en de schuimplug kan dit verhelpen.
Heilige graal
De Delftse petroleum engineers dr. Pacelli Zitha en prof. dr. Peter Currie van het Delftse Dietz Laboratorium doen al acht jaar onderzoek naar schuiminjectie. Onlangs vonden zij samen met oud-promovendus dr. Nguyen de oplossing van een oud probleem bij schuiminjectie in heterogeen gesteente. Dit zijn aardlagen met wisselende korrelgrootte en structuur.
“Ook bij schuimpluggen bleek op termijn ondergronds lekkage van zuur te ontstaan naar hoog permeabele aardlagen”, zegt Zitha. “De snelheid waarmee je olie kon winnen nam daardoor af en tot nu toe had niemand een duidelijk beeld gemaakt van wat er nu precies gebeurde.”
Zitha zegt nu de ‘heilige graal’ van schuiminjectie gevonden te hebben. Dat wil zeggen, hij heeft de manier zichtbaar gemaakt waarop water het schuim vooruitduwt door gesteente. Dit dankzij een apparaat dat normaal in ziekenhuizen wordt gebruikt om weke delen in het lichaam zichtbaar te maken: de CT-scanner.
Dit apparaat bestaat uit een ronde ring met een stralingsbron waar een sample in wordt geschoven. De CT-scanner meet met behulp van röntgenstraling de dichtheid van het schuim. De hoeveelheid straling die doordringt in het schuim is een maat voor de dichtheid. Hoe hoger de dichtheid van het schuim wordt, hoe minder het schuim straling doorlaat.
Op deze manier kan worden gemeten hoe het water en zuur in de schuimlaag doordringen omdat ze de dichtheid van het schuim beïnvloeden. “Met de CT-scanner in ons lab konden we laten zien dat geïnjecteerd water en zuur tussen bubbels in het schuim doordringt de permeabele lagen in”, zegt Zitha. “Het vormt daarbij een soort vingers in het schuimfront en wij hebben als eerste groep die vingers zichtbaar kunnen maken.”
Het succes met de CT-scanner heeft voor de sectie van Zitha nieuwe onderzoeksplannen aangeboord. Zitha wil de CT nu gebruiken om de eigenschappen van een nieuw te ontwikkelen schuim te testen.
“Dit nieuwe schuim kunnen we vanaf een afstand een zo hoge elasticiteit en oppervlaktespanning geven dat het de hoge druk waarmee water in de oliebron wordt geinjecteerd kan weerstaan”, zegt Zitha. “Het schuim houdt dan het water en zuur tegen zonder dat je nog vingers krijgt.”
De CT-scan kan niet alleen organen bij een patient in beeld brengen. Met de hier getoonde proefopstelling kun je ook het gedrag van schuim in gesteentelagen volgen.
Onder leiding van prof.ir Cor van Kruijsdijk werd afgelopen zomer de olie-onderzoeksschool Isapp gestart samen met Shell en TNO. Deze school moet nieuwe technieken ontwikkelen om meer olie uit steeds legere bronnen te halen. De voortdurend stijgende olieprijs maakt dit noodzakelijk.
Shell en Isapp mikken op de Smart Wells. Dit zijn slimme olieputten, waarbij met een soort blaasvoetbal vanuit verschillende putten water en zuur of koolzuurgas worden geïnjecteerd. Deze stoffen duwen olie richting winningsput. Dankzij slimme meet- en regeltechnieken kan de richting waar de olie naar toe stroomt, gestuurd worden. Het zuur is daarbij een toevoeging om obstakels onder de grond oplosbaar te maken.
Behalve water of gas kan ook schuim geïnjecteerd worden. Een mengsel van gasbubbels in water duwt dan de olie naar de winningsput. Schuim kan daarnaast dienen als een tijdelijke plug om watervoerende grondlagen af te sluiten. Ongeveer zoals je bij een badkuip de afvoer afsluit.
Het water en zuur die in een injectieput onder hoge druk worden geïnjecteerd, hebben namelijk de neiging om weg te lekken in watervoerende aardlagen die makkelijk doordringbaar zijn. De druk achter de olie valt daardoor weg en het zwarte goud stroomt steeds langzamer richting winningsput. In een industrie waar tijd in dollars doortikt is dit een vervelende bijkomstigheid en de schuimplug kan dit verhelpen.
Heilige graal
De Delftse petroleum engineers dr. Pacelli Zitha en prof. dr. Peter Currie van het Delftse Dietz Laboratorium doen al acht jaar onderzoek naar schuiminjectie. Onlangs vonden zij samen met oud-promovendus dr. Nguyen de oplossing van een oud probleem bij schuiminjectie in heterogeen gesteente. Dit zijn aardlagen met wisselende korrelgrootte en structuur.
“Ook bij schuimpluggen bleek op termijn ondergronds lekkage van zuur te ontstaan naar hoog permeabele aardlagen”, zegt Zitha. “De snelheid waarmee je olie kon winnen nam daardoor af en tot nu toe had niemand een duidelijk beeld gemaakt van wat er nu precies gebeurde.”
Zitha zegt nu de ‘heilige graal’ van schuiminjectie gevonden te hebben. Dat wil zeggen, hij heeft de manier zichtbaar gemaakt waarop water het schuim vooruitduwt door gesteente. Dit dankzij een apparaat dat normaal in ziekenhuizen wordt gebruikt om weke delen in het lichaam zichtbaar te maken: de CT-scanner.
Dit apparaat bestaat uit een ronde ring met een stralingsbron waar een sample in wordt geschoven. De CT-scanner meet met behulp van röntgenstraling de dichtheid van het schuim. De hoeveelheid straling die doordringt in het schuim is een maat voor de dichtheid. Hoe hoger de dichtheid van het schuim wordt, hoe minder het schuim straling doorlaat.
Op deze manier kan worden gemeten hoe het water en zuur in de schuimlaag doordringen omdat ze de dichtheid van het schuim beïnvloeden. “Met de CT-scanner in ons lab konden we laten zien dat geïnjecteerd water en zuur tussen bubbels in het schuim doordringt de permeabele lagen in”, zegt Zitha. “Het vormt daarbij een soort vingers in het schuimfront en wij hebben als eerste groep die vingers zichtbaar kunnen maken.”
Het succes met de CT-scanner heeft voor de sectie van Zitha nieuwe onderzoeksplannen aangeboord. Zitha wil de CT nu gebruiken om de eigenschappen van een nieuw te ontwikkelen schuim te testen.
“Dit nieuwe schuim kunnen we vanaf een afstand een zo hoge elasticiteit en oppervlaktespanning geven dat het de hoge druk waarmee water in de oliebron wordt geinjecteerd kan weerstaan”, zegt Zitha. “Het schuim houdt dan het water en zuur tegen zonder dat je nog vingers krijgt.”
De CT-scan kan niet alleen organen bij een patient in beeld brengen. Met de hier getoonde proefopstelling kun je ook het gedrag van schuim in gesteentelagen volgen.
Comments are closed.